рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Образование
/
Режимные параметры трубопроводных систем

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Режимные параметры трубопроводных систем

Режимные параметры трубопроводных систем - раздел Образование, РАБОТЫ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ Основными Параметрами Работы Любой Трубопроводной Системы Или...

Основными параметрами работы любой трубопроводной системы или ее отдельного элемента являются, расход, скорость среды, давление или напор, потери напора, потребляемая мощность.

Объемный расход среды Q, м³/с, часто называемый подачей, есть величина, численно равная объему жидкости, проходящей через поперечное сечение трубопровода за единицу времени

Q = V / Δτ(1.10)

Часто используют и другие единицы расхода (м³/час, л/мин, л/с), что следует учитывать при расчетах. Особенно часто в отечественной технической литературе по вентиляции используется единица м³/час.

Следует отметить, что обозначение объемного расхода буквой Q, является неудачным, так как в большинстве специальных дисциплин по кафедре ТГВ этой буквой обозначают расход теплоты или тепловую мощность, которая измеряется в Ваттах. Однако во всех учебниках по курсу «Насосы и вентиляторы» принято именное такое устоявшееся обозначение, и чтобы не вносить путаницу мы далее в нашем изложении будем также придерживаться такого обозначения.

Кроме объемного расхода, используется понятие массового расхода G, кг/с, который численно равен массе жидкости, проходящей через поперечное сечение трубопровода за единицу времени. Разумеется, могут быть и другие единицы измерения массового расхода. Особенно часто в отечественной технической литературе используются единицы кг/час и т/час.

G = М / Δτ(1.11)

Между массовым и объемным расходом имеется простое соотношение

G = ρ Q (1.12)

При движении жидкости в трубопроводе расход может быть определен по скорости потока по формуле

Q = w f, (1.13)

где w– скорость движения жидкости, м/с;

f – площадь внутреннего поперечного сечения трубы, м².

Соответственно, скорость потока в трубе определяется по формуле

w = Q / f (1.14)

Давление Р, Па, в большинстве технических дисциплин понимается как силу, действующую на единицу площади

Р = F / S (1.15)

Однако в гидравлике, аэродинамике и дисциплинах, связанных с гидравлическими расчетами, давление понимается как энергетическая характеристика потока и измеряется в Дж/м³. Действительно, единицу измерения давления Па можно представить следующим образом

Па = Н/м² = (Н м) / (м м²) = Дж/м³

Таким образом, давление следует понимать как энергию, приходящуюся на единицу объема жидкости или газа

Р = Е / V (1.16)

Когда говорят, что давление среды равно 1000 Па, это означает, что каждый кубометр потока обладает механической энергией 1000 Дж.

Учитывая, что механическая энергия бывает потенциальной и кинетической, давление тоже бывает двух видов: статическое Р_сти динамическое Р_д. Сумма статического и динамического давлений называется полным давлением Р_п.

Р_п = Р_ст + Р_д (1.17)

Статическое давление Р_ст есть скалярная величина. Оно действует равномерно во все стороны, и характеризует потенциальную энергию сжатия жидкости или газа.

Динамическое давление Р_д (правильнее было бы называть его кинетическим) есть векторная величина. Оно действует только в направлении скорости потока и характеризует кинетическую энергию жидкости или газа. Формулу динамического давления легко вывести из формулы для кинетической энергии

Р_д = Е_к / V = Мw²/2V = (М/V) w²/2 = ρw²/2 (1.18)

Итак

Р_д = ρw²/2 (1.19)

Эту формулу следует хорошо запомнить, так как она исключительно часто используется в расчетах.

При мере движения среды по трубопроводу происходит изменение давления – полного, статического и динамического. Причинами изменения динамического давления является изменение скорости потока, вызванное изменением поперечного сечения трубопровода, разделением потока по нескольким участкам, слиянием потоков, выпуском части среды из системы, изменением плотности среды.

Как кинетическая и потенциальная энергия объекта, динамическое и статическое давление могут переходить одно в другое. При увеличении сечения трубопровода происходит торможение потока, при этом уменьшается скорость и динамическое давление, но возрастает статическое. Поэтому наиболее важной характеристикой потока является полное давление, которое никогда не может возрасти без воздействия некого внешнего источника энергии (нагнетателя). При простом движении жидкости по трубопроводу полное давление может только уменьшаться, так как энергия потока тратится на преодоление трения о стенки трубы, вихреобразование и перестройку потока при преодолении местных сопротивлений.

Вместо понятия давления применительно к гидравлическим системам в расчетах часто используют понятие напор Н. Напор измеряется в метрах столба перемещаемой среды и показывает высоту столба жидкости, создающего определенное значение давления. Напор – это та высота, на которую может быть поднята жидкость под действием данного давления. Связь между напором и давлением очень простая

Р = ρ g Н, (1.20)

где ρ – плотность жидкости, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с².

Как и в случае давления, различают полный, статический и динамический напор. Полный напор равен сумме статического и динамического напоров.

Особенно часто понятием напора оперируют при расчете гидравлических (водяных) систем водоснабжения и теплоснабжения. В этом случае напор измеряется в метрах водяного столба (м.вод.ст.). Преимуществом напора является то, что легко производить пересчеты, связанные с перепадами отметок трубопровода, так как геодезические и строительные отметки, как и напор, тоже измеряются в метрах. В некоторых случаях условный полный напор может вычисляться с учетом геодезических отметок местности h, м, отсчитываемых относительно некого условного нулевого уровня

Н_пу = Н_ст + Н_д + h (1.21)

При таком подходе условный напор изменяется только за счет работы нагнетателя или наличия потерь в трубопроводе. Если нет потерь, (при отсутствии расхода жидкости), то энергия жидкости остается постоянной независимо от геодезической отметки. На рисунке 1.1а приведено распределение напоров по системе для случая отсутствия расхода.

а) распределение напоров для случая отсутствия расхода

б) распределение напоров для случая наличия расхода

Рисунок 1.1 – К понятию условного и действительного напоров

Уровень воды в пьезометрических трубках показывает значение статического напора на каждом участке, который зависит от геодезической отметки участка. Условный напор Н_пу при этом остается постоянным для всех сечений трубопровода, а фактические значения напоров в отдельных сечениях, которым соответствует высота столба в пьезометрических трубках, изменяются в зависимости от отметки трубопровода.

При наличии расхода имеются потери напора (рисунок 1.1б), и напоры по длине трубопровода изменяются.

Для некоторого потока можно вычислить его мощность N, Вт, характеризует общую энергию потока, проходящего через некоторое сечение в единицу времени.

N = Р Q (1.22)

N = ρ g Н Q (1.23)

Если побудителем движения потока является насос или вентилятор, то главный интерес представляет не мощность самого потока, а мощность, потребляемая нагнетателем N_потр

N_потр = Р Q / η (1.24)

N_потр = ρ g Н Q /η, (1.25)

где η– коэффициент полезного действия нагнетателя в долях едини

цы.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

РАБОТЫ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ

Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования Тихоокеанский государственный университет...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Режимные параметры трубопроводных систем

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Некоторые термины и понятия
Трубопроводная система предназначена для перемещения на определенное расстояние некоторой транспортируемой среды, которой чаще всего является вода или воздух

Конструктивные характеристики трубопроводных систем
Трубопроводная сеть состоит из отдельных трубопроводов, каждый из которых может иметь свои индивидуальные характеристики. Рассмотри основные характеристики трубопроводов. &

Характеристики перемещаемой среды
Характеристики перемещаемой среды имеют важное значение для расчета гидравлического режима системы. К ним относятся плотность и вязкость

Потери давления и напора в трубопроводе
Как указывалось выше, при движении жидкости по трубопроводу энергия потока, то есть его давление или напор, уменьшается, в итоге потерянная механическая энергия потока переходит в т

Понятие характеристик трубопровода и нагнетателя
Как ясно из изложенного выше, потери давления в неком участке трубопровода зависят от расхода, характеристик трубопровода и перемещаемой среды. Зависимость потерь давления

Разбиение системы на нагнетатель и сеть.
Реальная трубопроводная система может состоять из большого числа отдельных элементов, однако при расчетах и анализах ее работы часто удобнее представить ее состоящей всего из двух у

Уравнения балансов среды и энергии в системе
Многие технические задачи решаются на основе составления балансных уравнений. Слово «баланс» означает «равенство», «равновесие» неких движущих сил или параметров процесса и сил и па

Графический метод наложения характеристик
Наличие балансов среды и энергии в системе позволяют получить систему из двух уравнений, которую можно решить относительно р

Причины необходимости сложения характеристик
Как ясно из предыдущего раздела, для нахождения рабочего режима системы по методу наложения характеристик требуется рассматривать систему как состоящую только из двух элементов — нагнетательной уст

Системы при последовательном соединении
Последовательное соединение— это такое соединение, при котором два элемента имеют одну общую точку, причем конец первого элемента соединен с началом второго, а

Параллельном соединении
Параллельное соединение—это такое соединение, при котором два элемента имеют две общих точки, при этом начало первого элемента соединено с началом второго, конец первого элемен

Логарифмической системе координат
Логарифмическая система координат очень часто используется для отображения гидравлических характеристик вентиляторов и элементов вентиляционных сетей – решеток, воздухораспределител

Аналитическое сложение характеристик трубопроводов
Во многих случаях при расчетах систем требуется определить итоговую характеристику сети, состоящей из нескольких участков трубопровода или нескольких единиц оборудования. Если извес

Характеристик
При нахождении режимов трубопроводных систем рекомендуется придерживаться определенного порядка действий, не стремясь сразу начинать графические построения (может оказаться, что они

Гидростатическим напором в сети
Рассмотрим решение простой задачи для схемы системы, приведенной на рисунке 4.4. Этап 1. Предполагаемое направление расходов указано стрелками на схеме. В данной системе при большой высоте

Системы
Знание напоров или давлений в отдельных точках системы является исключительно важным с точки оценки требуемой прочности трубопровода, анализа возможности развития разрыва потока и кавитационных про

Последовательных приближений
В стационарном режиме в любой гидравлической системе должны соблюдаться массовый и энергетический балансы – приток среды равен расходу среды из системы, сообщаемый системе положительный напор от ис

Решение для системы с одним узлом
Рассмотрим простую задачу, состоящую из двух участков с подключенными к ним емкостями (рисунок 6.2).

Метод половинного деления
При вычислении корня нелинейного уравнения методом половинного деления (метод ПД) решаемое уравнение должно быть приведено к виду Y(Х)= 0 (7.1)

Метод хорд
При вычислении корня нелинейного уравнения методом хорд решаемое уравнение также должно быть приведено к виду (7.1). Метод хорд дает хорошие результаты на плавных кривых, имеющих мо

Метод Ньютона (метод касательной)
При вычислении корня нелинейного уравнения методом Ньютона решаемое уравнение также должно быть приведено к виду (7.1). Метод Ньютона дает хорошие результаты на плавных кривых, имею

Метод простой итерации
Казалось бы, это один из самых простых методов решения нелинейных уравнений. В данном методе решаемое уравнение F(Х)= 0 необходимо представит в виде Х = f(Х)

Режимов трубопроводных систем
8.1 Вывод расчетного уравнения для решения методом узловых давлений 8.2 Метод контурных расходов Решение задач потокораспределения в трубопроводных

Давлений
Снова рассмотрим систему из трех участков, для которой производилось определение расходов методом приближения (рисунок 8.1).

Контурных расходов
Рассмотрим элемент трубопроводной системы, состоящий из четырех участков, образующих замкнутый контур (рисунок 8.2). Предполагаемые направления потоков на участках показаны на рисун

Устойчивости
Понятие устойчивости является общеинженерным и встречается при анализе режимов работы самых различных систем: устойчивость положения механической системы, устойчивость строительных

Процессы помпажа в насосных системах
Рассмотрим работу системы, состоящей из насоса, трубопровода и напорного бака (на рисунке 9.3а). Линия характеристика насоса имеет «провал» и «горб» в пределах первого квадранта – т

Причины возникновения помпажа
Помпаж в трубопроводных насосных системах возникает из-за сочетания ряда обстоятельств, каждое из которых может способствовать возникновению помпажа, но само по себе не является для

Конструктивные мероприятия
Учитывая, что для насосов с непрерывно падающей характеристикой возникновение помпажа в принципе невозможно, казалось бы очевидным использовать всегда именно такие насосы. Однако наличие горба на х

Проектные мероприятия
На этапе выполнения проектных работ необходимо так подобрать оборудование и его размещение, чтобы возможно было впоследствии эксплуатировать насосную установку без возникновения помпажа. Для этого

Причины разрыва потока в трубопроводных системах
При определенных условиях в трубопроводах гидравлических систем могут возникать разрывы сплошности потока, то есть часть или все сечение трубопровода занято не перемещаемой средой, а ее паром или в

Кавитация в насосах
Кавитацией называется комплекс явлений, связанных с образование парогазовых полостей в проточной части какого-либо устройства из-за вскипания жидкости в зоне местного понижения стат

Допустимая геометрическая высота всасывания
Основной задачей при эксплуатации насосов является недопущение возможности возникновения кавитации в насосе. Достигается это правильным выбором геометрической высоты всасывания насоса Н

Мероприятия против возникновения кавитации
Из (10.11) следует, что для уменьшения возможности возникновения кавитации и увеличения допустимой высоты всасывания необходимо соблюдать следующие рекомендации: а) перекач