124239 (Расчет стального трубопровода для подачи кислорода в цех), страница 2

1 участок. Для определения режима движения на первом участке рассчитаем число Рейнольдса:

Re₁>Re_кр (2320), следовательно режим движения турбулентный.

Рассчитаем толщину ламинарного подслоя:

Абсолютная шероховатость ∆=1мм.Тогда ∆≤δ имеем область гидравлически гладких труб.

Для гидравлически гладких труб λ рассчитывается по формуле Блазиуса:

Определим коэффициент сопротивления b на первом участке.

Коэффициенты местных сопротивлений принимаем равными:

Ξ_{вентили} = 5*2=10;

ξ_{поворот на 90} = 4·1,2=4,8;

Следовательно, ∑ξ = 14,8.

Длина первого участка=450м

Таким образом потери на трение составят

Тогда местные потери составят:

2 участок. Для определения режима движения на втором участке рассчитаем число Рейнольдса:

Re₂>Re_кр=2320, следовательно режим движения турбулентный.

Рассчитаем толщину ламинарного подслоя:

Абсолютная шероховатость ∆=1мм. Тогда ∆ больше δ, имеем область гидравлически шероховатых труб.

Коэффициент трения λ₂ определяем по формуле Никурадзе:

Определим коэффициент сопротивления b на втором участке.

Коэффициенты местных сопротивлений принимаем равными:

ξ_{вентиля} =5.

ξ_{поворот на 90} = 1,2;

ξ_{резкое расширение} = .

Длина второго участка

Таким образом потери на трение составят

Тогда местные потери составят:

Общие потери составят

4) Уравнения Бернулли и определение давления на входе

При заданном давлении на выходе уравнение Бернулли позволяет определить давление на входе, которое необходимо знать для построения характеристики сети. Уравнение Бернулли для изотермического процесса:

Выберем два сечения 1-1 и 2-2, для них Будем исходить из того что режим у нас изотермический T=const. Также учтем .

Тогда уравнение примет вид:

Подставляем известные значения, для этого необходимо перевести давление из ати в Па, т.е. р = 12 ати = 12·9,81·10⁴ Па = 11,8·10⁵ Па,

Т = 30+273 = 303 К.

Т.е. водород необходимо подавать в сеть под давлением 12,08 ати чтобы потребляемое давление было 19,2 ати.

5)Построение характеристики сети

Для построения характеристики сети необходимо вычислить коэффициент b, из формулы

имеем , где

, где

Уравнение напорной характеристики сети записывается следующим образом:

H=a+(c+b)·Q², где

-коэффициент сопротивления трубопровода.

.

Теперь необходимо построить график H(Q), построение выполняем в Microsoft Excell. Характеристика сети показана на рисунке .

Для данного трубопровода уравнение характеристики сети имеет вид:

Заключение

В данном курсовом проекте был рассчитан стальной кислородопровод от кислородной станции до конвертерного цеха. В гидравлическом расчете было определено значение давления на входе P=12,08 ати и построена характеристика сети кислородопровода, представлен её график.

Для данной сети коэффициент трения 0,026<λ<0,142, коэффициент местных потерь может быть легко изменен с помощью дроссельных устройств: вентилей, кранов и пр.