Гидравлический расчет трубопроводов.

Данные для расчета:

РА=1,5 кг/см2 изб; РВ=0,5 кг/см2 вак; L1=200 м; L2=150 м; d1=95x5 мм; d2=45x4 мм;

Перекачиваемая жидкость: Серная кислота 60%;

Вид местного сопротивления: 1-вентиль нормальный;

2-отвод φ=90° ;

Вид и состояние трубы: 1-стальная с большими отложениями;

2-стальная новая;

Внезапное изменение диаметра: внезапное сужение

Высота подъёма жидкости: ΔZ=40 м;

Расход перекачиваемой жидкости: qv=1.8·10-3 м3/с.

Срок готовности и защиты: 22 ноября 2004г.

1.2 Расчеты

Переведём, где это необходимо, исходные данные в систему СИ:

L1=200 м

L2=150 м

Па;

Па;

ΔZ=40 м

Для 60%-й серной кислоты справочные значения плотности и динамической вязкости равны соответственно: ,Па·с;

1.2.1 Определение скоростей и расходов

Зададим 6 значений скорости на участке трубы меньшего диаметра (II участок трубопровода) из интервала [0.5;3] м/с.

Найдём объёмный расход жидкости:

qv1=5.37·10-4 м3/c;

qv2=1.07·10-3 м3/c;

qv3=1.61·10-3 м3/c;

qv4=2.15·10-3 м3/c;

qv5=2.69·10-3 м3/c;

qv6=3.22·10-3 м3/c;

Рассчитаем площадь сечения первой трубы:

Найдём скорость течения жидкости в первой трубе:

Получим: u I, 1=0.10 м/с;

u I, 2=0.19 м/с;

u I, 3=0.28 м/с;

u I, 4=0.38 м/с;

u I, 5=0.47 м/с;

u I, 6=0.57 м/с;

1.2.2 Определение статического и скоростного напоров

Напор, требуемый для преодоления сопротивления столба жидкости:

, где .

Скоростной напор:

Получим:

Hsk1=

Hsk2=

Hsk3=

Hsk4=

Hsk5=

Hsk6=

1.2.3 Расчет потерь напора.

Рассчитаем потери напора:

Для этого найдём значения критерия Рейнольдса для жидкости в первой трубе:

Получим:

ReI, 1=2307

Re I, 2=4383

Re I, 3=6459

Re I, 4=8766

Re I, 5=10842

Re I, 6=13148

Шероховатость трубы:

Для первой стальной трубы с большими отложениями примем

.

Тогда

Критические значения критерия Рейнольдса:

Поскольку все значения критерия Рейнольдса входят в интервал [ReКР1; ReКР2], то для смешанного турбулентного течения можно воспользоваться следующей формулой для расчета коэффициента трения:

Тогда потери на 1-м линейном участке трубопровода будут равны:

Потери на 2-м линейном участке трубы:

Шероховатость трубы:

Для второй новой стальной трубы примем: м.

Тогда:

Критические значения критерия Рейнольдса:

Поскольку первые 4 значения критерия Рейнольдса меньше ReКР1, течение гладкое турбулентное, и:

,

получим:

Так как последние два значения Re принадлежат интервалу [ReКР1; ReКР2], то течение смешанное турбулентное, и:

, тогда

Потери напора на втором участке трубопровода:

, найдём:

Найдём потери напора в местных сопротивлениях.

Для этого выберем справочные значения коэффициентов местных потерь для соответствующих местных сопротивлений:

- вход в трубу;

-вентиль нормальный;

- внезапное сужение;

-отвод φ=90° ;

-выход из трубы;

• Тогда для I трубы:

• Для II трубы:

Местные потери на I участке:

, получим:

Местные потери на II участке:

Получим:

Тогда общие потери на I и II участках:

На 1-м участке:

На 2-м участке:

Общие потери:

Находим значение фактического напора: