124146 (689862), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Повышение давления при гидравлическом ударе определяется формулой Н.Е. Жуковского:
где ρ - плотность жидкости;
с - скорость распространения ударной волны;
- средняя скорость движения жидкости.
Скорость ударной волны определяется по формуле:
,
где 
- модуль упругости стенок трубопровода (Па),
δ-толщина стенок трубопровода (м).
Мы имеем дело с трубами бесшовными и марки стали - Ст20, для которой модуль упругости Е =2·10
Па, а модуль упругости жидкости k=1,35·10
Па.
При выполнении расчетов в курсовой работе для стальных труб принимают с = 1200 м/с.
Для борьбы с гидравлическим ударом применяются различного рода устройства, увеличивающие время закрытия задвижек и кранов; на трубопроводах устанавливаются также автоматически действующие предохранительные клапаны и воздушные колпаки, которые располагаются перед задвижками и играют роль своеобразных воздушных буферов, воспринимающих повышенное давление.
Опасным сечением для трубы будет любое ее диаметральное сечение.
На цилиндрическую поверхность трубы действует сила давления жидкости. Если пренебречь весом жидкости, можно эту силу определить как силу давления проекции цилиндрической поверхности на диаметральную плоскость "ас" по известной формуле:
Р = р·d·l (35)
где р - давление;
d·l - площадь рассматриваемой плоскости.
Но эта сила давления воспринимается двумя сечениями стенки трубы, поэтому
р·d·l = 2·σдоп·δмин·l
где σдоп -допустимое напряжение для материала трубы. Из этой формулы определяем минимальную толщину стенки трубы:
δмин = 
(36)
где Р=Рман + ∆Р, а d=d2. Из полученого видно, что отсутствует величина ∆Р. Она определяется по формуле Жуковского:
∆Р=с· ·ρ (где =
) (37)
Для стальных труб принимаем с=1200 м/с, из справочника находим для стали марки Ст20 σдоп:
σдоп=0,16·10
(Па)
Находим сначала , затем ∆Р (по формуле (3)). После чего Р и 
(по формуле (36)).
=
∆Р=с· ·ρ=1200·1,38·760=1258560 (Па)
Р=Рман + ∆Р=145000+1258560=1403560 (Па)
δмин = 
Результат расчетов заносим в таблицу:
| Вариант | Значение δ, мм |
| 13 | 0,3 |
4.9 Определение полезной мощности насоса
Устройство и работа гидравлических машин основана на использовании принципов гидравлики. Гидравлические машины это такие, в которых основным рабочим телом является жидкость.
По своему назначению в зависимости от характера происходящих в них энергетических процессов гидравлические машины можно разделить на две большие группы: гидравлические двигатели и насосы.
Гидравлические двигатели служат для преобразования гидравлической энергии потока жидкости в механическую энергию, получаемую на валу двигателя и используемую в дальнейшем для различных целей, в основном для привода различных машин.
Насосами называются гидравлические машины для перемещения жидкостей путем повышения энергии рабочей среды. Механическая энергия, подводимая к насосам от двигателей, приводящих эти машины в действие, преобразуется в них в гидравлическую энергию жидкости.
По принципу действия различают гидравлические машины лопастного типа (центробежные насосы, турбины) и машины, действующие по принципу вытеснения жидкости твердым телом (поршневые насосы).
Полезная мощность-работа, потребляемая насосом в единицу времени.
Полезная работа, потребляемая насосом в единицу времени (мощность) будет равна:
N= γ·Q·H (кВт) (1 кВт=1, 36 л. с)
где γ - удельный вес жидкости, γ = ρ·g;
Q - производительность насоса, т.е. расход жидкости, подаваемой насосом в трубопровод;
Н - полный (манометрический) напор.
Действительная мощность, потребляемая насосом и подводимая к нему от двигателя, будет больше полезной мощности ввиду неизбежных потерь энергии в насосе. В формуле для определения полезной мощности насоса Н=Ннас, тогда Nнас=
, где 
определяется по формуле:
Nнас= = 7609,810,00512,77=476,04 Вт=0,476 кВт
где Н-высота подъема, т.е. Н=Н2·αi. Для практических расчетов принимаем
αi=1. Индекс "в" на всасывающей линии, "н" - на нагнетательной линии.
| Вариант | Значение Nнас, кВт |
| 13 | 0,476 |
Заключение
В ряде участков гидравлической установки режим течения жидкости - турбулентный, в результате мы имеем большие потери напора. Как следствие это влечет за собой экономические затраты. Рекомендую добавить в циркуляционную жидкость небольшие количества таких веществ, как, например, высокомолекулярные полимеры (полиокс, полиакриламид - ПАА), гуаровая смола, поливиниловый спирт - ПВС. Будучи растворенными в жидкости, они обладают способностью значительно снижать гидравлические сопротивления при турбулентном режиме.
Механизм происходящих при этом явлений полностью пока не выяснен, но есть основания полагать. Что частицы этих веществ (их длинные и гибкие молекулы), внесенные в поток жидкости, тесно взаимодействуя с ее пульсирующими частицами, существенно изменят характер турбулентного течения.
Указанные изменения проявляются, прежде всего, в близкой к стенкам, ограничивающим поток, весьма малой по толщине области пограничного слоя. Здесь снижаются пристеночные поперечные пульсации скоростей и давлений, и это оказывает решающее влияние на общий уровень турбулентности и поведение потока в целом. Причем достаточно нескольких миллионных долей полимера по отношению к растворителю, чтобы достигалось значительное уменьшение гидравлического сопротивления.
Список литературы
1. Нефтегазовая гидромеханика / Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г.Д. - Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. - 480 с.
2. Техническая гидромеханика/ Емцев Б.Т. - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1987. - 440 с.: ил.
3. Основы теоретической механики: Учебник.2-е изд., перераб. и дополн. - М.: Изд-во МГУ, 2000. - 719 с.
4. Сопротивление материалов: Учебник для вузов/ Под общ. Ред. Акад. АН УССР Г.С. Писаренко. - 4-е изд. перераб. и доп. - Киев: Высшая школа, 1979. - 696 с.30106.2105000000.
5. Бурдин Г.Д., Базакуза В.А., Единицы физических величин: Справочник-Харьков: Высшая школа, 1984.
6. Стоцкий Л.Р. Физические величины и их единицы. - М.: Просвещение, 1984.
7. Теория механизмов и машин: Терминология. Буквенное обозначение величин. - М.: Наука, 1984.
8. Курсовое проектирование и его унификация в Московском институте нефти и газа имени И.М. Губкина.4.1 и 4.2 - М. - : МИНГ, 1987.
9. Методическое пособие для выполнения курсовой работы по гидравлике / Зозуля Н.Е., Альметьевск, 2001.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
