Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Теоретические основы расчета

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Для выполнения курсовой работы необходимы знания следующих разделов курса "Гидромеханика":

l. Уравнение Бернулли для потока реальной несжимаемой жидкости.

2. Практическое применение уравнения Бернулли.

3. Два режима движения жидкости, число Рейнольдса.

4. Гидравлические сопротивления.

5. Гидравлический расчет простых и сложных трубопроводов.

6. Расчет всасывающей линии насосной установки. Насосная установка и ее характеристика.

7. Работа насоса на сеть.

8. Сущность кавитационных явлений.

9. Истечение жидкости через отверстия и насадки.

10. Неньютоновские жидкости.

11. Гидравлический удар в трубопроводе.

12. Определение давления в жидкости и силы давления жидкости на поверхность твердого тела.

Решение поставленной студенту задачи выполняется аналитически, часть задачи, указанной преподавателем, рассчитывается при помощи ЭВМ.

Решение задачи связано, главным образом, с нахождением рабочих параметров системы "насосная станция (резервуар) — трубопровод" и изменением параметров работы установки при подключении параллельных или последовательно соединенных участков труб, а также при изменении характеристик насоса.

При работе всасывающей линии насосной установки надо иметь в виду, что давление перед насосом можно снизить до значения, меньшего давления упругости паров. В таком случаевозникает кавитация и необходимо предложить меры, предотвращающие это явление (увеличение диаметра всасывающей линии насосной установки, подключение лупинга и т.д.), и провести повторный расчет установки.



При выполнении задания требуется обратить внимание на указания в примечаниях, в которых даны условия, зависимости и значения, необходимые для выполнения курсовой работы.

Недостающие величины (физические свойства жидкостей, шероховатость трубопровода, характеристика насоса и т .д.) могут быть взяты из любых справочных пособий по гидравлическим расчетам. Некоторые справочные величины приведены в Приложении к данному учебному пособию.

Пояснительная записка к курсовой работе формируется в следующей последовательности:

1. Титульный лист.

2. Задание на курсовую работу.

3. Введение, в котором излагаются аспекты прикладного применения задачи, ее использования на практике.

4. Постановка задачи, где приводится схема гидравлической системы, исходные данные, расчетные и геометрические параметры, физические свойства жидкости, подробно формулируется задание.

5. Содержательная (расчетная) часть пояснительной запаски включает в себя ряд разделов, соответствующих отдельным пунктам задания.

В каждом разделе необходимо вначале привести теоретическое обоснование решаемой задачи, далее сделать соответствующие расчеты и привести результаты расчетов в виде таблиц, графиков, программы для вычисления на ЭВМ.

6. Выводы, где должен быть сделан анализ полученных результатов и внесены предложения по улучшению работы установки.

Ниже приводится примерный вид содержания пояснительной записки для одного из вариантов.

Введение (не нумеруется).

Постановка задачи.

Определение минимального диаметра всасывающего трубопровода.

2.1. Сущность кавитационных явлений.

2.2. Расчет минимального диаметра из условия отсутствия кавитации.

3. Определение рабочей точки насосной установки.

3.1. Основные сведения о насосах и построение характеристики насоса.

3.2. Построение характеристики сети.

3.3. Определение координат рабочей точки и мощности на валу насоса.

Регулирование подачи насоса.

4.1. Определение числа оборотов вала насоса при измененной подаче.

4.2. Определение диаметра лупинга.

5. Определение времени опорожнения резервуара.

Выводы (не нумеруются).

Пояснительная записка должна быть выполнена в соответствии с ГОСТом и иметь определенный порядок вложения и оформления листов:

- на титульном листе рамка соответствующего размера и содержания;

- стандартный лист “Пояснительная записка”;

- стандартный лист “Задание на курсовую работу”;

- “Содержание” пояснительной записки;

- все рисунки и графики должны иметь заглавие (вверху) и сквозной порядковый номер(внизу);

- при проведении расчетов на калькуляторе графики должны выполняться на миллиметровке.

Курсовую работу студент защищает перед комиссией, которая и выставляет оценку.

 

 

ЗАДАНИЯ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Т Е М А № 1

'''Исследование параметров работы насосной установки''

 

Центробежный насос 1 (Рис.1) перекачивает жидкость из резервуара 2 в резервуар 3, при этом жидкость поднимается на высоту H от оси насоса. Избыточное давление в газовом простран стве резервуаров равно рм1 и рм2 .

Исходные данные приведены в таблице 1.

Хаpактеpистики (H-Q) и (h-Q) работы центробежного насоса определяется с помощью зависимостей: Qii×Q0 , Hi=mi×H0 , h=ci×hmax,

где Qo - подача насоса (м3/c) при H=О,

Ho - напор насоса (м) при Q=O,

hmax – максимальное значение к.п.д. насоса,

кi, mi, сi - коэффициенты, определяемые по таблице 2.

Задание:

1. Опpеделить рабочие параметры установки. и мощности, потребляемой электродвигателем (Qk ,Hk).

2. Проверить устойчивость работы всасывающей линии. Определить максимально возможную величину потерь напора во всасывающей линии при заданных параметрах установки и максимально возможный коэффициент сопротивления фильтра 3.

3. Определить число оборотов вала насоса при уменьшении производительности до заданной величины (до x×Qk) в исходной гидравлической сети.

4. Определить длину вставки lвст (на нагнетательной линии), обеспечивающей уменьшение производительности до заданной величины (до x×Qk), если диаметр вставки dвст.

5. Для каждого способа регулирования определить рабочие параметры (HP¸QP) и эффективную мощность насосной установки.

6. Определить толщину стенки нагнетательного трубопровода из условия прочности при гидравлическом ударе.

Указания:

1. Физические свойства ньютоновских жидкостей определить из приложения 12, а неньютоновских – из приложения 13.

2. Меcтные сопpотивления, pасположенные на всасывающей и нагнетательной линиях: всасывающая коpобка с обpатным клапаном и фильтpом 4, обpатный клапан 5, два повоpота на 90° 6, задвижка 7, вход в pезеpвуаp 8.

3. Тpубопpовод изготовлен из новых стальных тpуб.

4. Пpинять число обоpотов вала двигателя насоса n=1400 об/мин.

5. При уменьшении производительности принять: четный вариант – x=0,8 (на 20%); нечетный вариант – x=0,7 (на 30%).


 

Схема установки

 
 

 

 

 

 


Рис. 1

 

 


 

Таблица 1

 

№ вар Перекачиваемая жидкость lв lн d dвст h H1 Pм1 Рм2 Ho Qo hmax nзад t
м м мм мм м м МПа МПа м м3/c - - °c
1. Глинистый раствор 0,01 0,10 0,70 1,0
2. Нефть -0,03 0,15 0,75 0,8
3. Бензин Б-70 0,01 0,02 0,08 0,78 0,7
4. Керосин Т-1 0,04 0,02 0,12 0,80 0,6
5. Дизтопливо вязкопластичное 0,02 0,14 0,78 0,5
6. Вода -0,02 0,16 0,76 0,4
7. Нефть вязкопластичная 0,01 0,04 0,18 0,75 0,3
8. Бензин Б-70 0,01 -0,01 0,20 0,73 0,7
9. Керосин Т-1 0,02 0,22 0,70 0,6
10. Дизтопливо -0,01 0,015 0,25 0,75 1,0

 

 

Таблица 2

 

i
k 0,04 0,08 0,12 0,16 0,20
m 1,0 1,05 1,01 0,90 0,70 0,44
с 0,5 0,9 1,0 0,8 0,4

 


T E М А № 2

"ИССЛЕДОВАHИЕ РАБОТЫ ТРУБОПРОВОДА

В ПРОЦЕССЕ РЕГУЛИРОВАHИЯ"

 

Hасосная станция 1 пеpекачивает жидкость из откpытого pезеpвуаpа 2 в pезеpвуаp 3, имеющий диаметp Dp. Hад повеpхностью жидкости в pезеpвуаpе 3 поддеpживается избыточное давление величиной pм. Опоpожнение резервуара производится через цилиндрический насадок 4. Схема установки изобpажена на pис.2.

Основные величины, необходимые для pасчета, пpиведены в таблице 3.

 

Задание:

1. Опpеделить pабочие паpаметpы (Qp-Hp) cистемы насосная станция -тpубопpовод.

2. Определить давление на входе в насос и максимально возможный коэффициент сопротивления фильтра из условия отсутствия кавитации.

3. Рассчитать диаметр параллельного трубопровода (лупинга) dл, обеспечивающего увеличение подачи на 10%.

4. Провести мероприятия, позволяющие восстановить производительность до первоначального значения:

· определить коэффициент сопротивления крана xкр;

· найти число оборотов вала насоса n2.

5. Определить диаметр do сливного устройства 4 (цилиндрический внешний насадок), позволяющего произвести полное опорожнение резервуара за два часа (PМ=const).

6. Определить мощность электродвигателя, приводящего в действие центробежный насос.

 

Указания:

1. Насос выбирается из приложения (четные вариант – прил.3, нечетные – прил.4).

2. Физические свойства жидкости определяются по справочной литературе.

3. Трубопровод изготовлен из стальных труб, подверженных коррозии.

4. Потери напора в местных сопротивлениях учесть только в приемной коробке с фильтром 5 и задвижке 6. Степень открытия задвижки n.

5. Если во всасывающей линии насоса кавитация, то необходимо найти минимальный диаметр всасывающей линии (dmin) из условия отсутствия кавитации, увеличить его до ближайшего большего по ГОСТу и уточнить положение рабочей точки.

 


 

Схема установки

     

Рис.2

 

 


 

Таблица 3

 

№ вар. Перекачиваемая жидкость t H1 H2 H3 Pм dн lн Dр lл lв n
°с м м м МПа мм м м м м  
Глинистый раствор 0,7 0,5 0,04 1,0
Нефть 0,6 1,0 0,02 0,9
Бензин Б-70 1,5 1,5 0,03 0,8
Керосин Т-1 1,0 2,0 0,02 0,7
Дизтопливо вязкопластичное 0,5 2,5 0,04 0,6
Вода 1,2 3,0 0,01 0,5
Нефть вязкопластичная 0,3 3,5 0,03 0,6
Бензин Б-70 1,0 4,0 0,02 0,7
Керосин Т-1 0,5 4,5 0,8
Дизтопливо 0,8 5,0 0,01 1,0

 


Т Е М А № 3

"ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ РАБОТЫ ТРУБОПРОВОДА"

 

Центpобежный насос (рис. 3) заполняет жидкостью, температура которой t , цилиндрический напорный резервуар 1. Жидкость подается из открытого водоема 3 центробежным насосом 2. Регулирование подачи насоса осуществляется с помощью крана 4.

Исходные данные пpедставлены в таблице 4.

 

Задание:

1. Подобрать насос (приложения 1¸8), обеспечивающий заданную подачу Q.

2. Рассчитать минимальный диаметр всасывающий линии установки dmin, обеспечивающий бескавитационную работу насоса. Подобрать диаметр по ГОСТу.

3. Провести мероприятия, позволяющие обеспечить заданную подачу (1 способ – изменение характеристики сети; 2 способ – изменение характеристики насоса). Для каждого способа определить рабочие параметры (HP¸QP) и эффективную мощность насосной установки.

4. Найти толщину стенки нагнетательного трубопровода с учетом повышения давления при внезапной остановки перекачки.

5. Определить диаметр do диффузорного насадка 6 (H=const) при работе в заданном режиме.

 

Указания:

1. Насос выбирается из приложения так, чтобы заданная производительность попадала в рабочий режим.

2. Всасывающая и нагнетательная линии трубопровода изготовлены из новых стальных труб.

3. Физические свойства перекачиваемой жидкости определяются из приложений.

4. При расчетах учесть потери напора во всех местных сопротивлениях. Величина коэффициентов местных сопротивлений определяется из приложения 17.

 


 

Схема установки

       

 


Рис. 3

 


 


Таблица 4

 

№ вар. Перекачиваемая жидкость t lв lн dн hв H1 H2 H3 Q pм
°c м м мм м м м м л/c МПа
Глинистый раствор 1,0 1,5 2,5 0,01
Нефть 1,5 2,5 1,0 1,0 -0,012
Бензин Б-70 2,0 3,0 1,5 0,015
Керосин Т-1 1,25 2,5 0,5 1,0 -0,014
Дизтопливо вязкопластичное 1,75 1,5 4,5 0,013
Вода 2,2 0,5 0,5 2,0 -0,011
Нефть вязкопластичная 1,0 2,0 0,5 3,5 0,01
Бензин Б-70 1,25 4,0 1,0 -0,02
Керосин Т-1 1,5 3,0 0,8 1,2 0,01
Дизтопливо 2,0 2,5 1,5 -0,02

 

 

СОдержание

 

  ВВЕДЕНИЕ
1. Постановка задачи
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА
2.1. Некоторые сведения о насосах
2.2. Гидравлическая сеть
2.3. Определение потерь энергии на преодоление гидравлических сопротивлений
2.4. Кавитационные расчеты всасывающей линии насоса
3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Определение рабочей точки центробежного насоса и мощности приводного двигателя
3.2. Определение минимального диаметра всасывающего трубопровода из условия бескавитационной работы  
3.3. Определение рабочей точки насоса из условия бескавитационной работы
3.4. Регулирование подачи насоса в гидравлическую сеть
3.4.1. Расчет коэффициента сопротивления регулировочного крана
3.2.2. Регулирование подачи путем изменения частоты вращения вала насоса
3.2.3. Сравнение способов регулирования
  ВЫВОДЫ
  Библиографический список

 

 


ВВЕДЕНИЕ

Насосы представляют собой гидравлические машины, предназначенные для преобразования механической энергии приводного двигателя в гидравлическую энергию потока жидкости. Насосы передают жидкости энергию. Жидкость, получившая энергию от насоса, поднимается на определенную высоту, перемещается на необходимое расстояние в горизонтальной плоскости, или циркулирует в какой либо замкнутой системе.

Первоначально насосы предназначались исключительно для подъёма воды. В настоящее время область их применения широка и многообразна.

В нефтегазовом деле насосы применяются, например, для транспорта нефти и нефтепродуктов, в системе промывки и цементирования скважин при бурении, в системах сбора и подготовки нефти к транспорту, в системах обустройства нефтегазопромыслов.

Важнейшие параметры работы насоса - напор H и подача Q.

Напор насоса H- энергия, приходящаяся на единицу веса, которую получает жидкость, проходящая через насос.

Подача насоса Q - объемное количество жидкости, которое за единицу времени проходит через насос. Подача насоса равна расходу жидкости в трубопроводе, присоединенном к насосу.

Величины H и Q для каждого насоса между собой взаимосвязаны. Зависимость H= f(Q) называется напорной характеристикой насоса.

Один и тот же насос может быть включен в различную гидравлическую сеть.

Гидравлическая сеть - система трубопроводов, резервуаров, регулирующих устройств и других элементов, по которым перемещается жидкость.

Дополнительная энергия, которая передается жидкости в насосе, расходуется в гидравлической сети на совершение работы по подъему жидкости, на преодоление гидравлических сопротивлении при движении жидкости и на другие цели. Величина энергии, необходимой для перемещения жидкости, зависит от вида и характеристик гидравлической сети. Зависимость потребной удельной энергии Hпотр. от расхода Q жидкости в системе называется характеристикой гидравлической сети:

  Hпотр.= j(Q)  

Таким образом, в каждом конкретном случае необходимо совмещать параметры работы насоса и гидравлической сети, то есть решать систему уравнений:

  H= f(Q); Hпотр.= j(Q)    

Решение этой системы уравнений представляет собой параметры рабочей точки К насоса (Qk , Hk ) в заданной гидравлической сети.

К основным задачам расчета трубопроводов с насосной подачей жидкости

относятся: определение параметров рабочей точки насоса, подбор двигателя для насоса, регулирование подачи насоса в сеть, расчет всасывающей линии насоса.

Эти задачи и решаются в данной курсовой работе.

 

1. Постановка задачи

Насос 1 пеpекачивает жидкость из закpытого pезеpвуаpа 2 в гидроцилиндр, имеющий диаметp D. Hа поршень гидроцилиндра действует внешняя нагрузка R. Жидкость поступает в трубопровод через приёмную коробку 4 с обратным клапаном и сеткой. На напорном трубопроводе имеется вентиль 5. Схема установки изобpажена на pис.1.

Основные величины, необходимые для pасчета, пpиведены в таблице 1.

Таблица1

№ вар. жидкость t H1 H2 рм R d1 d2 D l2 l1
°с м м МПа кН мм мм м м м
  нефть 1,7 0,01 0,6

 

 

 

Рис.1. Схема установки

 

Задание:

1. Опpеделить pабочие паpаметpы (Qp-Hp) cистемы насосная станция -трубопpовод.

2. Произвести кавитационный расчет всасывающей линии насосной установки.

3. Провести мероприятия, позволяющие уменьшить производительность насоса на 20%.

· определить коэффициент сопротивления крана xкр;

· найти число оборотов вала насоса n2.

Определить мощность электродвигателя, приводящего в действие центробежный насос при двух способах регулирования.

Указания:

1. Используется насос Д-320 при n=2950 об/мин.

2. Физические свойства жидкости определяются по справочной литературе.

3. Трубопровод изготовлен из стальных труб, подверженных коррозии.

4. В начальном положении кран открыт.

5. Если во всасывающей линии насоса кавитация, то необходимо найти минимальный диаметр всасывающей линии (dmin) из условия отсутствия кавитации, увеличить его до ближайшего большего по ГОСТу и уточнить положение рабочей точки.

 

Характеристика насоса

 

 
H,м
Q, л/с
h
DQ

D Q - область номинальных подач при работе насоса, где к.п.д. близок к максимальному.

Рис.2. Характеристика центробежного насоса Д-320 при n=2950 об/мин.

 


 

Теоретические основы расчета

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2017 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.