3.4 Текст программы для расчета трубопроводной системы

1. Исходные данные для расчета

1.1 Максимальный расход через гидравлическую трассу, м³/с

Для построения гидравлической характеристики трассы необходимо провести расчет гидравлических потерь на нескольких промежуточных расходах, лежащих в диапазоне от 0 до Q_{max .} Для этого разобьем интервал от 0 до Q_max на 10 равных частей и проведем расчет для каждого из полученных промежуточных значений расходов

1.2 Углы раскрытия конусов, град

1.3 Радиусы плавного поворота, м

1.4 Диаметры труб, м

1.5 Длины участков труб, м

1.6 Значение эквивалентной шероховатости труб, м

1.7 Значение кинематической вязкости жидкости при Т = 20С, м²/с

2 Расчет площадей проходного сечения труб, м²

3 Расчет коэффициентов сопротивления трения и местных сопротивлений

3.1 Предварительная оценка режима движения жидкости на входном участке трубопровода

3.2 Коэффициент сопротивления трения в данной программе определяется для квадратичной области сопротивления, как наиболее характерной для штатных условий эксплуатации энергетических установок

3.3 Коэффициенты местных сопротивлений

Из текста данной программы намеренно исключен блок функций расчета коэффициентов местных сопротивлений, так как данная программа приводится в качестве образца выполнения курсовой работы и учащимся предоставляется право самостоятельного выбора зависимостей для расчета местных сопротивлений на основе имеющейся в литературе справочной информации.

4 Составление и решение системы уравнений для определения направления потока в перемычке между параллельными ветвями трубопроводов.

При определении направления потока жидкости в перемычке, первоначально предполагается, что перемычка 2-3 (рисунок 6) перекрыта.

4.1 Задание начальных значений для расчета расходов Q₁ и Q₂

4.2 Решение системы уравнений

4.3 Результаты расчета

4.4 Расчет потерь напора на параллельных участках трубопровода до мест соединения с кольцевой перемычкой

Так как величина потерь на участке 1-3 выше величины потерь на участке 1-2, то очевидно, что поток в перемычке направлен из точки 2 в точку 3 гидравлической трассы.

5 Составление и решение системы уравнений для определения расходов по разветвленным участкам гидравлической трассы

5.1 Задание начальных значений для расчета расходов Q₁ , Q₂ , Q₃ , Q₄ и Q₅

5.2 Составление коэффициентов системы уравнений

5.3 Решение системы уравнений

5.4 Результаты расчета

6 Расчет гидравлической характеристики трассы

6.1 Участок 0-1

На данном участке отсутствуют местные сопротивления, и полная потеря напора определяется потерями на трение Н₀₁= Н_тр01 (рисунок 7)

6.2 Участок 1-2

Данный участок гидравлической трассы представляет собой ветвь простого трубопровода. Он содержит местные сопротивления, и полная потеря напора в данном случае будет складываться из потерь напора на трение и потерь напора на местных сопротивлениях Н₁₂= Н_тр12+Н_м12. Так как через данную ветвь трубопровода протекает жидкость с расходом Q₁, то в соответствии с этим потери напора можно записать следующим образом:

6.3 Участок 1-3

Данный участок гидравлической трассы представляет собой ветвь простого трубопровода. Он содержит местные сопротивления, и полная потеря напора в данном случае будет складываться из потерь напора на трение и потерь напора на местных сопротивлениях Н₁₃= Н_тр13+Н_м13. Так как через данную ветвь трубопровода протекает жидкость с расходом Q₂, то в соответствии с этим потери напора можно записать следующим образом:

6.4 Участок 2-3

Данный отрезок гидравлической трассы включает в себя участок простого трубопровода с расположенными на нем местными сопротивлениями и, таким образом, по нему движется жидкость с расходом Q₅ из точки 2 в точку 3. В соответствии с этим, полная потеря напора в данном случае будет складываться из потерь напора на трение и потерь напора на местных сопротивлениях Н₂₃= Н_тр23+Н_м23.

6.5 Участок 2-4

Данный отрезок гидравлической трассы включает в себя участок простого трубопровода с расположенными на нем местными сопротивлениями и, таким образом, по нему движется жидкость с расходом Q₄ из точки 2 в точку 4. В соответствии с этим, полная потеря напора в данном случае будет складываться из потерь напра на трение и потерь напора на местных сопротивлениях Н₂₄= Н_тр24+Н_м24.

6.6 Участок 3-4

Данный отрезок гидравлической трассы включает в себя участок простого трубопровода с расположенными на нем местными сопротивлениями и, таким образом, по нему движется жидкость с расходом Q₃ из точки 3 в точку 4. В соответствии с этим, полная потеря напора в данном случае будет складываться из потерь напра на трение и потерь напора на местных сопротивлениях Н₃₄= Н_тр34+Н_м34.

6.7 Участок 4-5

На данном участке отсутствуют местные сопротивления, и полная потеря напора определяется потерями на трение Н₄₅= Н_тр45

6.8 Гидравлические характеристики отдельных участков трубопровода

Рисунок 7 Гидравлическая характеристика участка 0-1

Рисунок 8 Гидравлическая характеристика участка 1-2

Рисунок 9 Гидравлическая характеристика участка 1-3

Рисунок 10 Гидравлическая характеристика участка 2-3

Рисунок 11 Гидравлическая характеристика участка 2-4

Рисунок 12 Гидравлическая характеристика участка 3-4

Рисунок 13 Гидравлическая характеристика участка 4-5

6.9 Гидравлическая характеристика трубопровода

Общая гидравлическая характеристика трубопровода складывается из гидравлических характеристик отдельных его участков:

Рисунок 14 Гидравлическая характеристика трубопровода