Расчет участка 6.
Целью данного расчета является определение зависимости падения давления на участке 6 от расхода.
Расчетные данные участка представлены в задании на проектирование.
QII =0,075 м3/с
Задаемся скоростью U =1 м/с.
Определяем
площадь поперечного сечения трубопровода
по формуле:
, м2,
где
Q – заданный расход жидкости на заданном участке, м/с3.
Uзад – заданная скорость, м/с.
Отсюда:
Fтр
=
=
0,075 (м2).
Определяем лиаметр трубопровода на данном участке по формуле (1.1):
Таким
образом:
(м).
По ГОСТ 8732-70 (таб. 4) принимаем трубу бесшовную, горячекатанную из стали 10 диаметром =299 мм, б = 40 мм.
мм
= 0,219 м;
Уточняем значение скорости на данном участке по формуле:
,
м/с,.
следовательно
(м/с).
Полученное значение скорости воды удовлетворяет условию U = 1÷3 м/с.
Определяем критерий Рейнольдса по формуле (1.2):
;
Принимаем ν = 0,3905·10 -6 м2/с при температуре t = 75 ºC по табл. 2.
В зависимости от числа Рейнольда по табл. 11. выбираем формулу для расчета коэффициента жидкостного трения λ.
Если Re > , то λ вычислим по формуле Шифринсона (1.3):
Кэ=1 мм =1·10-3 м;
;
,
и тогда
Re =1,1·106 >1,095·105
Значение числа Рейнольдса входит в данные пределы и поэтому величину λ вычислим по формуле (1.3):
;
Вычисляем сумму коэффициентов местных сопротивлений для данного участка по формуле:
,
где
ξпов;ξк; ξтр; ξ задв – коэффициенты местного сопротивления, где
ξпов – коэффициент местного сопротивления при входе в трубу без закруглений входных
кромок. По табл. 12 ξпов, =0,5.
ξтр – коэффициент местного сопротивления тройника. Значение ξтр при разделении потоков, учитывающего потери напора частичного расхода, движущегося под углом 90 оС к суммарному потоку. Для выбора ξтр находим соотношение:
;
где
;
По табл. 17 принимаем ξтр =1,2;
ξ задв – коэффициент местного сопротивления при входе в трубу при хорошо закругленных кромках. По табл. 12 ξзад =0,1.
ξк,=2,5.
При длине участка l6 =160 м принимаем 3 шт. поворотов и 3 шт. компенсаторов. Отсюда:
;
Подставляем известные величины в формулу и получаем зависимость потери напора на данном участке от расхода жидкости:
,
м;
или:
,
где
;
ΔZ6 = ZII –Zе =11-6 =5 м;
ΔH = 5+1157,4·Q2 (1.5).
По формуле (1.5) определяем потери напора при различных значениях расхода жидкости и результаты расчета сводим в таблицу 1.3. Задаемся значениями расхода Q в интервале: [0 ÷ 0,16].
Таблица 1.2. Зависимость ΔH = f(Q) для участка 6
Q, м3/с |
0 |
0,015 |
0,03 |
0,045 |
0,06 |
0,075 |
0,09 |
0,105 |
0,12 |
0,14 |
0,16 |
ΔH, м/с |
5 |
5,26 |
6,04 |
7,34 |
9,17 |
11,51 |
14,38 |
17,76 |
21,67 |
27,68 |
34,63 |
По данным таблицы 1.2 строим график зависимости ΔH = f(Q) (см. графическое приложение, кривая 6).