Министерство образования и науки Российской Федерации
Филиал Санкт-Петербургского государственного
морского технического университета
СЕВМАШВТУЗ
Кафедра: Океанотехника и энергетические установки
Пшеницын А.А.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СУДОВОЙ СИСТЕМЫ
Методические указания
для выполнения курсовой работы по дисциплине
«ГИДРОДИНАМИКА СИСТЕМ»
г. Северодвинск
2008
УДК 621-82
Пшеницын А.А. Гидравлический расчет судовой системы. Учебное пособие. Северодвинск: Севмашвтуз, 2008. – 40 с.
Ответственный редактор: профессор Лычаков А.И., заведующий кафедрой “Океанотехника и энергетические установки”.
Рецензенты: к.т.н., доцент Мюллер О.Д.
к.т.н., доцент Кияница В.В.
Пособие соответствует дисциплине ЕН.Ф.06 «Техническая физика. Гидромеханика», направлению 659900 «Кораблестроение и океанотехника» высшего профессионального образования, для подготовки инженеров.
Рассмотрены вопросы расчета потерь напора в трубопроводах энергетических установок, алгоритмы прямого и обратного расчета, методы построения гидравлической характеристики сети. Приведены примеры контрольных расчетов, указан список необходимой литературы.
Предназначено для студентов специальности 140200 - судовые энергетические установки, 141200 -океанотехника.
Печатается по решению редакционно-издательского Совета Севмашвтуза.
ISBN Севмашвтуз, 2008 г.
Введение
Цель работы – закрепление знаний по основам теории судовых гидравлических трубопроводных систем, а также практическое овладение навыками для выполнения необходимых расчетов трубопроводных систем. Исходные данные приведены в таблицах. 1 и 2 (соответственно конденсатная и питательная системы).
-
Описание конденсатно - питательной системы
В качестве систем, предназначенных для учебного расчета, выбраны конденсатная и питательная системы судна. Это объясняется двумя причинами: во – первых, это наиболее важные системы с точки зрения функционирования судовой энергетической установки (СЭУ); во – вторых, они наиболее разветвленные, что представляет определенный интерес с точки зрения выполнения гидравлических расчетов.
Рассмотрим назначение этих систем. Назначение конденсатно – питательной системы состоит в приеме, хранении и подаче рабочего тела (конденсатной и питательной воды) к подогревателям, фильтрам, элементам управления, регулирования и защиты СЭУ, парогенерирующей установке. На рисунках 1 и 2 приведены упрощенные схемы систем (часть оборудования и элементов опущена). При разработке рабочих схем конденсатно – питательной системы следует учитывать следующие требования МОРСКОГО РЕГИСТРА СУДОХОДСТВА:
Каждый главный котел и вспомогательный котел ответственного назначения или группа котлов должны иметь не менее двух питательных насосов с независимым механическим приводом. Для питания вспомогательных котлов неответственного назначения, а также утилизационных котлов, конструкция которых позволяет им находиться без воды при обогреве выхлопными газами, достаточно предусматривать один питательный насос. Для котлов с ручным и автоматическим регулированием питания подача каждого насоса должна быть не менее 1,15 расчетной производительности котлов. При числе питательных насосов более двух подача насосов должна выбираться из условия, что при выходе из строя любого насоса, суммарная подача оставшихся насосов будет не менее указанной выше подачи одного насоса. Подача каждого питательного насоса прямоточного котла должна быть не менее расчетной. Питательные насосы с паровым приводом должны иметь трубопровод свежего пара, к которому должен подводиться пар от всех обслуживаемых ими котлов. Главные и вспомогательные котлы ответственного назначения с принудительной циркуляцией должны обслуживаться не менее чем двумя циркуляционными насосами, один из которых является резервным. Конденсатная система паротурбинных установок должна обслуживаться двумя конденсатными насосами. Подача каждого насоса не менее чем на 25% должна превышать максимальное количество конденсата отработавшего пара, поступающего в конденсатор. В установках с двумя главными конденсаторами, размещенными в одном машинном отделении, резервный конденсатный насос может быть общим для обоих конденсаторов.
|
Исходные данные для расчета конденсатной системы (табл. 1) |
15 |
0,039 |
0,004 |
3,55 |
5,75 |
22,05 |
6,75 |
18,75 |
55 |
15 |
2,65 |
0,80 |
1,80 |
4,8 |
100 |
80 |
135 |
3,0 |
11 |
14 |
|
14 |
0,038 |
0,004 |
3,45 |
5,65 |
21,90 |
6,55 |
18,55 |
55 |
15 |
2,50 |
0,70 |
1,75 |
4,7 |
100 |
80 |
130 |
2,5 |
11 |
14 |
|
|
13 |
0,037 |
0,004 |
3,35 |
5,55 |
21,55 |
6,55 |
18,55 |
55 |
15 |
2,35 |
0,60 |
1,70 |
4,6 |
100 |
80 |
125 |
2,0 |
11 |
14 |
|
|
12 |
0,036 |
0,003 |
3,25 |
5,45 |
21,20 |
6,45 |
18,45 |
55 |
15 |
2,20 |
0,50 |
1,65 |
4,5 |
100 |
80 |
120 |
3,5 |
11 |
14 |
|
|
11 |
0,035 |
0,003 |
3,15 |
5,35 |
20,95 |
6,35 |
18,35 |
55 |
15 |
2,05 |
0,95 |
1,60 |
4,4 |
100 |
80 |
115 |
3,0 |
11 |
14 |
|
|
10 |
0,034 |
0,003 |
3,40 |
5,25 |
20,60 |
6,25 |
18,25 |
55 |
15 |
2,70 |
0,85 |
1,55 |
4,3 |
100 |
80 |
110 |
2,5 |
11 |
13 |
|
|
9 |
0,033 |
0,003 |
3,30 |
5,15 |
20,35 |
6,15 |
18,15 |
45 |
12 |
2,55 |
0,75 |
1,50 |
4,2 |
100 |
80 |
105 |
2,0 |
11 |
13 |
|
|
8 |
0,032 |
0,002 |
3,20 |
5,05 |
20,10 |
6,70 |
18,05 |
45 |
12 |
2,40 |
0,65 |
1,45 |
4,1 |
100 |
80 |
100 |
3,5 |
11 |
13 |
|
|
7 |
0,031 |
0,002 |
3,10 |
5,60 |
21,50 |
6,60 |
18,60 |
45 |
12 |
2,25 |
0,55 |
1,80 |
4,0 |
100 |
80 |
130 |
3,0 |
11 |
13 |
|
|
6 |
0,030 |
0,002 |
4,00 |
5,50 |
21,25 |
6,50 |
18,50 |
45 |
12 |
2,10 |
0,75 |
1,75 |
3,9 |
100 |
80 |
125 |
2,5 |
11 |
13 |
|
|
5 |
0,029 |
0,002 |
3,85 |
5,40 |
21,00 |
6,40 |
18,40 |
45 |
12 |
2,65 |
0,70 |
1,70 |
3,8 |
100 |
80 |
120 |
2,0 |
11 |
12 |
|
|
4 |
0,028 |
0,001 |
3,70 |
5,30 |
20,75 |
6,30 |
18,30 |
40 |
10 |
2,55 |
0,65 |
1,65 |
3,7 |
100 |
80 |
115 |
3,5 |
11 |
12 |
|
|
3 |
0,027 |
0,001 |
3,55 |
5,20 |
20,50 |
6,20 |
18,20 |
40 |
10 |
2,45 |
0,60 |
1,60 |
3,6 |
100 |
80 |
110 |
3,0 |
11 |
12 |
|
|
2 |
0,025 |
0,001 |
3,40 |
5,10 |
20,25 |
6,10 |
18,10 |
40 |
10 |
2,35 |
0,55 |
1,55 |
3,5 |
100 |
80 |
105 |
2,5 |
11 |
12 |
|
|
1 |
0,025 |
0,001 |
3,25 |
5,00 |
20,00 |
6,00 |
18,00 |
40 |
10 |
2,25 |
0,50 |
1,50 |
3,4 |
100 |
80 |
100 |
2,0 |
11 |
12 |
|
|
|
Q0 , м3/с |
Q1 , м3/с |
L1 , м |
L2 , м |
L3 , м |
L4 , м |
L5 , м |
Qмо , % |
Qвоу , % |
Z1 , м |
Z2 , м |
Z3 , м |
Z4 , м |
ΔPф , кПа |
ΔPд , кПа |
Pд , кПа |
Pк , кПа |
Δt1 , °С |
Δt2 , °С |
|
Исходные данные для расчета питательной системы (табл. 2) |
15 |
0,029 |
0,004 |
14,5 |
4,8 |
7,5 |
18,4 |
11,4 |
5,6 |
9,5 |
0,5 |
130 |
3,1 |
80 |
150 |
13 |
|
14 |
0,028 |
0,004 |
14,4 |
4,7 |
7,4 |
18,3 |
11,3 |
2,5 |
9,4 |
0,5 |
130 |
3,1 |
80 |
150 |
13 |
|
|
13 |
0,027 |
0,004 |
14,3 |
4,6 |
7,3 |
18,2 |
11,2 |
2,4 |
9,3 |
0,5 |
130 |
3,1 |
80 |
150 |
13 |
|
|
12 |
0,026 |
0,004 |
14,2 |
4,5 |
7,2 |
18,1 |
11,1 |
2,3 |
9,2 |
0,5 |
130 |
3,0 |
80 |
145 |
13 |
|
|
11 |
0,025 |
0,004 |
14,1 |
4,4 |
7,1 |
18,0 |
11,0 |
2,2 |
9,1 |
0,5 |
120 |
3,0 |
80 |
145 |
13 |
|
|
10 |
0,024 |
0,003 |
14,0 |
4,3 |
7,0 |
17,9 |
10,9 |
2,1 |
9,0 |
0,5 |
120 |
3,0 |
80 |
140 |
12 |
|
|
9 |
0,023 |
0,003 |
13,9 |
4,2 |
6,9 |
17,8 |
10,8 |
2,0 |
8,9 |
0,5 |
120 |
2,9 |
80 |
140 |
12 |
|
|
8 |
0,022 |
0,003 |
13,8 |
4,1 |
6,8 |
17,7 |
10,7 |
1,9 |
8,8 |
0,5 |
120 |
2,9 |
80 |
135 |
12 |
|
|
7 |
0,030 |
0,003 |
13,7 |
4,0 |
6,7 |
17,6 |
10,6 |
1,8 |
8,7 |
0,5 |
110 |
2,9 |
80 |
135 |
12 |
|
|
6 |
0,029 |
0,003 |
13,6 |
3,9 |
6,6 |
17,5 |
10,5 |
1,7 |
8,6 |
0,5 |
110 |
2,8 |
80 |
130 |
12 |
|
|
5 |
0,029 |
0,002 |
13,5 |
3,8 |
6,5 |
17,4 |
10,4 |
1,6 |
8,5 |
0,5 |
110 |
2,8 |
80 |
130 |
11 |
|
|
4 |
0,027 |
0,002 |
13,4 |
3,7 |
6,4 |
17,3 |
10,3 |
1,5 |
8,4 |
0,5 |
100 |
2,8 |
80 |
125 |
11 |
|
|
3 |
0,026 |
0,002 |
13,3 |
3,6 |
6,3 |
17,2 |
10,2 |
1,4 |
8,3 |
0,5 |
100 |
2,7 |
80 |
125 |
11 |
|
|
2 |
0,024 |
0,002 |
13,2 |
3,5 |
6,2 |
17,1 |
10,1 |
1,3 |
8,2 |
0,5 |
100 |
2,7 |
80 |
120 |
11 |
|
|
1 |
0,023 |
0,002 |
13,1 |
3,4 |
6,1 |
17,0 |
10,0 |
1,2 |
8,1 |
0,5 |
100 |
2,7 |
80 |
120 |
11 |
|
|
|
Q0 , м3/с |
Q , м3/с |
L1 , м |
L2 , м |
L3 , м |
L4 , м |
Z1 , м |
Z2 , м |
Z3 , м |
Z4 , м |
Pд , кПа |
Pп , кПа |
ΔPр , кПа |
ΔPпг , кПа |
Δt , °С |
Исходные данные по теплообменным аппаратам
(приложение к табл. 1 и 2)
|
|
МАСЛООХЛАДИТЕЛЬ
|
КОНДЕНСАТОР ВОУ |
ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ |
|
n шт |
270 |
38 |
300 |
|
Z |
2 |
4 |
2 |
|
L м |
2,5 |
1 |
3 |
|
d м |
0,013 |
0,013 |
0,013 |
|
D м |
0,9 |
0,2 |
0,45 |