←предыдущая следующая→
1 2 3
Министерство образования Российской Федерации
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Авиационный факультет
Кафедра теоретической и промышленной теплоэнергетики
КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине «Гидрогазодинамика»
Выполнил студент группы ПТ-021 С. В. Ефремов
группа подпись, дата инициалы, фамилия
Руководитель А. Г. Муравьев
подпись, дата инициалы, фамилия
Нормоконтролёр А. Г. Муравьев
подпись, дата инициалы, фамилия
Защищена Оценка
дата
2004
Замечания руководителя
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 5
1 Гидравлический расчёт разветвлённого трубопровода 6
1.1 Подбор труб 6
1.2 Расчёт потерь на трение в основной магистрали 7
1.3 Расчёт ответвлений 8
1.4 Построение пьезометрического графика 12
1.5 Выбор насоса 12
1.6 Расчёт всасывающего участка трубопровода 12
2 Гидродинамический расчёт короткого трубопровода 15
2.1 Изображение схемы трубопровода 15
2.2 Расчёт первого участка – резкое расширение 15
2.3 Расчёт второго участка – конфузор 16
2.4 Расчёт третьего участка – дроссельный клапан 18
2.5 Расчёт суммарных потерь. Определение типа трубопровода 20
3 Газодинамический расчёт сопла Лаваля 21
3.1 Расчёт параметров газа в критическом сечении 21
3.2 Расчёт параметров газа во входном сечении 23
3.3 Расчёт параметров газа в выходном сечении 24
3.4 Геометрический профиль сопла. Обобщение результатов 25
3.5 Расчёт дополнительных сечений 26
4 Спецвопрос:
Список литературы 31
ВВЕДЕНИЕ.
В первой задаче данной курсовой работы необходимо провести гидравлический расчёт разветвлённого трубопровода, подобрать насос и определить его положение относительно уровня воды, построить пьезометрический график.
Во второй задаче провести гидравлический расчёт короткого трубопровода: m=7,5 кг/с; Т=310 К; жидкость – масло трансф.; материал – стальн. цельнотян.
В третьей провести газодинамический расчёт сопла Лаваля, обеспечивающего на расчётном режиме расход газа. Кислород 7,5 кг/с. параметры торможения: Р0=8 МПа; Т0=725 К. Скорость входа газа WВХ=150 м/с, показатель адиабаты k=1,41. Углы раствора: дозвуковой части 80º; сверхзвуковой части 65º. Давление на срезе сопла 0,0001 МПа.
1.ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАЗВЕТВЛЕННОГО ТРУБОПРОВОДА.
1.1 Подбор труб.
Изобразим схему трубопровода на рисунке:
Рис. 1. Схема разветвлённого трубопровода.
Найдём расход воды на отдельных участках трубопровода.
q4-5 = Q5 = 45 л/с;
q4-6 = Q6 = 35 л/с;
q3-4 = Q6 + Q5 = 80 л/с;
q3-7 = Q7 = 10 л/с;
q2-3 = q3-7 + q4-6 + q4-5 = 90 л/с;
q2-8 = Q8 = 50 л/с;
q1-2 = q2-8 + q2-3 = 140 л/с;
Выбираем основную магистраль 1-2-3-4-5.
С учётом того, что оптимальная скорость течения воды Wopt = 3м/с, находим теоретические диаметры труб основной магистрали по формуле, вытекающей из уравнения неразрывности:
; (1.1)
где: q – расход воды на рассчитываемом участке, м3/с;
Wopt – оптимальная скорость, м/с.
м,
м,
м,
м.
Выбираем стандартные диаметры труб для главной магистрали:
d1-2 = 250 мм;
d2-3 = 200 мм;
d3-4 = 200 мм;
d4-5 = 150 мм;
1.2 Расчёт потерь на трение в основной магистрали.
Потери на трение определяются по формуле:
(1.2)
где: q – расход воды на рассчитываемом участке, л/с;
k2 – квадрат модуля расхода для трубы на рассчитываемом участке, л2/с2;
l – длина участка, м;
Квадрат модуля расхода k2, л2/с2:
k21-2=379948,96 л2/с2;
k22-3=116144,64 л2/с2;
k23-4=116144,64 л2/с2;
k24-5=25090,56 л2/с2;
м;
м;
м;
м;
Найдём суммарные потери на трение:
hΣ = h1-2 + h2-3 + h3-4 + h4-5;
hΣ = 10,317 + 2,79 + 8,817 + 15,334 = 37,258 м;
1.3 Расчёт ответвлений.
Ответвление 4-6
Так как участки 4-6 и 4-5 соединены параллельно, то:
h4-6т = h4-5 = 15,334 м.
Из формулы находим теоретический квадрат модуля расхода , л2/с2 по формуле:
(1.3)
где: q4-6 – расход воды на участке 4-6, л/с;
h4-6т – теоретические потери на участке 4-6, м;
l4-6 – длина участка 4-6, м.
л2/с2;
Находим ближайшее стандартное значение :
= 9484,8121 л2/с2;
для труб диаметром d=125 мм.
Потери на трение в ответвлении 4-6 находим по формуле (1.2):
м
Разность давлений в основной магистрали и ответвлении 4-6 в узле 4:
м;
Т. к. превышает 5%, то для погашения разности давлений ставим задвижку.
Находим скорость движения воды в ответвлении 4-6:
Далее определяем коэффициент местного сопротивления:
;
По коэффициенту местного сопротивления и диаметру определяем степень открытия задвижки:
Ответвление 3-7:
Так как участки 3-7, 3-4 и 4-5 соединены параллельно, то:
h3-7Т = h4-5 + h3-4 = 15,334 + 8,817 = 24,151 м.
Из формулы находим теоретический квадрат модуля расхода , л2/с2 по формуле:
(1.4)
где: q3-7 - расход воды на участке 3-7, л/с;
h3-7Т - теоретические потери на участке 3-7, м;
l3-7 - длина участка 3-7, м.
л2/с2;
Находим ближайшее стандартное значение :
= 613,5529 л2/с2;
для труб диаметром d=75 мм.
Потери на трение в ответвлении 3-7 находим по формуле (1.2):
м.
Разность давлений в основной магистрали и ответвлении 3-7 в узле 3:
м;
Т. к. превышает 5%, то для погашения разности давлений ставим заглушку.
Находим скорость движения воды в ответвлении 3-7:
;
Далее определяем коэффициент местного сопротивления:
;
По коэффициенту местного сопротивления и диаметру определяем степень открытия задвижки:
Ответвление 2-8:
Так как участки 2-8, 2-3, 3-4 и 4-5 соединены параллельно, то:
h2-8T = h4-5 + h3-4 + h2-3 = 15,334 + 8,817 + 2,79 = 26,941 м.
Из формулы находим теоретический квадрат модуля расхода , л2/с2 по формуле:
; (1.5)
где: q2-8 - расход воды на участке 2-8, л/с;
h2-8Т - теоретические потери на участке 2-8, м;
l2-8 - длина участка 2-8, м.
л2/с2;
Находим ближайшее стандартное значение :
=2874,0321 л2/с2;
для труб диаметром d=100 мм;
Потери на трение в ответвлении 2-8 находим по формуле (1.2):
м.
Разность давлений в основной магистрали и ответвлении 2-8 в узле 2:
м;
Так как превышает 5%, то для погашения разности давлений ставим заглушку.
Находим скорость движения воды в ответвлении 2-8:
;
Далее определяем коэффициент местного сопротивления:
;
По коэффициенту местного сопротивления и диаметру определяем степень открытия задвижки:
1.4 Построение пьезометрического графика.
Потери на трение на участках основной магистрали составили:
h1-2 = 10,317 м; h2-3 = 2,79 м; h3-4 = 8,817 м; h4-5 = 15,334 м;
Суммарные потери на трение в основной магистрали: hΣ = 37,258 м;
Потери на трение в ответвлениях составили:
h2-8 = 17,397 м; h3-7 = 4,89 м; h4-6 = 14,207 м;
Пьезометрический
←предыдущая следующая→
1 2 3