Расчет размеров трубы. Определение коэффициента трения

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования
«Ивановский государственный энергетический университет

имени В.И. Ленина»

 

Кафедра паровых и газовых турбин

 

 

Курсовая работа по курсу

«Проведение численных и физических экспериментов механика жидкости и газа» на тему:

«РАСЧЕТ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В ТРУБЕ С ТРЕНИЕМ ПРИ ЗАДАННОЙ СКОРОСТИ ПОТОКА НА ВХОДЕ»

 

 

                                                                          Выполнил: студентка гр. 1-10М

                         Фетисова А.А.

                         Принял: Доц. Каф. ПГТ

                         Григорьев Е.Ю.

 

Иваново 2020

Обозначения

a - местная скорость звука, м/с

c - скорость потока, м/с

d - диаметр трубы, мм

F - площадь поперечного сечения трубы, м²

G- массовый расход, кг/с

k - показатель адиабаты Пуассона

N - порядковый номер студента по журналу

n - номер студенческой группы

P - статическое давление, Па

q - приведенный расход

R - газовая постоянная, Дж/кгК

Re - число Рейнольдса

S - энтропия, Дж/кгК

s - толщина стенки трубы, мм

T - статическая температура, К

x - текущая координата по длине трубы, м

y - вариант задания

Δ - абсолютная шероховатость трубы, мм

ξ – коэффициент гидравлического трения

η - динамическая вязкость, Пас

χ- приведенная длина трубы

λ - приведенная скорость

π - безразмерное давление

П- располагаемое отношение давлений на трубу

ρ - плотность потока, кг/м³

σ - коэффициент восстановления давления полного торможения

[σ] - допустимые напряжения, Па

τ - безразмерная температура

Φ- газодинамическая функция

Индексы

0 - при нормальных условиях

1 - начальное сечение трубы

2 - выходное сечение

вн- внутренний

д- дозвуковой

кр - критические параметры

кр - параметры на входе, при которых в выходном сечении устанавливается критический режим

н - наружный

окр - окружающая среда

с - сверхзвуковой

ск - скачок

тр - трение

max - максимальный

min - минимальный

' - до скачка уплотнения

’’ - после скачка уплотнения

* - параметры торможения

~ - параметр, отнесенный к параметру в начальном сечении

- - относительный, безразмерный.

Введение

Расчет течения газа в цилиндрической трубе с трением представляет собой комплексную задачу, которая позволяет студенту в доступной инженерной форме практически закрепить теоретические знания по важным частям курса МЖГ и освоить:

- Расчет одномерных изэентропных потоков сжимаемой жидкости;

- Расчет одномерных потоков сжимаемой жидкости с потерями;

- Расчет сопла Лаваля;

- Расчет волн уплотнения и сжатия, их построение и отражение;

- Диаграмму эпициклоид;

- Диаграмму ударных поляр;

- Расчет прямых скачков уплотнения;

- Расчет косых скачков уплотнения;

- Расчет переменных режимов работы сопла Лаваля;

- Расчет переменных режимов работы трубопровода;

- Методы расчета свободных расчетных и нерасчетных газовых струй.

А так же научиться:

- Работать с таблицами газодинамических функций;

- Строить скачки уплотнения и их пересечения.

Расчет исходных данных

1.1. Вариант задания:

 где

N - Порядковый номер студента по журналу;

n - Номер группы;

1 – коэффициент, задаваемый преподавателем.

1.2. Давление полного торможения на входе в трубу, бар

1.3. Температура торможения, К,

1.4. Приведенная длина трубы

1.5. Абсолютная шероховатость трубы, мм,

1.6. Внутренний диаметр трубы, мм,

1.7. Показатель Пуассона

1.8. Газовая постоянная

Расчет размеров трубы. Определение коэффициента трения

2.1. Расчетная толщина стенки трубы, мм,

где допустимые растягивающие напряжения, кг/см²,

Из табл. П.3 [1] выбираем . Тогда

Из табл. П.2 [1] выбираем минимальную толщину стенки

2.2. Расчетный наружный диаметр, мм,

2.3. Из табл. П.I [1] находим ближайший больший диаметр, мм ,

2.4. Оставляя толщину стенки, находим внутренний диаметр, мм,

2.5. Находим критическую дозвуковую скорость потока на входе в трубу (при которой на выходе будет скорость звука, т.е. λ₂ = 1:

По таблицам [2] находим в дозвуковой области

где λ_1кр^д – дозвуковая скорость на входе в трубу, при которой в выходном сечении будет критический режим.

2.6. По λ_1кр^д из таблиц [3] находим

2.7. Поток массы, кг/см^2,

2.8. Для трубы постоянного сечения, кг/см^2,

2.9. По τ(λ_1кр^д) находим

2.10. По формуле Сатерленда находим динамическую вязкость воздуха, Па.с,

2.11. Число Рейнольдса

2.12. Относительная шероховатость трубы

2.13. Из диаграммы Мурина (рис,II.19, [1]) находим коэффициент гидравлического трения :

Далее полагаем коэффициент трения постоянным по длине трубы.

2.14. Длина трубы, мм,

2.15. Относительная длина трубы

2.16. Площадь поперечного сечения трубы, м²,

2.17. Критическая скорость, м/с,

2.18. Критическая температура, К,

2.19. Отношение

 

 

2.20. Критическое отношение давлений

2.21. Критический перепад давлений

2.22. Максимальная относительная скорость на входе в трубу

2.23.

---

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 74; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!