Министерство образования и науки Украины

Государственное высшее учебное заведение

«Приазовский государственный технический университет»

Кафедра промышленных теплоэнергетических установок и

теплоснабжения

Лухтура Ф. И.

Расчет газодинамических параметров при течении газов в трубах, соплах и струях

Методические указания

к выполнению курсовой работы

по курсам «Гидромеханика и газовая динамика», «Гидрогазодинамика дисперсных сред»

для студентов направления подготовки

6.05060101 «Теплоэнергетика»

дневной и заочной форм обучения

Мариуполь

2015

УДК [532.5+533.6]:621.221

Расчет газодинамических параметров при течении газов в трубах, соплах и струях : методические указания к выполнению курсовой работы по курсам «Гидромеханика и газовая динамика», «Гидрогазодинамика дисперсных сред» для студентов направления подготовки 6.05060101 «Теплоэнергетика» дневной и заочной форм обучения / сост. Ф. И. Лухтура – Мариуполь : ГВУЗ «ПГТУ», 2015 – 83 с.

Приводится задание, основные теоретические положения и примеры расчетов к выполнению курсовой работы, которая отражает содержание большинства разделов курсов «Гидромеханика и газовая динамика», «Газодинамика дисперсных сред». Показаны методы наиболее эффективного решения конкретных задач, в том числе с применением ПК.

Составитель Ф. И. Лухтура, ст. преподаватель

Рецензент Г. С. Сапрыкин, канд. техн. наук, доцент

Утверждено

на заседании кафедры промышленных теплоэнергетических установок и теплоснабжения,

протокол № 13 от 12 марта 2015 г.

Утверждено

методической комиссией энергетического факультета,

протокол № 7 от 16 апреля 2015 г.

© Ф. И. Лухтура, 2015

© ГВУЗ «ПГТУ», 2015

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5

1 ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ 6

1.1 Исходные условия 6

1.2 Объем и содержание курсовой работы. Оформление пояснительной записки 9

1.3 Порядок сдачи курсовой работы и критерии оценок 11

2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 11

2.1 Расчет газопроводов. Порядок выполнения пневмогидравлического расчета 12

2.2 Потери давления при течении вязкого газа по каналу постоянного сечения 12

2.2.1 Изотермическое установившееся течение газа с трением по каналу постоянного сечения 13

2.2.2 Адиабатическое течение газа с трением в трубе постоянного сечения 18

2.3 Расчет кольцевых газопроводных сетей при изотермическом течении сжимаемого газа 23

2.4 Изоэнтропическое (адиабатное обратимое) течение газа в соплах 33

2.4.1 Выбор типа сопла и построение его профиля 33

2.4.2 Расчет параметров течения и основных геометрических размеров сопла 34

2.5 Адиабатическое течение вязкого газа в соплах 43

2.6 Расчет параметров свободных сверхзвуковых струй на основном участке (распределение скорости, концентрации и температуры газа в струе) 50

3 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 57

Приложение А 66

Приложение Б 70

Приложение В 71

Приложение Г 76

Приложение Д 77

Приложение Е 78

Приложение Ж 79

Приложение И 80

Приложение К 81

Введение

Гидрогазодинамика представляет собой весьма широкую область науки, которая включает в себя такие ее направления как гидравлика, гидромеханика, аэродинамика, газодинамика и др00000000000000000000000000000000000000000000. В них изучаются вопросы механики несжимаемой жидкости, движение газов при до- и сверхзвуковых скоростях, течение газа в элементах проточной части теплоэнергетических установок и т. п. Этот предмет призван заложить основы понимания других прикладных дисциплин, таких как «Нагнетатели и тепловые двигатели», «Расчеты топливосжигающих устройств и топочных камер», «Котельные установки», «Теплофикация и тепловые сети» и др.

Несмотря на огромное количество вопросов, которые ставит и решает эта наука, все результаты ее, в конечном счете, сводятся к весьма немногочисленным, но фундаментальным законам природы, которые в механике формулируются как законы сохранения массы, энергии, количества движения, момента количества движения и др.

Студенту предоставляется возможность проявить свои творческие способности в области гидрогазодинамики как подготовительной ступенью к изучению многих других курсов специальности и дипломному проектированию по теплогазоснабжению жилых районов, металлургических заводов, их цехов (корпусов) и технологических агрегатов.

В настоящей курсовой работе (учебном пособии) применение этих законов рассматривается на конкретных примерах решения инженерных задач. Курсовая работа является завершающим этапом в изучении базовых курсов специальности «Теплоэнергетика».

Цель работы – закрепление, систематизация и расширение теоретических знаний студентов по курсу путем самостоятельного решения комплексных инженерных задач эффективного газоснабжения (транспорта газа высокого, среднего и низкого давлений) цехов промпредприятий, организации эффективных дутьевых потоков, струйных течений и факелов. В данной работе представлены методы расчета, разработанные в основном на кафедре ПТЭУ и ТС Приазовского государственного технического университета.

При выполнении курсовой работы необходимо предусмотреть, чтобы вся система газоснабжения обладала высокими технико-экономическими показателями, обеспечивала соответствующую степень качества и надежность.