ТОП 10:

Расчет гидравлической системы с использованием математического пакета MathCad 2001



 

Исходные данные:

 

Температура воды в градусах Цельсия t:= 20 °С

Длина трубопроводов 0-2

L02 := 10 м

Длина трубопроводов 2-3

L23:=20 м

Длина трубопроводов 3-6

L36 := 40 м

Диаметр трубопроводов на участках 0-3

D 03 := 0.08 м

Диаметр трубопроводов на участках 3-6

D36 := 0.07 м

Высота расположения трубопроводов 0-6

Z46:= 3 м

Z0:= 0 м

Давление воды перед выходом в точке 6

p := 3.6 бар абс

Шероховатость труб

∆ := 1 мм

Расход воды в точках 5 и 6

Q5 := 1 л/с

Q6 := 4 л/с

Плотность воды

ρ:= 1000 кг/м3

Относительное давление

Ра := 1,013 кгс/см2

Ускорение силы тяжести

g := 9.81 м/с2

Определение расхода воды по участкам

Участок 0-3

Q03 := (Q5 + О6) 10-3 Q03 = 5 x 10-3 м3

Участок 3-6

Q36 := Q6 x 10-3 Q36 = 4x10-3 м3

 

Определение скоростей движения воды на участках с

Одинаковым диаметром труб

Вычисляется по формуле

Участок 0-3

Участок 3-6

Определение числа Рейноьдса по участкам

Трубопроводов с одинаковой скоростью движения

t ºС
V, м/с 1,036*10-6 1,01*10-6 0,81*10-6 0,55*10-6

 

υ(t)=1.01х10-6 м2

υ:= υ(t)

Участок 0-3

Участок 3-6

 

Определение коэффициента сопротивления трения

Участок 0-3

D03:=80 мм

 

Участок 3-6

D36:=70 мм

 

D03:=0.08 м

D36:=0.07 м

Определение потерь напора

Участок 0-3

длина труб на участке 0-3

L03 = 30 м

потери напора на трение по длине

,

где λ-коэффициент трения

L- длина трубопровода, м,

D- диаметр трубы, м,

V- средняя скорость движения жидкости в трубе, м/с.

местные потери на участке 0-3 складываются из местных потерь при прохождении через приемную сетку и обратный клапан, поворот на 90°, задвижку в открытом положении

.

Коэффициент местных потерь для клапана с сеткой определяем в зависимости от диаметра трубопровода

 

ξkl=f(D)

d=75 мм

 

 

D, мм
ξkl 8,5 6,5 5,5 4,5 3.5

Таблица

ξkl(d)=8.5

ξkl:=ξkl(d)

Коэффициент местных потерь на поворот 90° принимаем по таблице в зависимости от отношения диаметра трубы к радиусу поворота по осевой линии.

R:=90º

dr:=d/R

dr = 0.833

Таблица

d/r 0,2 0,4 0,6 0,8 1,4 1,6 1,8
0,13 0,14 0,16 0,21 0,29 0,66 0,98 1,41 1,98

 

ξ(dr)=0.21

ξ:=ξ(dr)

Коэффициент местных потерь при проходе через вентиль с прямым шпинделем в открытом положении ξ v:=3…5.5 принимаем ξ v:=4

Местые потери на участке 0 - 3 складываются из местных потерь участков

 

Общие потери напора на участке 0 - 3 складываются из потерь на трение по длине трубы и на местные потери напора

Участок 3-6

Потери напора на трение по длине

Местные потери складываются из потерь в тройнике потерь на внезапное сужение в переходе из трубы, диаметром 80мм в трубу диаметром 70мм и потерь на поворот 90°. Коэффициент местных потерь при переходе через тройник с поворотом на 90°.

ξtr:=1.5

Коэффициент местного сопротивления на внезапное сужение трубопровода определяем по таблице как функцию отношения площадей сечения.

ξсуж=f(S2/S1)

ξS:=(D36/D03)2

ξS=0.766

Таблица

S2/S1 0.1 0.2 0.4 0.8
ξsyg 0.5 0.42 0.34 0.15

 

ξsyg(ξS)=0.34

ξsyg:= ξsyg(ξS)

Коэффициент потерь в местном сопротивлении на поворот 90° определяем аналогично, как на участке 0-3 в зависимости от d/R

принимаем d/R=1 ξ:= 0.29

потери напора в местных сопротивлениях на участке 3-6

Общие потери напора на участке 3-6 складываются из потерь напора на трение и местные потери.

 

 

Общие потери напора на участке 0-6 складываются из всех видов потерь напора на этом участке.

 

Определение эффективного напора насоса

Эффективный напор, развиваемый насосом, расходуется

1 На преодоление геометрической высоты подъема жидкости

Z46-Z0=3 м.

2 На преодоление разности давлений в начале и конце трубопроводов

3 На компенсацию всех видов гидравлических потерь в трубопроводах

Hpot=2.684 м

4. На создание разности скоростных напоров на выходе и входе в систему

Поскольку уровень в водоеме не изменяется, скорость жидкости V0=0. Коэффициент неравномерности скоростей принимаем

Эффективный напор насоса

He=29.11 м

Побор насоса (таблицы 9,10,11; рисунок 15,16). По каталогу "Центробежные колесные насосы типов К и КМ для воды" 1987 года выбираем насос, обеспечивающий напор 30 метров для подачи 5,5 л/с.

Насосы типа К 20/30 (2К6) имеют подачу воды 20 м3/ч.

Насос горизонтальный, одноступенчатый с односторонним вводом жидкости Допускаемая температура воды не более 85 °С. Детали проточной части изготовлены из чугуна.

По графику характеристики насоса (рисунок 15) устанавливаем, что при производительности 5 л/с насос с диаметром рабочего колеса 162 мм может развивать напор 32 м, обеспечивая при этом близкое к максимальному значение КПД-60%. Частота вращения колеса насоса 2900 об/мин.







Последнее изменение этой страницы: 2017-02-10; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.95.131.208 (0.009 с.)