 |
Определение суммарных потери напора в местных сопротивлениях нагнетательной линии и их суммарную эквивалентную длину.
|
|
|
|
Потери напора в местных сопротивлениях складываются из потерь на фланце, в угольниках, расходомера Вентури, на задвижке и выходе из трубы. Из справочника найдём значения коэффициенты местных сопротивлений: ζфл=0,1; ζуг=1,32; ζвен=2; ζвых=0,5.
Запишем формулу Вейсбаха для нагнетательной линии:
В нашем случае имеем (с учётом 
):
(1)
Потери напора в местных сопротивлениях можно выразить через эквивалентную длину, т.е. такую длину трубопровода для которой hд=hм.сопр. и 
.
Суммарная эквивалентная длина определяется по формуле:
(2)
Подставим значения параметров в (1) и (2):
4.8. Определение необходимого диаметра самотечного трубопровода dc, обеспечивающего установление заданного постоянного уровня в верхнем резервуаре Н3.
Для определения dc будем использовать графоаналитический способ решения с использованием ПК (программа Microsoft Exсel). Задаёмся интервалом dci от 1мм до 20см с шагом 1мм. И для каждого варианта рассчитаем потери напора возникающих при прохождение жидкости по самотёчному трубопроводу.
Потери напора определяются по формуле: 
, где 
- суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений самотёчного трубопровода.
Вычислим поэтапно потери напора для d c =1мм:
По результатам вычисления ПК 
составим таблицу и построим график зависимости h=f().
| d,м | 0,12 | 0,125 | 0,13 | 0,135 | 0,14 |
| h,м | 6,29 | 5,11 | 4,18 | 3,44 | 2,86 |
Для определения необходимого значения диаметра трубопровода по полученному графику определяем для значения h=H2+ H 3 = cons =3,66+2,5=6,16м, т.к. уровень установившейся – это и есть потери напора при прохождение жидкости по самотёчному трубопроводу.
Имеем, что при h=6,16м значение диаметра примерно равно 
|
|
|
4.9. Определение минимальной толщины стальных стенок трубы d 2, при которой не происходит её разрыва в момент возникновения прямого гидравлического удара.
Опасным сечением для трубы будет ее любое диаметральное сечение.
Силу давления жидкости на цилиндрическую поверхность ab с определяют пренебрегая весом жидкости как силу давления жидкости на проекцию цилиндрической поверхности и на диаметральную плоскость ас по формуле:
, где p – давление. (*)
Эта сила давления воспринимается двумя сечениями стенки трубы, поэтому
где σ доп – допустимое напряжение для материала трубы. Из формулы (*) определяем минимальную толщину стенки трубы:
(**) 
где p = p м1 +Δр, υ = 4· Q /(π · d 2), d = d 2, Δр = сυρ – формула Жуковского. Для стальных труб с = 1200 м/с. σ доп для стали 20 равна 0,16·109 Па.
Таким образом, окончательная формула примет вид:
(***)
 |
Определить полезную мощность насоса.
Полезная мощность – называется работа, потребляемая насосом в единицу времени.
Полезная мощность определяется по формуле:
N пол. =ρ• g • Q • H, где Н=Ннас., тогда N нас = ρ1• g • Q • H нас.
H нас определяется по форуле:
Н - высота подъёма, т.е. Н=Н2. αi=1 (для практических расчётов).
Индекс '' в ''- на всасывающей линии;
'' н ''- на нагнетательной линии.
Вычислим 
:
Откуда:
N нас = ρ1• g • Q • H нас = =870•9,81•0,025•32,66=6,9кВт.
Вывод
В ряде участков гидравлической установки режим течения жидкости – турбулентный, в результате мы имеем большие потери напора. Как следствие это влечет за собой экономические затраты. Рекомендую добавить в циркуляционную жидкость небольшие количества таких веществ, как, например, высокомолекулярные полимеры (полиокс, полиакриламид – ПАА), гуаровая смола, поливиниловый спирт – ПВС. Будучи растворенными в жидкости, они обладают способностью значительно снижать гидравлические сопротивления при турбулентном режиме.
|
|
|
Механизм происходящих при этом явлений полностью пока не выяснен, но есть основания полагать. Что частицы этих веществ (их длинные и гибкие молекулы), внесенные в поток жидкости, тесно взаимодействуя с ее пульсирующими частицами, существенно изменят характер турбулентного течения.
Указанные изменения проявляются, прежде всего, в близкой к стенкам, ограничивающим поток, весьма малой по толщине области пограничного слоя. Здесь снижаются пристеночные поперечные пульсации скоростей и давлений, и это оказывает решающее влияние на общий уровень турбулентности и поведение потока в целом. Причем достаточно нескольких миллионных долей полимера по отношению к растворителю, чтобы достигалось значительное уменьшение гидравлического сопротивления.
6. Список литературы:
1.Зозуля Н.Е. Курсовая работа по дисциплине «Гидравлика». Методическое пособие АГНИ, 2001 г.
2.Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г.Д. «Нефтегазовая гидромеханика». Москва-Ижевск:Институт компьютерных исследований, 2003.-480 с.
3. Киселев П.Г. «Гидравлика. Основы механики жидкости». Учебное пособие.-М.:Энергия, 1980.-360 с.
4. Раинкина Л.Н. «Гидромеханика». Москва 2006, РГУ им. Губкина
5. Общие рекомендации по выполнению курсовых работ, курсового и дипломного проектирования. – Альметьевск: Альметьевский государственный нефтяной институт, 2004.-67 с.
|
|
|
