ПО НЕФТЕГАЗОВОЙ ГИДРОМЕХАНИКЕ

Стр 1 из 2Следующая ⇒

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО НЕФТЕГАЗОВОЙ

ГИДРОМЕХАНИКЕ

Задание и методические указания

По выполнению и оформлению

Самара 2018

1. ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАСЧЕТНО-

ГРАФИЧЕСКОЙ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Расчетно-графическая курсовая работа должна быть оформлена в виде пояснительной записки, включающей в себя текст, соответствующие рисунки и графики на стандартном листе писчей бумаги формата А4 (210х297) (графическая часть может быть на А3). Записка должна иметь титульный лист, выполненный по образцу, указанному в прилож.1. После титульного листа следует поместить исходные данные варианта, приведенные в табл.1,2 и чертеж расчетной гидравлической схемы (см. рис.1) со всеми обозначениями и с указанием номера заданного варианта. Затем излагается ход расчета. При этом сначала должна быть записана общая формула, а затем значения всех величин, входящих в нее. Для всех расчетных величин должны быть указаны единицы физических величин в СИ.

В конце записки помещаются графики, которые должны быть выполнены в карандаше на миллиметровой бумаге по полученным данным в масштабе. Оси графиков являются масштабными шкалами и должны быть разделены на равные части. На осях указываются единицы физических величин. Образцы выполнения графиков приведены на рис.3,4.

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ, ОДИНАКОВЫЕ ДЛЯ ВСЕХ ВАРИАНТОВ

(см.рис.1).

Исходные данные отдельных вариантов (варианты выбираются по порядковому номеру группового списка).

Таблица 1

№№ п/п	h м	р₀×10^-4, Н/м²	d₁, мм	l₁, м	d₂, мм	l₂, м	k_э, мм	Жидкость
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	5	25	75	50	50	8	0,02	Вода
2	4	30	75	60	50	7	0,03	Керосин
3	5	20	75	70	50	8	0,04	Бензин
4	4	25	75	80	50	7	0,05	Спирт
5	5	30	75	90	50	8	0,06	Вода
6	4	25	75	100	50	7	0,07	Керосин
7	5	25	75	90	50	8	0,08	Бензин
8	4	20	75	80	50	7	0,09	Спирт
9	5	30	100	70	75	8	0,10	Вода

Продолжение табл.1

1	2	3	4	5	6	7	8	9
10	4	25	100	60	75	7	0,11	Керосин
11	5	25	100	50	75	8	0,12	Бензин
12	5	20	100	100	75	7	0,13	Спирт
13	4	25	100	90	75	8	0,14	Вода
14	5	30	100	80	75	7	0,15	Керосин
15	4	25	100	70	75	8	0,14	Бензин
16	5	30	100	60	75	7	0,13	Спирт
17	4	25	100	50	75	8	0,12	Вода
18	5	25	75	100	50	7	0,11	Керосин
19	4	20	75	90	50	8	0,10	Бензин
20	5	30	75	80	50	7	0,09	Спирт
21	4	25	75	70	50	8	0,08	Вода
22	5	25	75	60	50	7	0,07	Керосин
23	4	20	75	50	50	8	0,06	Бензин
24	5	30	75	100	50	7	0,05	Спирт
25	4	25	75	90	50	8	0,04	Вода

Таблица 2

Жидкость	Вода	Керосин	Бензин	Спирт
Плотность r, кг/м³	998	820	750	790
Динамическая вязкость m, Па×с	1,00×10^-3	1,49×10^-3	0,643×10^-3	1,20×10^-3

3. ПРОГРАММА ЗАДАНИЯ

1. Произвести аналитический и графоаналитический расчеты времени опорожнения сливной цистерны (рис.1) и сравнить результаты, полученные обоими методами.

2. Построить пьезометрическую линию для шлангопровода, магистрального и подающего трубопроводов.

3. Построить эпюру гидростатического давления на вертикальную половину боковой поверхности приемной цистерны при полном ее заполнении.

4. АНАЛИТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ

ОПОРОЖНЕНИЯ ЦИСТЕРНЫ

Р и с. 2. Зависимость коэффициента Y от К при

опорожнении железнодорожной цистерны.

При аналитическом расчете времени опорожнения цистерны используется формула

(1)

где - объем цистерны; - коэффициент, учитывающий уменьшение слива по сравнению со случаем слива из донного отверстия цистерны при и постоянном коэффициенте расхода (рис.2).

где - приведенный коэффициент расхода; - удельный вес жидкости, Н/м³; g - 9,81 м/с² - ускорение силы тяжести.

Коэффициент рассчитывается по формуле

, (2)

где , , - площади поперечного сечения шлангопровода, магистрального и подающего трубопроводов; , , - коэффициенты трения соответствующих трубопроводов; , , - суммарные коэффициенты потерь.

Коэффициенты трения определяются по формуле Шифринсона

, (3)

где - абсолютная эквивалентная шероховатость (указана в индивидуальном задании).

Коэффициенты зависят от числа и вида местных сопротивлений в трубопроводе. Они определяются по формулам

, (4)

, (5)

, (6)

где - коэффициенты сопротивлений соответственно для всасывающего клапана, поворота, внезапного расширения, задвижки, обратного клапана, фильтра, тройника.

Найдем расход первого приближения

. (7)

При определении расхода второго приближения коэффициенты трения , , находятся по формуле Альтшуля

, (8)

где - число Рейнольдса для соответствующих трубопроводов; определяется по формуле

(9)

- кинематическая вязкость; - соответственно динамическая вязкость и плотность жидкости (заданы в индивидуальных заданиях).

После нахождения коэффициентов трения по формуле (8) и пересчета по формуле (2), по формуле (7) определяется расход второго приближения . Расхождение между расходами первого и второго приближений не должно превышать 3%, в противном случае необходимо рассчитать третье приближение. Установив окончательное значение расхода по формуле (1), уточним время истечения из сливной цистерны.

5. ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ВРЕМЕНИ

ОПОРОЖНЕНИЯ ЦИСТЕРНЫ

В основу этого метода положен метод графоаналитического расчета трубопроводов. Для определения времени опорожнения сливной цистерны необходимо построить две характеристики: результирующую характеристику трубопроводов (2+2+ш+1) и характеристику сливной цистерны (рис.3).

Характеристика сливной цистерны представляет собой зависимость объема жидкости в резервуаре от высоты уровня .

Р и с. 3. Графоаналитический метод расчета времени опорожнения

цистерны.

1- характеристика магистрального трубопровода; 2- характеристика подающего трубопровода; Ш- характеристика шлангопровода; W(Z) - характеристика сливной цистерны; (2+2+Ш+1) - результирующая характеристика трубопроводов.

Для построения этой характеристики необходимо для некоторых высот (в пределе ) определить соответствующие объемы жидкости в цистерне. Высоты и соответствующие объемы заполнения определяются по формулам

где =3,14, =0⁰, 30⁰, 60⁰, 90⁰, 120⁰, 180⁰, 270⁰, 360⁰.

Полученные результаты для и в зависимости от угла привести в таблице.

Для построения результирующей характеристики трубопроводов (2+2+ш+1) вначале строятся характеристики отдельных трубопроводов, т.е. характеристики шлангопровода ш, магистрального трубопровода 1 и одного из подающих трубопроводов 2.

Для всех этих трубопроводов необходимо найти напоры Н в зависимости от расхода . Для этого необходимо задаться шестью значениями расходов , . Шестое значение должно быть максимально и совпадать со значением расхода, полученным во втором приближении .

Для каждого из этих расходов для соответствующих трубопроводов определяются напоры Н по следующим формулам:

;

где коэффициенты трения , , определяются по формуле (8). Значения чисел Рейнольдса в формуле (8) находятся по формулам (9), где вместо принимаются значения заданных расходов .

Полученные значения для напоров Н в зависимости от расходов для каждого трубопровода свести в таблицу.

После построения характеристик трубопроводов 1, ш, 2 строится характеристика 2+2. Так как в двух подающих трубопроводах при одном и том же напоре расход в два раза больше, чем в одном (параллельное соединение трубопроводов), то построение характеристики осуществляется путем удвоения расхода при каком-то фиксированном напоре. Построив таким путем несколько точек, проводим по ним кривую 2+2.

Суммарная характеристика 2+2+ш+1 строится путем сложения напоров при каком-то фиксированном расходе, так как рассматриваемые трубопроводы соединены последовательно. Для графического определения времени опорожнения сливной цистерны разделим ось объемов в пределах заданного объема на равных частей и проведем через точки деления вертикали до пересечения с характеристикой сливной цистерны . Из точек пересечения проводим горизонтали до пересечения их с суммарной характеристикой трубопровода (2+2+ш+1). Из точек пересечения проводятся вертикали, и на оси расходов получаем значения , которые используются для определения времени слива по формуле

где =5.

6. ПОСТРОЕНИЕ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКОЙ ЛИНИИ

При построении пьезометрической линии пьезометрические высоты нужно откладывать от оси трубопроводов. Удобно развернуть все трубопроводы в одну горизонтальную линию с условным обозначением всех местных сопротивлений. Максимальный напор определяется по формуле

Общая длина трубопровода.

и откладываются в масштабе соответственно по вертикальной и горизонтальной осям. На горизонтальную ось наносятся точки, где имеются местные сопротивления. Затем вычисляются потери напора. Линейные потери напора (на трение по длине) определяются по формуле Дарси-Вейсбаха

где для -го участка трубопровода (учитывать, что расход в подающем трубопроводе будет делиться на две параллельные ветки). Местные потери напора вычисляются по формуле

Сначала строится напорная линия (рис.4) по длине шлангопровода. Отложим от при вниз отрезок, равный величине потерь на трение шлангопровода при (точка с). Соединим эту точку с при (точка а). Вследствие постоянства диаметра гидравлический уклон (потеря напора на единицу длины) по всей длине шлангопровода постоянен. Затем при откладываем вниз величину потерь напора всасывающего клапана . Из этой точки проводим линию, параллельную а-с до . Откладываем вниз отрезок, равный , и опять проводим линию параллельную а-с, до , откладываем вниз отрезок, равный (точка б). От этой величины вычитаем величину потерь на трение по длине магистрального трубопровода и отмечаем точку при . Соединяем точки и . Затем аналогично строим напорную линию на участке от до (параллельно - ). Затем строим напорную линию от до на участке подающего трубопровода.

Р и с. 4. Построение пьезометрической линии.

1- линия полного напора; 2- пьезометрическая линия

Последняя точка должна получиться на уровне при . Затем строится пьезометрическая кривая. На каждом участке трубопровода от напорной линии откладываются вниз величины соответствующих скоростных напоров и соединяются. Получается пьезометрическая линия.

7. ПОСТРОЕНИЕ ЭПЮРЫ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

Гидростатическое давление определяется по формуле

где меняется от до .

Гидростатическое давление в отдельных точках изображается отрезками прямых, нормальных к стенке в соответствующих точках (рис.5).

Р и с. 5. Эпюра гидростатического давления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Повх И.Л. Техническая гидродинамика. Л.: Машиностроение, 1976. 502 с.

2. Френкель Н.З. Гидравлика. М.: Госэнергоиздат, 1956. 456 с.

3. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. М.: Машиностроение, 1982. 423 с.

4. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика. М.: Стройиздат, 1975. 327 с.

5. Альтшуль А.Д. Примеры расчетов по гидравлике. М.: Стройиздат, 1977. 255 с.

П Р И Л О Ж Е Н И Я

Приложение 1

Самарский государственный технический университет

ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

К а ф е д р а «Теоретические основы теплотехники и гидромеханика»

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО НЕФТЕГАЗОВОЙ ГИДРОМЕХАНИКЕ

Студент ____________ группы ______________ ______________

(подпись) (ФИО)

Преподаватель ________ ________ проф. Стефанюк Е.В.

(оценка) (подпись) (ФИО)

«____»___________________20 г.

Самара 20 г.

Приложение 2

Средние значения из разных материалов

Т а б л и ц а П1

Материал и вид труб	Состояние труб	мм.
Тянутые из стекла и цветных металлов	Новые, технически гладкие	0,005
Стальные сварные	Новые Умеренно заржавевшие	0,06 0,50
Стальные бесшовные	Новые После нескольких лет эксплуатации	0,03 0,20
Оцинкованные железные	Новые После нескольких лет эксплуатации	0,15 0,50
Чугунные	Новые асфальтированные Новые без покрытия	0,12 0,30
Рукава и шланги резиновые		0,03

Для армированных шлангов всасывающего и напорного типа по опытным данным имеем при ; для =50 мм; 0,082 и для =75 мм 0,064.

Дата добавления: 2020-11-15; просмотров: 282; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!