Гидравлический расчет теплоэнергетического агрегата

курсовая работа

1. Гидравлический расчет газопровода высокого давления

Давление газа в конце участка длиной меньше, чем в начале из-за потерь на трение и определяется из выражения:

(3.1)

Если скорость газа выразить через расход V

(3.2)

а также ввести постоянные значения =101325 Па и = 273,15 К, то выражение (3.1) примет вид:

Здесь - конечное давление газа, Па.

D - диаметр газопровода, м;

- коэффициент трения, предварительно принимается = 0,02.0,03; для гидравлическишероховатых труб при развитом турбулентном режиме течения коэффициент трения не зависит от числа Рейнольдса и определяется в зависимости от шероховатости по эмпирической формуле Никурадзе

- абсолютная шероховатость стенки, для стальных сварных труб, в зависимости от срока службы и состояния принимается в пределах 0,1 - 0,5 мм;

- расход и плотность газа при н. ф. у., м / с, кг/м;

Т - температура газа, К;

- абсолютное давление газа в начале участка, Па

Выбор диаметра газопровода основывается на понятии предельного диаметра , т. е такого минимально возможного диаметра, при котором все начальное давление расходуется на преодоление сопротивления и = О, а также, = О. При этих условиях из (3.1) следует, что:

(3.3)

где L - общая длина газопровода.

Рекомендуемый диаметр газопровода

D = (1,4.1,6) (3.4)

Полученный внутренний диаметр газопровода следует увеличить до стандартного из следующего ряда типоразмеров стандартных стальных труб, (наружный диаметр) х (толщина стенки), мм:

38x2,5; 45x2,5; 57x3,0; 76x3,0; 89x4,0; 108x4,0; 133x4,0; 159x4,5; 194x5,0;

219x6; 273x7; 325x8; 377x9; 426x9; 426x6; 480x7; 530x8; 630x9;

720x10; 820x10; 920x11; 1020x12; 1120x12; 1220x14; 1420x14

Местным сопротивлением называется всякое изменение направления или скорости потока. Потери в местных сопротивлениях определяются по формуле:

(3.5)

где - потери в местных сопротивлениях, Па;

- коэффициент местного сопротивления, зависящий от вида сопротивления;

- расчетная скорость газа при Н.Ф.У. м/с,

- плотность газа при Н.Ф. У, кг/м;

Т, Р - температура и абсолютное давление газа перед сопротивлением, К, Па.

Гидростатические сопротивления возникают, если газопровод изменяет положение по высоте, а плотность газа (жидкости) отличается от плотности окружающей среды:

(3.6)

где - потери гидростатического давления, Па;

, - плотность газа и наружного воздуха, приведенные к действительным условиям;

h - высота, м;

гидравлический расчет газопровод давление

При движении легкого газа вниз или тяжелого вверх потери имеют знак "+", в противном случае - "-".

1 - цеховой газопровод; 2 - задвижка; 3 - измерительная диафрагма; 4 - регулирующая заслонка; 5 - горелка; 6 - сопло Лаваля

Рисунок 1 - Схема газопровода, подводящего газ к топливосжигающему устройству

Расчеты:

, ,

,

,

,

,

,

Выбираем 76х3,0

,

,

Вход в газопровод

, тогда

=500000 - 1606=498394

Трение на участке ?1

=498394 - 496032 = 2362

Задвижка

=496032 - 9847=486185

Трение на участке ?2

=486185 - 484370=1815

Потери геометрического напора (H= ?1+ ?2)

=484370 - 138=484232

Плавный поворот на 90°

=484232 - 420=483812

Трение на участке ?3

=483812 - 472139=11673

Измерительная диафрагма

=472132-13794=458338

Трение на участке ?4

=458338 - 454477=3861

Регулирующая заслонка

=454477 - 35826 =418651

Трение на участке ?5

=418651 - 417245=1406

Плавный поворот на 90°

=417245 - 487=416758

Трение на участке ?6

=416758 - 409651=7107

Потери геометрического напора (H= - ?6)

=409651 - (-108) =409759

Плавный поворот на 90°

=409759 - 496=409263

Трение на участке ?7

=409263 - 405659=3604

Согласно заданию увеличу суммарные потери давления на 15% (10 - 15%)

Общие потери УДР = 94334

С учетом 15% -го запаса УДР*1,15 = 94334*1,15 = 108484

Окончательное давление газа перед горелкой будет равно:

Р = 500000 - 108484= 391516 или Р = 392 кПа

Таблица 1 - Расчет гидравлических сопротивлений газопровода

Вид сопротивления

Длина

участка

, м

Коэффициент

местного

сопротивления,

К

Давление Ризб

, Па

Потери

давления,

Р, Па

в начале

участка

в конце

участка

Вход в газопровод

-

1

500000

498394

1606

Трение на участке l1

4

-

498394

496032

2362

Задвижка

-

6

496032

486185

9847

Трение на участке l2

3

-

486185

484370

1815

Потери

геометрического

напора

Н=l1+l2 = 7

-

484370

484232

138

Плавный

поворот на 90°

-

0,25

484232

483812

420

Трение на участке l3

19

-

483812

472139

11673

Измерительная

диафрагма

-

8

472139

458338

13794

Трение на участке l4

6

-

458338

454477

3861

Регулирующая

заслонка

-

20

454477

418651

35826

Трение на участке l5

2

-

418651

417245

1406

Плавный поворот

на 90°

-

0,25

417245

416758

487

Трение на участке l6

10

-

416758

409651

7107

Потери

геометрического

напора

Н=l6

-

409651

409759

-108

Плавный поворот

на 90°

-

0,25

409759

409263

496

Трение на участке l7

5

-

409263

405659

3604

Общие потери Р

94334

ИТОГО, с учетом

10-20% запаса

108484

Конечное давление

391516

Делись добром ;)