Задание на курсовую работу

Условие

Вытяжная вентиляционная система состоит из системы труб

• круглого сечения (внутренний диаметр d), варианты данных 1-14 (табл. 1);

• или прямоугольного сечения (a на b) , варианты данных 15-28 (табл. 2).

Схемы вентиляционной системы представлены на рис. 1-24 и выбираются в соответствии с первым числом варианта. Система предназначена для отвода смеси газов при температуре t°C. Течение считать изотермическим. Газовая смесь состоит из 4-х компонент с массовыми долями km₁, km₂, km₃, km₄. Номера компонент газовой смеси указаны в таблицах 1 и 2; эти номера соответствуют газам из Приложения 1. Материал и состояние труб выбираются из Приложения 2 по номеру труб, указанному в исходных данных

С систему входят воздухозаборные устройства (рис. 25) и три одинаковых задвижки (вентиля). Коэффициент гидравлических потерь открытого вентиля ζ_вент задан. Температура наружного воздуха taºС.

Задание

1. Свойства газовой смеси. Найти плотность смеси газов при указанной температуре и атмосферном давлении, объемные доли компонент. Рассчитать коэффициент кинематической вязкости смеси.

2. Расчет течения в простом трубопроводе. Составить уравнение Бернулли для течения газовой смеси при полностью закрытых вентилях В и С. Найти показание вакуумметра р_V на выходе системы, обеспечивающее расход смеси газов Q.

3. Расчет течения в трубопроводе с ветвлением. Составить систему уравнений, описывающих течение при открытых вентилях А, В, С и найденном значении р_V. Численным методом в среде Mathcad решить систему уравнений и найти расходы газа во всех ветвях. Исследовать влияние параметра, указанного в исходных данных, на расходы газовой смеси.

Задания для НИРС (не являются обязательными для выполнения )

1. Проверить допустимый уровень шума вентиляционной системы.

2. Предложить и обосновать способ выравнивая расходов во всасывающих ветвях трубопровода при полностью открытых вентилях.

3. Выполнить расчет течения в простом трубопроводе с учетом отвода тепла через стенки трубопровода, то есть при переменных свойствах смеси вдоль оси трубопровода.

ВАРИАНТЫ СХЕМы ВЕНТИЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Рис. 1

Рис. 2

Рис. 3

Рис. 4

Рис. 5

Рис. 6

Рис. 7

Рис. 8

Рис. 9

Рис. 10

Рис. 11

Рис. 12

Рис. 13

Рис. 14

Рис. 15

Рис. 16

Рис. 17

Рис. 18

Рис. 19

Рис. 20

Рис. 21

Рис. 22

Рис. 23

Рис. 24

Рис. 25. Схемы воздухозаборных устройств

Варианты ИСХОДНЫХ данных

Таблица 1

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Компоненты смеси №	1;12 5;14	2;13 6;15	3;10 9;14	4;11 8;12	5;14 7;16	1;2 4;6	2;3 7;11	3;8 9;16	4;12 5;14	8;10 9;11	6;13 7;14	7;12 8;15	5;14 9;16	3;4 5;6
km1	0,3	0,1	0,2	0,4	0,2	0,3	0,1	0,2	0,4	0,2	0,3	0,2	0,1	0,5
km2	0,4	0,2	0,3	0,3	0,2	0,3	0,3	0,3	0,4	0,1	0,3	0,2	0,4	0,1
km3	0,2	0,3	0,4	0,2	0,4	0,1	0,2	0,4	0,1	0,3	0,3	0,2	0,1	0,1
t, °С	55	60	65	70	75	80	85	90	95	60	70	80	65	75
tа, °С	12	14	16	18	20	22	24	21	19	17	15	13	11	9
d, мм	300	310	320	330	340	350	360	370	380	390	400	410	420	440
D, мм	800	780	760	740	720	700	740	760	780	800	820	840	860	880
s, мм	160	150	140	155	165	175	185	200	190	180	170	160	210	220
Q, м3/час	600	500	400	350	450	550	380	470	520	610	330	420	590	370
L, м	16	17	18	19	20	15	14	13	12	21	20	19	18	15
H, м	2,5	2,0	2,3	2,6	3,2	2,8	2,2	2,4	2,9	3,0	2,1	2,7	1,9	3,1
ζB	1,4	1,2	1,6	1.3	1,5	1,8	2,2	1,7	2,4	1,9	2,0	2,5	1,6	1,8
Трубы №	2	4	6	8	10	11	9	7	5	3	1	2	3	4
Исследовать влияние	d	Н	ζB (A)	L	t°С	tа	ζB (B)	ΔЭ	Мсм	d	ζB (C)	L	ΔЭ	Н

Вариантам данных 1-14 соответствует схема воздухозаборного устройства на рис. 25 а.

Таблица 2

Вариант	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28
Компоненты смеси №	1;11 5;13	2;12 7;15	4;10 8;14	3;11 6;12	5;13 7;15	1;2 5;6	2;4 7;11	3;11 9;16	4;10 6;14	8;12 9;13	6;9 7;14	7;10 8;15	5;12 9;16	3;14 5;15
km1	0,1	0,2	0,4	0,2	0,3	0,1	0,2	0,4	0,2	0,3	0,2	0,1	0,5	0,3
km2	0,2	0,3	0,3	0,2	0,3	0,3	0,1	0,4	0,1	0,3	0,2	0,4	0,1	0,4
km3	0,5	0,4	0,2	0,4	0,1	0,2	0,5	0,1	0,3	0,3	0,5	0,1	0,2	0,2
t, °С	65	90	95	60	70	80	65	75	55	60	65	70	75	80
tа, °С	20	23	21	19	17	15	13	11	9	10	12	14	16	18
a, мм	200	220	240	260	280	290	270	250	230	210	300	290	280	270
b, мм	300	310	300	320	310	340	350	360	320	300	400	390	400	380
a1, мм	450	460	470	480	490	500	510	520	480	470	530	540	550	500
b1, мм	700	720	710	740	730	760	750	780	770	780	800	790	780	770
s, мм	200	210	220	230	240	220	250	240	260	270	280	240	290	300
Q, м3/час	600	620	640	660	680	700	690	670	650	630	610	590	620	640
L, м	24	22	20	18	16	17	18	19	20	21	22	23	23	25
H, м	2,9	2,7	2,5	2,3	2,1	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8	3,0	3,2	3,4	3,6
ζB	1,4	1,6	1,2	1.3	1,8	1,5	2,1	1,6	2,3	1,9	2,2	2,4	1,7	1,9
Трубы №	1	3	5	7	9	11	2	4	6	8	10	1	2	3
Исследовать влияние	Мсм	d	ζB (C)	L	t°С	H	ζB (A)	ΔЭ	tа	L	ζB (B)	d	H	ΔЭ

Вариантам данных 15-28 соответствует схема воздухозаборного устройства на рис. 25 б.

Пример выполнения курсовой работы

Рис. 26

Дано:

воздухозаборные устройства – схема рис. 25 б;

азот – km₁ = 0,5; углекислый газ – km₂ = 0,3;

угарный газ – km₃ = 0,17; водород – km₄ = 0,03;

a = 150 мм = 0,15 м; b = 200 мм = 0,2 м;

a1 = 300 мм= 0,3 м; b1 = 400 мм= 0,4 м; s = 200 мм=0,2 м;

t = 80°C = (80 + 273) К = 353 К; t_а = 15°C = (15 + 273) К = 288 К;

трубы № 4 – бесшовные, стальные трубы, старые, с сильной коррозией;

L = 14 м; H = 3,0 м; ζ_вент = 1,8; Q = 430 м³/час = 0,119 м³/с;

Исследовать влияние изменения величины ζ_вент в ветви С.

Справочные данные:

Молекулярный вес компонент газовой смеси (кг/кмоль)

М₁ = 28; М₂ = 44; М₃ = 28; М₄ = 2;

Стандартное атмосферное давление р_атм = 1,01·10⁵ Па;

Абсолютная эквивалентная шероховатость труб по таблице Приложения 2

Δ_Э = 1 мм;

Универсальная газовая постоянная R = 8314 Дж/(кмоль·К);

Коэффициенты динамической вязкости при 0°C по таблице Приложения 1

μ₁₀ = 1,67·10^-5 Па·c; μ₂₀ = 1,37·10^-5 Па·c; μ₃₀ = 1,66·10^-5 Па·c; μ₄₀ = 0,84·10^-5 Па·c;

Постоянные Сазерленда по таблице Приложения 1

С₁ = 111 К; С₂ = 240 К; С₃ = 118 К; С₄ = 72 К.