Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Гидрогазодинамический расчет системы охлаждения

Поиск

ГИДРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

 

 

Методические указания

по выполнению курсовой работы по дисциплине «Гидрогазодинамика»

для студентов всех форм обучения специальностей:

140101 – Тепловые электрически станции

140104 – Промышленная теплоэнергетика

 

Краснодар

Составители: канд. техн. наук, доц. Ю.П. Арестенко;

канд. техн. наук, доц. Е.В. Кочарян.

 

УДК 621.(076.1)

 

Гидрогазодинамический расчет системы охлаждения: методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Гидрогазодинамика» для студентов всех форм обучения специальностей: 140101 – Тепловые электрические станции, 140104 – Промышленная теплоэнергетика / Сост.: Ю.П. Арестенко, Е.В. Кочарян; Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. промышленной теплоэнергетики и ТЭС. – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2011. - 17 с.

 

Ил. 1. Библиогр.: 14 назв. Прил. 2

 

 

Печатается по решению методического совета Кубанского государственного технологического университета

 

Рецензенты: д-р техн. наук, проф. кафедры ПТЭ и ТЭС А.С. Трофимов

ген. директор НПП «Термотехника» А.Н. Мацко

 

 

©КубГТУ, 2011

Содержание

 

Нормативные ссылки ……………………………………………………. 4

1 Задание к курсовой работе…………………………..………………….. 5

2 Методика выполнения курсовой работы………………………………. 7

2.1 Гидравлический расчет водяного тракта…………………………. 7

2.1.1 Определение расхода воды……………………………………7

2.1.2 Определение диаметра трубопровода……………………….. 7

2.1.3 Определение давления на входе в насос и напора насоса.…. 8 2.1.4 Определение мощности насоса………………………………. 8

2.1.5 Определение гидравлической характеристики

трубопровода…………………………………………….…… 9

2.1.6 Определение приведенной длины трубопровода…………… 9 2.1.7 Построение пьезометрической линии.……………………… 9

2.1.8 Расчет дренажного трубопровода……………………………. 10

2.2 Газодинамический расчет воздушного тракта…………………… 10

2.2.1 Расчет воздуховода ………………..…………………………. 10

2.2.2 Определение длины воздуховода …………………………… 11

2.2.3 Расчет чисел Маха……………………………………………. 11

2.2.4 Расчет давления и температуры торможения ………………. 11

Список литературы……………………………………………………….. 12

Приложение А (справочное). Исходные данные к заданию.…………… 13

Приложение Б (справочное). Контрольные вопросы…………………… 16

Нормативные ссылки

В настоящих методических указаниях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

 

ГОСТ Р 7.0.5-2008 СИБИД. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления

ГОСТ 2.104-68 ЕСКД. Основные надписи

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам

ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам

ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы

ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Масштабы

ГОСТ 2.303-68 ЕСКД. Линии

ГОСТ 2.305-68 ЕСКД. Изображения – виды, разрезы, сечения

ГОСТ 2.307-68 ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений

ГОСТ 2.701-2008 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению

ГОСТ 2.789-74 ЕСКД Обозначения условные графические. Аппараты теплообменные

ГОСТ 2.790-74 ЕСКД Обозначения условные графические. Аппараты колонные

ГОСТ 7.32-2001 СИБИД. Отчет о научно–исследовательской работе. Структура и правила оформления

ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин

ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные

ГОСТ 8732

ГОСТ 9931-85 Корпуса цилиндрические стальных сварных сосудов и аппаратов. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 25449-82 Теплообменники водо-водяные и пароводяные. Типы, основные параметры и размеры

ОК 015-94 Общероссийский классификатор единиц измерения

 

Инженер–промтеплоэнергетик должен обладать навыком расчета простых и сложных трубопроводных систем для транспорта жидкостей и газов, базирующегося на знании гидрогазодинамики однофазных сред.

В соответствии с учебным планом студенты специальностей 140101, 140104 выполняют курсовую работу.

Цель работы – практическое освоение методов простейших гидрогазодинамических расчетов. При этом студент должен научиться пользоваться справочными данными, размерностями величин, используемых в расчетах, основными уравнениями, уметь обобщать зависимости и строить графики.

 

Задание к курсовой работе

 

Схема установки для расчета показана на рисунке 1. Воздухоохладитель представляет собой поверхностный теплообменник, в котором сжатый воздух, поступающий от компрессора, охлаждается водой.

Вода забирается из открытого водоема и через приемный клапан 2 по всасывающей линии 3 подается в воздухоохладитель насосом 4 по нагнетательной линии 5 через обратный клапан 6 и вентиль 7. После воздухоохладителя вода по сливной линии 8 выходит в атмосферу, через воронку 9 сливается в дренажную линию 10, откуда снова выходит в атмосферу. Воздух, пройдя через воздухоохладитель, поступает в отводящую линию 11.

Требуется по воде:

1) определить необходимый расход воды Q м /с (по тепловому балансу);

2) рассчитать и подобрать диаметр трубопровода D, м (принимая среднюю скорость воды U =1÷2 м/с и диаметр по [1]);

3) рассчитать давление перед входом в насос Р , Па;

4) рассчитать необходимый для трубопровода подъем давления в насосе , Па;

5) найти мощность насоса N, кВт (принимая КПД 90 %);

6) построить гидравлическую характеристику трубопровода и описать ее формулой ();

7) определить приведенную длину трубопровода l , м;

8) построить пьезометрическую линию трубопровода;

9) рассчитать минимально необходимый диаметр дренажного трубопровода d ,м;

При оценке шероховатости трубы считать новыми, стальными, цельнотянутыми;

по воздуху:

1) определить диаметр трубы D , м;

2) вычислить, на какое расстояние L (м) может быть подан воздух при заданных давлениях Р и Р , если в трубе течение изотермическое;

3) найти числа Маха М в начале и М в конце трубопровода;

4) найти давление Р и температуру Т торможения в конце трубы.

 

 

Рисунок 1 – Схема трубопровода системы охлаждения газа после компрессора

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА:

 

- заглубление приемного клапана h = 4 м;

- массовый расход воздуха G, кг/с;

- скорость воздуха перед воздухоохладителем U = 30 м/с;

- температура воздуха перед воздухоохладителем t = C;

- температура воздуха после воздухоохладителя t = 50 С;

- избыточное давление воздуха перед воздухоохладителем Р , МПа (атмосферное давление принять Р = 0,1МПа);

- избыточное давление в конце воздухопровода Р , МПа;

- коэффициент потерь по воздуху в воздухоохладителе ;

- температура воды перед воздухоохладителем t = 30 C;

- температура воды после воздухоохладителя t , С.

Длины участков водопровода:

- l , м - l , м

- l , м - l , м

- l = 50 м - l = 1 м

- l , м

Коэффициент потерь на местных сопротивлениях:

- приемного клапана ;

- вентиля и обратного клапана (суммарный) ;

- воздухоохладителя по воде .

 

Определение расхода воды

Расход воды определяется из уравнения теплового баланса воздухоохладителя [2]:

G c (t – t ) = Gc (t – t ) , (1)

где G, G - массовые расходы воды и воздуха, кг/с;

с, c - весовые изобарные теплоемкости, кДж/(кг К) [2];

Q = G/ - объемный расход, м /с;

- плотность воды, кг/ м [2];

- КПД теплообменника ( = 0,9).

Определение мощности насоса

Мощность насоса N, кВт, определяется по соотношению:

, (6)

где - КПД насоса.

 

Расчет воздуховода

Диаметр воздуховода определяется из решения уравнения неразрывности:

, (15)

где - скорость воздуха перед воздухоохладителем, м/с;

- плотность воздуха перед воздухоохладителем, кг/м ;

- абсолютное давление, Па;

- температура воздуха, К;

R = 287 Дж/(кг К) – газовая постоянная.

Действительное значение принимается в соответствии с ГОСТом 8732 с уточнением значения .

 

Расчет чисел Маха

Для определения чисел Маха в начале и конце воздухопровода вычислим скорости звука и :

; (k - показатель адиабаты).

Скорость U находится из уравнения неразрывности: ; (18)

. (19)

 

Список литературы

 

Приложение А

(справочное)

Исходные данные к заданию

Номер варианта х10-1 кг/с МПа МПа м , м м м м
                             
  1,33   0,9 0,4                    
  1,48   1,5 0,6             2,5      
  0,65   2,4 0,2                    
  0,8   0,8 0,3             3,5      
  0,97   1,8 1,0                    
  1,14   1,0 0,5                    
  1,3   1,2 0,7             2,5      
  1,47   0,6 0,2                    
  1,63   3,2 1.2             3,5      
  1,8   0,5 0,2                    
  1,95   0,9 0,3                    
  2,12   1,5 0,8             2,5      
  2,27   2,4 1,5                    
  2,45   0,8 0.5             3,5      
  2,6   1,8 0,9                    
  2,75   1,0 0,4                    
  2,93   1,2 0,7             2,5      
  3,1   0,6 0,4                    
  3,25   3,2 0,8             3,5      
  1,26   0,5 0,2                    
  1,39   4,0 1,8                    
  1,53   1,1 0,6             2,5      
  0,65   0,7 0,3                    
  0,78   2,5 1,0             3,5      
  0,92   1,6 1,0                    
  1,05   1,4 0,8                    
  1,17   0,7 0,4             2,5      
  1,3   0,6 0,3                    
  1,43   1,1 0,5             3,5      
  1,69   0,6 0,2                    
  1,82   1,1 0.5                    
  1,95   0,6 0,3             2,5      
  2,05   0,7 0,4                    
 
                             
  2,2   1,4 0,8             3,5      
  2,33   1,6 1,0                    
  2,46   2,5 1,0                    
  2,6   0,7 0,3             2,5      
  1,3   1,1 0,6                    
  1,4   4,0 1,8             3,5      
  1,5   0,5 0,2                    
  0,6   3,2 0,8                    
  0,7   0,6 0,4             2,5      
  0,8   1,0 0,4                    
  0,9   1,2 0,7             3,5      
  1,0   1,0 0,4                    
  1,1   1,8 0,9                    
  1,2   0,8 0,6             2,5      
  1,3   2,4 1,5                    
  1,4   0,6 0,1             3,5      
  1,5   0,8 0,1                    
  1,6   1,0 0,2                    
  1,7   1,2 0,2             2,5      
  1,8   1,5 0,8                    
  1,9   2,0 0,4             3,5      
  2,0   2,4 0,4                    
  0,2   3,6 1,2                    
  0,28   4,8 1,2             2,5      
  0,35   5,4 1,2                    
  0,42   0,6 0,2             3,5      
  0,5   0,8 0,2                    
  0,57   1,0 0,2                    
  0,64   1,2 0,6             2,5      
  0,72   1,5 0,6                    
  0,78   2,0 0,6             3,5      
  0,85   2,4 1,0                    
  0,93   3,6 1,0                    
  1,0   4,8 1,0             2,5      
  1,08   1,2 0,8                    
  1,15   1,2 0,6             3,5      
  1,23   1,2 0,4                    
  1,31   0,6 0,1                    
  1,38   0,6 0,3             2,5      
 
                             
  1,45   0,6 0,2                    
  0,21   2,8 2,0             3,5      
  0,28   2,8 1,6                    
  0,34   2,8 1,4                    
  0,4   0,7 0,6             2,5      
  0,46   0,8 0,5                    
  0,52   0,7 0,2             3,5      
  0,58   4,8 2,0                    
  0,64   3,6 1,2                    
  0,7   2,4 1,2             2,5      
  0,76   2,0 1,2                    
  0,82   1,5 0,8             3,5      
  0,88   1,2 0,8                    
  0,94   1,0 0,8                    
  1,0   0,6 0,2             2,5      
  1,06   1,1 0,5                    
  1,12   0,6 0,3             3,5      
  1,17   0,7 0,4                    
  0,22   1,4 0,8                    
  0,28   1,6 1,0             2,5      
  0,32   2,5 1,0                    
  0,38   0,7 0,3             3,5      
  0,41   1,1 0,9                    
  0,45   4,0 3,0                    
  0,49   0,5 0,4             2,5      
  0,53   3,2 2,4                    
  0,57   0,6 0,5             3,5      
  0,62   1,0 0,3                    

 

Приложение Б

(справочное)

Контрольные вопросы

1. Дать зависимость полного давления в точке водопровода от расхода воды.

2. Что и где изменится в системе, если вместо одного насоса поставить два одинаковых в разных точках?

3. Дать распределение полного, статического и динамического давлений на участке водопровода.

4. На каком максимальном удалении от начала водопровода можно поставить насос, чтобы он еще качал воду?

5. Изобразить зависимость статического давления в точке от расхода воды.

6. Теплообменник поднят на 10 м. Что изменится в системе?

7. Перед воздухоохладителем поставлен вентиль. Что изменится в системе?

8. Что произойдет, если перед насосом поставить вентиль?

9. Высота выходного сечения трубопровода изменилась. Что изменилось в системе?

10. Что и где изменится в системе, если насос поднять на 5 м?

11. Что и где изменится в системе, если прикрыть вентиль?

12. Как изменится распределение статического давления на участке водопровода, если расход воды уменьшится вдвое?

13. Какие изменения произойдут в системе, если уровень воды в водоеме: а) повысится; б) слабо понизится; в) сильно понизится?

14. Проанализировать работу дренажной линии, если на ней поставить вентиль.

15. На сколько надо увеличить сопротивление приемного клапана, чтобы насос перестал качать воду?

16. Как добиться чтобы гидравлическая характеристика стала круче?

17. Как добиться, чтобы гидравлическая характеристика начиналась ниже?

18. Что необходимо, чтобы давление перед насосом: а) уменьшилось; б) увеличилось?

19. Где самое низкое давление до насоса?

20. Где самое высокое давление до насоса?

 

 

ГИДРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

Методические указания

Темплан 2010 г.

 

 

Составители: Арестенко Юрий Павлович

Кочарян Евгений Валерьевич

 

 

Компьютерная верстка Е.В. Кочарян

 

 

Редактор И.С. Маркосова

_______________________________________________________________

Подписано в печать Формат 60х84/16

Бумага офсетная Офсетная печать

Печ. л. 1,25 Изд. №

Усл. Печ. Л. 1,16 Тираж 50 экз.

Уч.-изд. л. 0,82 Заказ №

Цена руб.

_______________________________________________________________

 

 

ГИДРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ

 

 

Методические указания

по выполнению курсовой работы по дисциплине «Гидрогазодинамика»

для студентов всех форм обучения специальностей:

140101 – Тепловые электрически станции

140104 – Промышленная теплоэнергетика

 

Краснодар

Составители: канд. техн. наук, доц. Ю.П. Арестенко;

канд. техн. наук, доц. Е.В. Кочарян.

 

УДК 621.(076.1)

 

Гидрогазодинамический расчет системы охлаждения: методические указания по выполнению курсовой работы по дисциплине «Гидрогазодинамика» для студентов всех форм обучения специальностей: 140101 – Тепловые электрические станции, 140104 – Промышленная теплоэнергетика / Сост.: Ю.П. Арестенко, Е.В. Кочарян; Кубан. гос. технол. ун-т. Каф. промышленной теплоэнергетики и ТЭС. – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2011. - 17 с.

 

Ил. 1. Библиогр.: 14 назв. Прил. 2

 

 

Печатается по решению методического совета Кубанского государственного технологического университета

 

Рецензенты: д-р техн. наук, проф. кафедры ПТЭ и ТЭС А.С. Трофимов

ген. директор НПП «Термотехника» А.Н. Мацко

 

 

©КубГТУ, 2011

Содержание

 

Нормативные ссылки ……………………………………………………. 4

1 Задание к курсовой работе…………………………..………………….. 5

2 Методика выполнения курсовой работы………………………………. 7

2.1 Гидравлический расчет водяного тракта…………………………. 7

2.1.1 Определение расхода воды……………………………………7

2.1.2 Определение диаметра трубопровода……………………….. 7

2.1.3 Определение давления на входе в насос и напора насоса.…. 8 2.1.4 Определение мощности насоса………………………………. 8

2.1.5 Определение гидравлической характеристики

трубопровода…………………………………………….…… 9

2.1.6 Определение приведенной длины трубопровода…………… 9 2.1.7 Построение пьезометрической линии.……………………… 9

2.1.8 Расчет дренажного трубопровода……………………………. 10

2.2 Газодинамический расчет воздушного тракта…………………… 10

2.2.1 Расчет воздуховода ………………..…………………………. 10

2.2.2 Определение длины воздуховода …………………………… 11

2.2.3 Расчет чисел Маха……………………………………………. 11

2.2.4 Расчет давления и температуры торможения ………………. 11

Список литературы……………………………………………………….. 12

Приложение А (справочное). Исходные данные к заданию.…………… 13

Приложение Б (справочное). Контрольные вопросы…………………… 16

Нормативные ссылки

В настоящих методических указаниях использованы ссылки на следующие нормативные документы:

 

ГОСТ Р 7.0.5-2008 СИБИД. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления

ГОСТ 2.104-68 ЕСКД. Основные надписи

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам

ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам

ГОСТ 2.301-68 ЕСКД. Форматы

ГОСТ 2.302-68 ЕСКД. Масштабы

ГОСТ 2.303-68 ЕСКД. Линии

ГОСТ 2.305-68 ЕСКД. Изображения – виды, разрезы, сечения

ГОСТ 2.307-68 ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений

ГОСТ 2.701-2008 ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению

ГОСТ 2.789-74 ЕСКД Обозначения условные графические. Аппараты теплообменные

ГОСТ 2.790-74 ЕСКД Обозначения условные графические. Аппараты колонные

ГОСТ 7.32-2001 СИБИД. Отчет о научно–исследовательской работе. Структура и правила оформления

ГОСТ 8.417-2002 ГСИ. Единицы величин

ГОСТ 10704-91 Трубы стальные электросварные прямошовные

ГОСТ 8732

ГОСТ 9931-85 Корпуса цилиндрические стальных сварных сосудов и аппаратов. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 25449-82 Теплообменники водо-водяные и пароводяные. Типы, основные параметры и размеры

ОК 015-94 Общероссийский классификатор единиц измерения

 

Инженер–промтеплоэнергетик должен обладать навыком расчета простых и сложных трубопроводных систем для транспорта жидкостей и газов, базирующегося на знании гидрогазодинамики однофазных сред.

В соответствии с учебным планом студенты специальностей 140101, 140104 выполняют курсовую работу.

Цель работы – практическое освоение методов простейших гидрогазодинамических расчетов. При этом студент должен научиться пользоваться справочными данными, размерностями величин, используемых в расчетах, основными уравнениями, уметь обобщать зависимости и строить графики.

 

Задание к курсовой работе

 

Схема установки для расчета показана на рисунке 1. Воздухоохладитель представляет собой поверхностный теплообменник, в котором сжатый воздух, поступающий от компрессора, охлаждается водой.

Вода забирается из открытого водоема и через приемный клапан 2 по всасывающей линии 3 подается в воздухоохладитель насосом 4 по нагнетательной линии 5 через обратный клапан 6 и вентиль 7. После воздухоохладителя вода по сливной линии 8 выходит в атмосферу, через воронку 9 сливается в дренажную линию 10, откуда снова выходит в атмосферу. Воздух, пройдя через воздухоохладитель, поступает в отводящую линию 11.

Требуется по воде:

1) определить необходимый расход воды Q м /с (по тепловому балансу);

2) рассчитать и подобрать диаметр трубопровода D, м (принимая среднюю скорость воды U =1÷2 м/с и диаметр по [1]);

3) рассчитать давление перед входом в насос Р , Па;

4) рассчитать необходимый для трубопровода подъем давления в насосе , Па;

5) найти мощность насоса N, кВт (принимая КПД 90 %);

6) построить гидравлическую характеристику трубопровода и описать ее формулой ();

7) определить приведенную длину трубопровода l , м;



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 161; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.219.47.239 (0.013 с.)