Расчет (950015)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Расчет гидросистемы

По первому этапу курсовой работы

по курсу МЖГ

ВАРИАНТ 5-3-3

ТЕМА

Гидравлический расчет гидросистемы

деривационной гидроэлектростанции

Выполнил студент группы Э5-51

Подпись, дата сдачи на проверку

Д опустил к защите Кузнецов В.С.

Подпись, дата допуска к защите

Описание объекта расчета

Объектом расчета является гидросистема деривационной гидроэлектростанции, схема которой представлена на рис. 1. В деривационной ГЭС напор создаётся за счет естественного понижения местности от напорного бассейна (отметка - ▽A) до отводящего канала (отметка - ▽B). Основным элементом ГЭС является гидротурбина, вал которой соединен с генератором, вырабатывающим электроэнергию. Гидротурбина представляет собой расположенное в корпусе лопастное колесо, которое преобразует механическую энергию, несомую протекающим потоком воды (расход воды – Q), в механическую энергию вращающегося вала турбины. Вода подводится по напорному водоводу длиной – L, диаметром – D, эквивалентная шероховатость стенок водовода - ∆₁. Отработавшая вода по отсасывающей трубе поступает из турбины в отводящий канал.

Для регулирования частоты вращения n турбины на водоводе установлен дисковый затвор (отметка уровня расположения цапфы затвора -▽C, угол наклона канала водовода в месте установки затвора - α, диаметр цапфы затвора - d_з, коэффициент трения скольжения в цапфах – f).

Смазка и охлаждение подшипника турбины осуществляются самосмазом (см. рис. 2а), представляющим собой закрепленный на вале турбины барабан (радиус - R₀, высота - b) c отверстием в крышке. Часть W объема барабана заполнена смазочным маслом (плотность - ρ, кинематический коэффициент вязкости или просто кинематическая вязкость - ν). При вращении турбины масло в барабане вращается с той же частотой, что и барабан. Для его подачи к подшипнику (на высоту h) служит труба (длина трубы - l, диаметр трубы - d, эквивалентная шероховатость стенок трубы - ∆₂ ), приемное отверстие которой расположено внутри слоя смазочного масла на радиусе R₁ перпендикулярно линейной скорости V₀ на этом радиусе вращения (рис. 2б). Расход смазочного масла, необходимый для полноценной работы подшипника скольжения – q. Отработавшая смазка сливается обратно в барабан самотеком.

Задание

Выполните гидравлический расчет гидросистемы и её элементов при следующих данных:

отметка уровня воды в бассейне ▽A – 300 м;

длина канала турбинного водовода L – 3000 м;

диаметр канала турбинного водовода D – 1,5 м;

эквивалентная шероховатость стенок турбинного водовода Δ₁ - 2 мм;

отметка уровня расположения цапфы затвора ▽C – 50 м;

угол наклона канала водовода в месте установки затвора α – 15^о;

диаметр цапфы затвора d_з – 0,22 м;

коэффициент трения скольжения в цапфах f – 0,2;

отметка уровня воды в отводящем канале ▽B – 15 м;

радиус барабана самосмаза R₀ - 1 м;

высота барабана самосмаза b – 0,15м;

плотность смазочного масла ρм – 800 кг/м³ ;

кинематический коэффициент вязкости (кинематическая вязкость) смазочного масла ν – 0,36 Ст;

объем смазочного масла, заливаемого в барабан самосмаза

W – 0,09 м³;

высота подачи смазочного масла (высота расположения выходного сечения трубки самосмаза по отношению к входному сечению) h – 4,0 м;

длина трубки самосмаза l – 5 м;

диаметр трубки самосмаза d – 15 мм;

эквивалентная шероховатость стенок трубки самосмаза Δ₂ – 0,1 мм;

частота вращения турбинного колеса n –140 об/мин.

плотность воды в = 10³ кг/м³;

кинематический коэффициент вязкости воды  =10^-2 Ст.

Этап первый

1. Вычислите силу давления воды на дисковый затвор, перекрывающий сечение турбинного водовода. Считать, что за затвором вода отсутствует и давление воздуха равно атмосферному.

Какой внешний момент силы нужно приложить к затвору, чтобы удержать его в закрытом положении?

1. Какая сила действует на верхнюю крышку самосмаза при его вращении с заданной частотой при отсутствии поля сил тяжести и при его существовании?

Решение.

1. На центр затвора будет действовать давление . Тогда сила давления будет равна .

Находим центр давления: - расстояние от центра тяжести С площади стенки до линии пересечения плоскости стенки с пьезометрической плоскостью;

- смещение центра давления относительно центра тяжести вдоль плоскости затвора, где - момент инерции площади круглой стенки.

Момент силы давления равен .

Момент сил трения равен .

Поскольку момент трения больше момента сил давления, то крышка будет удерживаться в закрытом положении без действия внешнего момента.

2. а) при существовании поля силы тяжести.

При вращении пьезометрическая поверхность масла примет параболическую форму. Турбина вращается с частотой , что соответствует .

О пределим на каком расстоянии от центра (R) на высоте b будет находиться масло: , тогда и .

Определим закон распределения избыточного в жидкости: ; при и , т.к. эта точка принадлежит пьезометрической поверхности, в итоге получаем , и если подставить в уравнение .

Давление на верхнюю крышку найдем как интеграл от R0 до R от избыточного давления, умноженного на площадь элементарной площадки:

б) при отсутствии поля силы тяжести.

В этом случае пьезометрическая поверхность выродится в цилиндрическую.

Найдем R2: , следовательно .

Избыточное давление примет вид: .

Давление на крышку найдем таким же способом, как и в предыдущем пункте:

Ответы.

Сила давления воды на дисковый затвор .

Для удержания затвора внешний момент не нужен.

Сила, действующая на верхнюю крышку самосмаза при его вращении с заданной частотой при отсутствии поля сил тяжести , а при его существовании .

8

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов курсовой работы