Физика /
←предыдущая следующая→
1 2
Министерство образования и науки Украины
Национальная Металлургическая Академия Украины
Кафедра промышленной теплоэнергетики
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Гидрогазодинамика»
Разработал студент гр. ПТЭ-02-1 Зеркаль К.Г.
Руководитель работы Мануйленко А.А.
Курсовая работа защищена с оценкой
г. Днепропетровск
2004г.
1. Задание на курсовую работу
Рассчитать и выбрать оптимальный диаметр трубопровода для транспорти-ровки воды от насоса Н до промышленной установки ПУ. Определить толщину стенок труб, необходимые пьезометрические напоры у насоса и на участках трубо-проводов. Построить напорную характеристику трубопровода и график пьезомет-рических напоров для приведенных условий:
1) максимальный часовой расход воды ;
2) согласно схеме установки (рис. 1.1.) длины участков трубопровода:
геометрические отметки точек:
местные сопротивления:
-колен с закруглением под - 6 шт.
-задвижек Дудло: со степенью открытия 5/8 - на участке АВ – 1 шт.,
на участке ВС – 1шт.;
со степенью открытия 7/8 - на участке СD – 1 шт.,
на участке DE – 1 шт.;
Рис. 1.1. Схема водоснабжения ПУ:
Н – насос, ПУ – промышленные установки
3) Напор у потребителя, независимый от потерь напора в трубопроводе ( сво-бодный напор) - ;
4) число часов работы установки в сутки - ;
5) число дней работы установки в году - дней.
2. Теоретическая часть
По способам гидравлического расчета трубопроводы делят на две группы: простые и сложные. Простым называют трубопровод, состоящий из одной линии труб, хотя бы и различного диаметра, но с одним же расходом по пути; всякие дру-гие трубопроводы называют сложными.
При гидравлическом расчете трубопровода существенную роль играют ме-стные гидравлические сопротивления. Они вызываются фасонными частями, арма-турой и другим оборудованием трубопроводных сетей, которые приводят к изме-нению величины и направления скорости движения жидкости на отдельных участ-ках трубопровода (при расширении или сужении потока, в результате его поворота, при протекании потока через диафрагмы, задвижки и т.д.), что всегда связано с по-явлением дополнительных потерь напора. В водопроводных магистральных трубах потери напора на местные сопротивления обычно весьма не велики (не более 10-20% потерь напора на трение).
Основные виды местных потерь напора можно условно разделить на сле-дующие группы:
- потери, связанные с изменением сечения потока;
- потери, вызванные изменением направления потока. Сюда относят различ-ного рода колена, угольники, отводы, используемые на трубопроводах;
- потери, связанные с протеканием жидкости через арматуру различного ти-па (вентили, краны, обратные клапаны, сетки, отборы, дроссель-клапаны и т.д.);
- потери, связанные с отделением одной части потока от другой или слия-нием двух потоков в один общий. Сюда относятся, например, тройники, крестови-ны и отверстия в боковых стенках трубопроводов при наличии транзитного расхо-да.
3. Определение оптимального диаметра трубопровода.
3.1. Для определения оптимального диаметра трубопровода задаемся рядом значений скорости движения жидкости (от 0,5 до 3,5 м/с) и вычисляем расчетные диаметры труб по формуле:
,
Результаты расчета для всех принятых значений скорости приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1.
Диаметры труб для различных значений скорости движении жидкости
Скорость движения
жидкости, м/с 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
Диаметр труб, , м
0,297 0,210 0,172 0,149 0,133 0,121 0,112
3.2. Для каждого расчетного диаметра труб вычисляем приведенные за-траты на один год по формуле:
,
где - эксплуатационные затраты, включающие амортизационные отчисления,
стоимость электроэнергии, обслуживания, текущих расходов и др., грн.;
- капитальные затраты, грн.;
0,2 – нормативный коэффициент.
Стоимость обслуживания и текущих расходов примерно одинакова для труб разного диаметра. Поэтому эксплутационные затраты принимаем равными сумме амортизационных отчислений и стоимости электроэнергии:
.
Капитальные затраты включают стоимость труб и стоимость монтажа трубопровода :
.
Примерная цена 1 т труб принимается равной 1300 грн. Тогда стоимость бу-дет равна:
,
где - масса труб, т.
Масса труб определяется по формуле:
,
где - принятая толщина стенки трубы;
- суммарная длина всех участков трубопровода, ;
7,8 – плотность стали, т/ .
Стоимость монтажа трубопроводов принимаются равной, примерно 30% стоимости труб:
, грн.
Амортизационные отчисления для каждого значения диаметра трубопровода вычисляются по формуле:
,
где лет – срок службы труб.
Стоимость электроэнергии определяется по формуле:
,
где 0,16 – стоимость 1 кВт·ч электроэнергии, грн.;
- мощность потока, кВт.
Мощность потока вычисляется по формуле:
,
где - напор, создаваемый насосом, ,
,
где - геометрическая высота, ;
- сопротивление трубопровода, , равное
,
где - удельное сопротивление по длине трубопровода, ;
- удельное местное сопротивление, ;
- сумма коэффициентов местных сопротивлений.
3.3. Расчет численных показателей для определения приведенных затрат для трубопровода (при скорости движения ):
3.3.1. Определение массы труб в тоннах:
т.
3.3.2. Определение стоимости труб:
грн.
3.3.3. Определение стоимости монтажа трубопровода:
грн.
3.3.4. Определение капитальных затрат:
грн.
3.3.5. Определение амортизационных отчислений:
грн.
3.3.6. Определение коэффициента гидравлического трения по формуле Прандтля-Никурадзе:
,
где - эквивалентная шероховатость труб (принимаем 0,4 мм).
3.3.7. Определение удельного сопротивления по длине:
.
3.3.8. Определение удельного местного сопротивления:
.
3.3.9. Определение сопротивления трубопровода:
3.3.10. Определение максимального напора, создаваемого насосом:
3.3.11. Определение мощности потока:
кВт.
3.3.12. Определение стоимости электроэнергии:
грн.
2.3.13. Определение эксплуатационных затрат:
грн.
3.3.14. Определение приведенных затрат в расчете на год:
грн.
Расчет численных показателей для определения приведенных затрат для трубопровода (при скорости движения ):
3.3.1. т
3.3.2. грн.
3.3.3. грн.
3.3.4. грн.
3.3.5. грн.
3.3.6.
3.3.7.
3.3.8.
3.3.9.
3.3.10.
>
3.3.11.
←предыдущая следующая→
1 2
|
|