Расчет гидравлической системы с использованием математического пакета MathCad 2001

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 7

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

Р_а:= 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/с

Участок 3-6

Q₃₆ := Q₆ x 10^-3 Q₃₆ = 4x10^-3 м³/с

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

υ(t)=1.01х10^-6 м²/с

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

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

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.

ξ_суж=f(S₂/S₁)

ξ_S:=(D₃₆/D₀₃)²

ξ_S=0.766

Таблица

ξsyg(ξ_S)=0.34

ξsyg:= ξsyg(ξ_S)

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.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии