Контрольная работа по "Физике"

Вариант №4

Исходные данные:

Технологическая среда – вода

Температура технологической среды – 90°С

Объемный расход среды Q = 150 м3/ч = 0,042 м3/с

[pic 1]

L1 = 3 м, L2 = 4 м, L3 = 5 м, L4 = 4 м, L5 = 5 м, L6 = 2 м

1. Определение потерь давления в цеховом технологическом трубопроводе

Расчёт номинального размера трубы DNтр

Примем значение условного прохода трубы DNтр равным 65.

S = 0,785×DN2 = 0,785×652 = 3316,625

Проверка соблюдения условий: Q = V × S; V = Q / S = 0,042 / 3316,625 = 1,2 м/с.

Расчёт динамической вязкости технологической среды μ

μ = 0,00178 / (1 + 0,0337×t + 0,000221×t2) = 0,00178 / (1 + 0,0337×90 + 0,000221×902) = 0,00178 / (1 + 3,033 + 1,79) = 0,00178 / 5,823 = 3,057×10-4 Па×с  (Н×с/м2)

Расчёт кинематической вязкости технологической среды ν

[pic 2] м2/с

Расчёт значения числа Рейнольдса при течении среды в трубе выбранного условного прохода DN

Рекомендуемая скорость транспортировки жидких сред в нагнетательных трубопроводах насосных установок 1-3. Примем скорость транспортировки среды равную v=1,8 м/с.

Коэффициент динамической вязкости для воды равен 0,3165 мПа·с = 0,0003165 м2/с.

Вычислим Re:

[pic 3]

Численное значение критерия Рейнольдса меньше 10000, то режим движения среды – ламинарный.

Определение скорости движения среды при выбранном стандартном значении DNтр в ламинарном режиме течения

[pic 4] 

Определение расхода среды в ламинарном режиме течения при известном выбранном стандартном значении DNтр

[pic 5]

Определение размерности DNтр при ламинарном режиме течения (движения) заданного расхода среды

[pic 6] 

[pic 7]

Определение полного давления, необходимого для преодоления гидравлических сопротивлений трубопроводной сети

Гидравлическое сопротивление измеряется величиной разности давлений [pic 8][pic 9] и определяется как сумма гидравлических сопротивлений необходимые для преодоления средой (включая трубопровод, местные сопротивления и трубопроводную арматуру).

Вычисляется по следующей формуле:

[pic 10]р=[pic 11][pic 12]ск+[pic 13][pic 14]тр +[pic 15]рм. с[pic 16][pic 17]под+[pic 18]рапп+[pic 19][pic 20]доп.

где: Δрск – давление, необходимое для создания скорости потока среды на выходе трубопровода; Δртр – давление, необходимое для преодоления трения потока в прямом трубопроводе; Δрм. с. – давление, расходуемое на преодоление местных сопротивлений; Δрпод – давление, необходимое для преодоления гидростатического сопротивления жидкости; Δрапп – давление, необходимое для преодоления гидравлического сопротивления технологического аппарата; Δрдоп – дополнительное давление в конце трубопровода (зависит от давления внутри аппарата).

Давление, необходимое для создания скорости потока на выходе трубопровода.

[pic 21].

Определение давления, необходимого для преодоления трения в прямой трубе при ламинарном режиме

значение коэффициента трения для прямых труб при ламинарном режиме течение жидкости по формуле, коэффициент равен: λ[pic 22]0,08.

Трубопровод имеет прямые участки: L1 = 3 м, L4 = 4 м, L5 = 5 м, L6 = 2 м.

L2 = 4 м, L3 = 5 м – перепады высоты.

Вычислим разность давлений

До внезапного расширения:

[pic 23]

После внезапного расширения: