ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по курсу МЖГ

ВАРИАНТ 1-3-3

ТЕМА

Гидравлический расчет гидравлической системы наполнения водой из водохранилища технологических емкостей

Описание объекта расчёта

Объектом расчёта является гидравлическая система, предназначенная для одновременного наполнения водой (плотность , кинематический коэффициент вязкости ν) двух одинаковых технологических ёмкостей цилиндрической формы (диаметр D, высота Н).

Погружной насос (погружным называется насос, который обеспечивает подачу жидкости в гидросистему будучи вместе с приводным электродвигателем погружен непосредственно в перекачиваемую жидкость) поднимает воду из скважины по трубопроводу (общая длина труб l, их диаметр d, эквивалентная шероховатость стенок ; суммарный коэффициент местных сопротивлений, входящих в состав трубопровода за исключением расходомера ζ ) в водонапорную башню, уровень в которой поддерживается на постоянной отметке В специальной автоматической системой (не изображённой на рисунке). Величина расхода, подаваемого в водонапорную башню, на 10% превышает величину суммарного расхода идущего на заполнение технологических ёмкостей и контролируется расходомером. В рассматриваемой гидросистеме применен расходомер работающий на принципе измерения расхода по перепаду статических напоров, создаваемых нормальным соплом, выходной диаметр которого d_с. Величина расхода определяется по перепаду статических напоров h на сопле, измеряемому с помощью дифференциального пружинного манометра. Шкала манометра протарирована в миллиметрах ртутного столба.

Из водонапорной башни вода по трубе (l₀, d₀, ₀,суммарный коэффициент местных сопротивлений за исключением вентиля ζ₀) поступает к узлу K. В узле К труба (l₀, d₀, ₀) разделяется на две трубы (l₁, d₁, ₁, суммарный коэффициент местных сопротивлений за исключением вентиля ζ₁) и (l₂ , d₂, ₂, суммарный коэффициент местных сопротивлений включая вентиль ζ₂), по которым вода и подводится к заполняемым ёмкостям. Выходные сечения труб расположены на отметке Т.

Во время заполнения технологические ёмкости расположены на расстоянии L друг от друга.

Заполненные водой ёмкости транспортируют к месту назначения. При перемещении ёмкости ускорение не превышает значения «a ».

Слив воды из ёмкостей производится через цилиндрические патрубки диаметра D₀, наклонёнными к горизонту под углом _0.. Патрубки перекрыты дисковыми затворами. Затворы жёстко связаны с осями. На осях укреплены рукоятки для управления положениями затворов.

Задание

Выполнить поэтапно расчёт элементов гидросистемы и параметров их работы при ниже приведенных исходных данных.

Физические характеристики воды:

плотность воды  = 10³ кг/м³;

кинематический коэффициент вязкости (кинематическая

вязкость) ν = 10^-2 Ст.

Характеристики трубопроводов:

l = 100 м, d = 170 мм, Δ = 0,2 мм, ζ = 8;

l₀ = 100 м, d₀ = 110 мм, Δ₀ = 0,2, ζ₀ = 4;

l₁ = 90 м, d₁ = 100 мм, Δ₁ = 0,2, ζ₁ = 5;

l₂ = l₁ + L, d₂ = 100 мм, Δ₂ = 0,2, ζ₂ = 5;

▽T = 4 м.

Характеристики расходомера:

d_c = 100 мм,

Характеристика емкости:

D = 1,8 м,

H = 4 м,

D₀ = 0,3м,

α= 45^о.

Емкость считается полностью заполненной, если уровень воды в ней находится ниже верхней кромки на ∆Н = 0.25м.

Расстояние между емкостями L = 150 м.

Уровень воды в водонапорной башне ▽В = 35 м.

Этап первый

Гидростатические расчёты

Срок выполнения: 7 неделя.

1. С каким предельным ускорением допустимо перемещать цилиндрическую ёмкость по прямолинейному горизонтальному пути, чтобы вода из неё не выплёскивалась?

2. Вычислить момент, который возникает на рукоятке дискового затвора, при:

- неподвижной емкости,

- разгоняющейся с выше определенном максимальным ускорением,

- торможении с максимальным отрицательным ускорением.

Дополнительное задание:

1. Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по разделу «Гидростатика» написать краткий реферат на тему: «Закон распределения давления в жидкости, находящейся в поле сил тяжести и движущейся вместе с сосудом, в который она налита, прямолинейно с постоянным ускорением или вращающейся вместе с этим сосудом с постоянной угловой скоростью»;

2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидростатики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза: II - 19; III - 9; IV – 35.

Этап второй

Расчёты кинематических и динамических параметров движения жидкости в системе

Срок выполнения: 13 неделя.

1. Определите величину коэффициента сопротивления вентиля ζ _в1, необходимую для того, чтобы обе цилиндрические ёмкости наполнялись за одно и тоже время, величину расхода в каждой из труб и время заполнения ёмкостей.

2. Определите потери напора, создаваемые расходомером. Принять коэффициент сопротивления сопла на участке подсоединения дифференциального манометра ζ_с = 0,08.

Дополнительное задание:

1. Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по рассматриваемым в курсовой работе разделам «Гидродинамики» написать краткий реферат на тему: «Отличительные особенности ламинарного и турбулентного режимов течения жидкости. Критерий перехода ламнарного режима течения в турбулентный»;

2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидродинамики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза: VII –28; IX - 11; X – 37.

Этап третий

Расчёт параметров работы насоса на гидросистему.

Срок выполнения: 15 неделя.

1. Определите необходимый напор насоса H_н при вычисленной с учетом ранее изложенного его подаче Q_н и отметке уровня В. Потерями на входе в насос пренебречь.

2. Определите мощность, развиваемую насосом.

Рекомендация: для расчета параметров работы насоса на гидросистему воспользоваться сведениями, приведенными во вводной части к XIV главе “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза.