Определение значений числа Рейнольдса, значений коэффициентов гидравлического трения и местного сопротивления

РАСЧЕТ ПРОСТОГО ТРУБОПРОВОДА

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика»

Выполнил ст. гр. БГРЗ 14-11		Х.Х. Ххххххх
Проверил канд. техн. наук, доц.		Р.Р. Шангареев

г. Октябрьский

Разбиение трубопровода на линейные участки

На миллиметровой бумаге в масштабе вычерчивается предложенная схема трубопровода с указанием всех его геометрических размеров.

В гидравлической системе следует определить расход жидкости, если давление в емкости и , а высота уровня жидкости – .

Запорный вентиль открыт полностью. Трубы стальные, новые.

Исходные данные

P_м

H₀

l₁

l₂

L₁

L₂

d_c

Жидкость

кг/см²

°С

4,3

5,2

3,5

0,15

0,20

0,08

0,20

Керосин

На милиметровой бумаге вычерчиваем схему трубопровода с указанием всех его геометрических размеров.

Весь трубопровод условно разбивается на 7линейных участков, границами которых служат местные сопротивления. Каждому линейному участку и каждому местному сопротивлению присваивается порядковый номер,при этом местному сопротивлению присваивается тот же порядковый номер, что и линейному участку, который оно ограничивает снизу по потоку. Местному сопротивлению «вход в трубопровод из резервуара» порядковый номер не присваивается, а значение коэффициента местного сопротивления для него суммируется со значением коэффициента местного сопротивления, имеющего порядковый номер 1, и в дальнейшем это суммарное значение используется в расчетах, как .

Определение режима движения жидкости в трубопроводе

Определяем режим движения жидкости в трубопроводе путем сравнения располагаемого напора Н с его критическим значением Н_кр. Располагаемый напор определяется по формуле:

где Н₀ = 5,2 м;

P_м = 4,3 кг/см²;

γ = ρ·g;

ρ_{керосина} = 780 кг/м³ [1, С.10];

g = 9,81;

м.

Формулу для получения критического напора, соответствующего переходу от ламинарного режима движения жидкости к турбулентному можно получить, воспользовавшись формулой для определения потерь напора на трение при ламинарном движении:

где .

Имея в виду, что критический напор H_кр соответствует критической скорости u_кр, подставим значение u_кр, выраженное через критическое значение числа Re_кр

и получим выражение для критического напора:

Значение можно принимать равным 2320, при t = 20 °C [1, С.165].

Найдем H_кр для всех участков:

м;

м.

Очевидно, что на всех участках наблюдается турбулентный режим движения, так как

Определение значений числа Рейнольдса, значений коэффициентов гидравлического трения и местного сопротивления

Задаемся определенным значением числа Re. В случае турбулентного режима, каковой имеет место целесообразно принимать значения

где d_i – диаметр трубопровода на рассматриваемом участке;

∆_э – абсолютная величина эквивалентной равномерно-зернистой шероховатости.

∆_э = 0,00005 м [1, С. 72] для трубы вида: стальная сварная новая чистая.

Участок 1: .

Участок 2: .

Участок3: .

Участок 4: .

Участок 5: .

Участок 6: .

Участок 7: .

В соответствии с принятыми значениями числа Re для каждого линейного участка трубопровода определяем значение коэффициентов гидравлического трения λ_iи для каждого местного сопротивления – значение коэффициента местного сопротивления .

Находим для каждого местного сопротивления – значение коэффициента местного сопротивления

[1, С. 86] п. 1;

[1, С. 94]

[1, С. 90] п. 1а;

[1, С. 88];

[1, С. 90] п. 2, где ξ₅ = 0,73 · A · B · C, A – функция угла поворота Q, при Q = 90º, A = 1; B – функция относительного радиуса кривизны (R₀/d) по таблице B = 0,21; C – функция формы поперечного сечения трубы, C = 1 для круглого сечения;

[1, С. 90] п. 2, где ξ₅ = 0,73 · A·B·C, A – функция угла поворота Q, при Q = 90º, A = 1; B - функция относительного радиуса кривизны (R₀/d) по таблице B = 0,21; C – функция формы поперечного сечения трубы, C = 1 для круглого сечения;

[1, С. 89] п.2.