1 Жалпы әдістемелік нұсқаулар Курстық жұмыстың мақсаты мен көлемі


с. 1
1 Жалпы әдістемелік нұсқаулар


    1. Курстық жұмыстың мақсаты мен көлемі

Гидромеханика және газ механикасының негізгі есептерінің, міндеттерінің бірі газ және сұйықтық машиналар мен аспаптардың : ұшақтар мен ракеталардың реактивті қозғалтқыштары, электр станцияларының газ, бу және су турбиналары, ортадан тепкіш және осьтік компрессорлар, іштен жану поршеньдік қозғалтқыштарының кіргізбелі және шығармалы жүйелері, жылу алмасқыш аспаптар ағын каналдарында сұйық пен газдың ағысында туатын гидравликалық кедергілердіесептеу болады. УЖҚ, турбиналар, компрессорлар немесе жылуалмасқыш аспаптар саласында жұмыс істейтін инженер-жылу энергетик қондырғының ағын бөлімін сұйық пен газды жылжытуға, ауыстыруға энергия шығындары аз кететіндей құрастыруды істей білуі керек.

Осы курстық жұмыстың мақсаты тармақтарында орналастырылған жылуалмастық аспаптары бар күрделі құбырдың есебінің мысалы бойынша гидравликалық кедергілерді есептеу әдістемесін меңгеру. Гидромеханика және газ динамикасы курсының теориялық ережесін оқу негізінде студент теорияны инженерлік есепке қолдануға дағдылындырылады. Курстық жұмысты орындау процесінде алынған гидравликалық кедергілерді есептеу тәжірибелік әдеттері келешекте жылу пайдаланатын қондырғыларды курстық жобалауда қолданылады.

Осы курстық жұмысты орындаудан бұрын <<Сұйық және газ механикасы>> курсының бағдарламасы бойынша әдебиетті оқу керек. Мынадай тақырыптарды меңгеру керек: гидравликалық кедергілер, құбырлардың гидравликалық есебі.

Күрделі құбырды гидравликалық есептеудің нәтижесі құбырдың кейбір тармақтарындағы шығындарды, құбырдың жеке учаскелеріндегі жоғалтуларды, сұйық пен газды тасымалдауға қажет сорғыш немесе вентилятордың қуатын анықтау, құбырдың тармақтары үшін толық және статикалық қысымдарының сызықтарын құру болады.

1

1.2 Курстық жұмысқа тапсырма

Құбырдың параллельді тармақтарындағы G1, G2, G3 массалық шығындарды және сорғының қуатын анықтау керек, егер сұйықтың жиынтық массалық шығыны G0 берілген болса және құбырдың элементтерінің құралымдық сипаттары белгілі болса. Газдың сығылғыштығын ескеру керек емес. Сұйық (газ) сорғымен тұрақты температурада және p бастапқы қысыммен беріледі. Орташа гидравликалық ылдиды анықтау және құбырдың үшінші тармағы үшән толық және статикалық қысымдарының сызықтарын құру керек. Сорғыдан тармақталуға дейінгі желідегі және тармақталудың өзіндегі шығындарды ескеру керек емес.





  1. Есептеу әдістемесі




    1. Кедергі коэффиценттерін есептеу

Сұйықтың қозғалысы құбырдың кіруі мен шығуында қысымның өзгерісі ықпалымен болады. Қысымның осы өзгерісінің бір бөлігі қозғалыстағы затты айдау мен көтеруге кетеді, ал басқа бөлігі әр түрлі гидравликалық кедергілерді жеңуге кетеді. Гидравликалық қысымды жеңуге жұмсалатын қысым өзгерісінің бөлімі жоғалған қысым немесе қысым шығындары Λрпот деп аталады.

Геометриялық жағдайларға және процестің мәніне қарай ұзындығы бойынша гидравликалық кедергілер және жергілікті кедергілер болып ажыратылады.




      1. Гидравликалық үйкеліс коэффицентін есептеу

Ұзындығы бойынша кедергілер құбырдың бүкіл ұзындығы бойынша гидравликалық үйкеліс түрінде бірдей бөлінген. Орташа жылдамдықтың мәні мен жылдамдықтардың бөлінуі құбырдың ұзындығы бойынша өзгермей қалса, онда қысымның таза күйдегі үйкеліске шығындары тұрақты қималы тура құбырларда сұйықтың біркелкі қозғалысында орын алады.

Қысымның үйкеліске шығындары Дарси-Вейсбах формуласы арқылы анықталады
Λртр=λl/dэ*ρw2/2, (1)
мұнда λ-гидравликалық үйкеліс коэфиценті;

l-құбыр ұзындығы,м.;

dэ – каналдың эквиваленттік диаметрі, м.;

ρ-тығыздығы, кг/м3.;



w-қима бойынша орташа жылдамдық, м/с.
Гидравликалық үйкеліс коэффиценті λ жалпы жағдайда Рейнольдс
2

санына және салыстырмалы кедір-бұдыр Λ/d-ге байланысты болады, яғни


λ=f(Re, Λ/dэ), (2)
мұнда Λ-эквиваленттік абсолюттік кедір-бұдыр.
Ламинарлы режимде сұйық қабырғаға жабысады, сұйықтың сұйыққа үйкелісі туады, нәтижесінде үйкеліс коэффиценті λ құбырдың ішкі бетінің жағдайына тәуелді болмайды және Пуазейль формуласымен анықталады

λ=64/Re, (3)


мұнда Re=w*dэ/v – Рейнольдс саны;

v – кинематикалық тұтқырлық, м2/с.


Турбулентті режимде λ Рейнольдс санына және Λ/d-ға тәуелді болады. Бұл факторлардың әсер ету сипаты мен дәрежесі бойынша турбулентті режимде өтпелі аймақпен бөлінген гидравликалық тегіс және гидравликалық кедір-бұдырлы құбырлар аймақтарын ажыратады. Үйкеліс коэффиценті λ қабырғалардың кедір-бұдырынан емес, тек қана Re санынан тәуелді болса, мұндай құбырларды гидравликалық тегіс деп атайды. Бұл жағдайда үйкеліс коэффиценті λ Блазиус формуласы бойынша анықталады

λ=0,316/ Re0,25 (4)


мұнда λ-үйкеліс коэффиценті.
Квадратты деңгейде аймақта λ үйкеліс коэффиценті тек қана салыстырмалы кедір-бұдырдың функциясы болады және Шифринсон формуласы бойынша анықталады

λ=0,11(Λ/d)0,25 . (5)


Re санына байланысты бір құбырдың өзі гидравликалық тегіс және толық кедір-бұдырлы болуы мүмкін. Өтпелі аймақта λ Re-ден және салыстырмалы кедір-бұдырдан тәуелді болып, А.Д.Альтшуль формуласы бойынша анықталады


λ=0,11(Λ/dэ + 68/ Re)0,25 (6)
3

А.Д.Альтшуль формуласын сұйықтың қозғалысының турбуленттік режимінің барлық түрлерінде λ коэффицентін анықтауға қолдануға болады. Барлық осы формулаларда (2-5) формуласымен есептелінетін эквиваленттік диаметр алынады.




      1. Жергілікті кедергілердің коэффиценттерін есептеу

Диафрагманың кедергі коэффицентін мына формула бойынша анықтауға болады
ξД =(d2 /d02 * ε - l)2 , (7)
мұнда ε-ағыншаның сығу коэффиценті мына формуламен анықталады
ε = 0,57 + 0,043 / 1,1 - (d0 /d )2 . (8)
Құбырдың бір қалыпты бұрылуы
α=900 бұрышты дөңгелек қималы бұрулар үшін ξ кол коэффицентінің мәні дөңгелектену радиусының құбырдың диаметріне қатынасына (R/d) және гидравликалық үйкелістің λ коэффицентінің мәніне байланысты А.Д.Альтшуль формуласы бойынша анықталады
ξ кол3= ξ 90=2000λ2,5+0,106(d/R)2,5 (9)
немесе Некрасов формуласы бойынша
ξ 90=0,05+0,19d/R (10)
Кез келген α бұрышқа бұрғанда жуықтап алуға болады
ξ кол= ξ 900 * а, (11)
мұнда ξ 900 – 900-қа бұрғанда кедергі коэффиценті

а- α бұрылу бұрышына байланысты коэффицент.

а коэффиценттің шамасын α<900 болғанда А.Я.Милович формуласымен анықтауға болады


а=sinα, (12)

α<900 болғанда Б.Б.Некрасов формуласымен анықтауға болады



а=0,7+0,35*(α/900). (13)

4

1 кесте - Күрделі құбыр элементтерінің құралымдық және режимді сипаттамалары




Сұйық

GG0 кг/с



PP, бар

tt0 С

Иіртүтікті жылуалмастырғыш

Екінші тармақта жылуалмастырғыштың түрі

Секция диаметрі dзм мм

Секция ұзындығы lзм м

Секция саны

nзм



1800 бұрылыс саны

Бу


00,75

44,6

1149

45

65

55

18

ТНтиптес,типтік өлшем БП-90м,түтікшелер арасында




Тығынды кранның бұрылу бұрышыα, град

Вентиль түрі

Диафрагма тесігінің диаметріd0 м

Ысырма ашылымы h, мм

Құбыр қабырғаның материалы және жағдайы

Жылу алмастырғыштардың құбырлары

Сорғыштың п.ә.к.

ή


15

Қисық шпинделі бар

66

43

Цинктелген ескі

Латуньнен жасалған

0,82

2 кесте - Жай құбырдың құрылымдық өлшемдері




dd1, мм

dd2, мм

dd3, мм

dd4, мм

dd5,мм

dd6, мм

dd7, мм

dd8, мм

dd9, мм

ll1, мм

ll2, мм

ll3, мм

ll4, мм

ll5, мм

ll6, мм

ll7, мм


ll7, мм

75

150

75

75

75

75

75

100

75

100

50

20

50

50

50

150

50




1l7 ''м

1l7’’’ м

1l8м

ll9

ll9

α 1

α 2

α 3

4

R1мм

R2мм

R3мм

R4мм

75

35

100

300

180

90°

150°

90°

1300

75

75

150

150

Құбырлардың жалпы саны nт = 488,құбыр ұзындығы lт = 3170 мм; өтпелі қиманың сумен екі жүрістегі бір жүрісінің ауданы Ат = 0,586 м.


5

3 Шығарылуы


3.1 Қысымның қосынды шығынының есептелуі кедергінің квадраттық заңы болжауына орай.
Бірінші тармақ үшін қысым шығындары келесі түрде жазылады
ΛрΣвен.ρw12/2+λ1l1/d1ρw12/2+ξв.р2ρw22/2+λ2l2/2ρw22/2+ξв.с3ρw32/2+λ3l3/d3ρw32/2+ξкол1ρw32/2+ξвх.кρw32/2+ξвх.тρw2зм/2+λзмlзм/dзмρw2зм/2+mξuρw2зм/2+ξв.тρw2зм/2+ξкρw42/2+ξкол2 ρw42/2+λ4l4/d4ρw42/2

(14)
(14) формулада жылдамдықтарды бірінші тармақта жаппайшығын арқылы білдіреміз


w1=G1/ρA1=4G1/ρπd12;
w2=4G2/ρπd22;

w3=4G3/ρπd32;


w4=4G4/ρπd42;
wзм=G1/ρAзм=4G1/ρπdзм2nзм;
мұнда Аi= πd2/4-құбырдың i-телімінің көлденең қимасының ауданы;

Aзм=πdзм2/4-иіртүтіктің бір түтігінің көлденең қимасының ауданы;


Жылдамдықтар үшін формуланы (14) теңдеуге қойып, жақша сыртына жалпы көбейткіштерді шығарып, мына нәтижеге келеміз
ΛрΣ=8G122ρ((ξвен.1l1/d1)/d14+(ξв.р22l2/d2)/d24+(ξв.с3+λ3l3/d3кол1+ξв.к)/d34+(λзм lзм /dзм+ξвх.т+mξu+ξв.т)1/dзм 4nзм2 )+(ξв.к +ξкол2 +λ4l4/d4) /d44 )

(15)


Екінші тармақ үшін қысым шығындары
ΛрΣ5l5/d5ρw52/2+ξкрρw52/2+ξвх.кρw52/2+zξвх.тρwт2/2+zλТlТ/dТρwт2/2+ξповρwт2/2+ zξв.тρwт2/2+ξв.к ρw62/2+λ6l6/d6ρw62/2

(16)

6

Жылдамдықтарды екінші тармақтағы жаппай шығын арқылы білдіреміз


w 5=G2/ρA5=4G2/ρπd52;
w6=4G2/ρπd62;
wт=G2/ρAт=4G2z/ρπdт2nт;
және (16) теңдеуіне қоямыз, сонда
ΛрΣ=8G22/π2ρ((λ5l5/d5крвх.к)/d54+(zξвх.к+zλТlТ/dТпов+zξв.т)z2/dт4nт2+(ξв.к6l6/d6)/dТ4)

(17)


мұнда z-жылу алмастырғыштағы жүрістер саны;
Үшінші тармақ үшін қысым шығындары
ΛрΣ7l7/d7ρw72/2+ξзадρw72/2+ξкол3ρw72/2+ξдиафρw72/2+ξв.р8ρw82/2+λ8l8/d8ρw82/2+ξв.с9 ρw92/2+λ9l9/d9ρw92/2+ξкол4ρw92/2

(18)
Жылдамдықтарды үшінші тармақтағы жаппай шығын арқылы білдіреміз


w 7=4G3/ρπd72;
w8=4G3/ρπd82;
w9=4G3/ρπd92;
және (17) теңдеуіне қоямыз, сонда
ΛрΣ=8G322ρ((λ7l7/d7задкол3диаф)/d74+(ξв.р88l8/d8)/d84+(ξв.с9+λ9*l9/d9+ ξкол4)/d94
(19)
Бірінші жақындауда λi және ξi Rе санынан тәуелді болмайды деп есептейміз. Сонда гидравликалық үйкеліс коэффиценттерінің мәндері Шифринсон формуласымен анықталады (1). Бірнеше жыл қолданылған болат құбыры үшін Λ = 0,5 мм., эквиваленттік кедір-бұдырлылықты таңдаймыз, ал кірленген жезді түтікшелер үшін Λ = 0,015мм. Онда әртүрлі диаметрлі құбырларына арналған гидравликалық үйкеліс коэффиценттері бірдей болады
7
λ1= 0,11 (0,5/75)0.25= 0,031

d1=d2 =d3 =d4 =d5 =d6 =d7 =d8 =d9 = 75 мм болғандықтан,

λ3456789 =0,031 болады

λ2=0,11(0,5/150)0,25= 0,026

λ8=0,11( 0,5/100)0,25= 0,029

змеевиктің құбыры үшін:

λзм= 0,11(0,015/45)0,25 = 0,014

жылу алмастырғыш құбыр үшін:

λт= 0,11( 0,015/ dт) 0.25 = 0,11(0,015/0,0031)0.25 = 0,16

мұнда жылуалмастырғыш құбырларының диаметрі мына формуламен анықталады:


d Т= 4Ат*Z/π nт осыдан,

d Т= √ 4*0,58*2/3,14*488 = 0,0031 м


Вентиль. Қисық шпинделі бар вентиль үшін ξвеч = 1,4

Тығынды кран. α = 15° тең кранның бұрылу бұрышы ξкр = 0,75,

Ысырма. h= 43мм биік пен d =75мм диаметрі арқылы ашылу дәрежесін анықтаймыз
п = (d-h)/d осыдан,

п = (75-43)/75 = 0,43

содан соң 4 кесте бойынша ξзад = 0,81 екенін тауып аламыз.



Диафрагма. Диафрагманың тесігінің диаметрі d0 = 66 мм және құбырдың диаметрі d= 75 мм болғанда ағынның сығылу коэффиценті ε мына формула

арқылы анықталады:


ε = 0,57+0,043/1,1-(d0 /d )2 осыдан,

ε = 0,57+0,043/1,1-(66/75)2 = 0,7


ал диафрагманың кедергі коэффиценті
ξдиаф =(d2/d02*ε -l)2 осы формула бойынша

ξдиаф = (752/662*0,7-1)2 = 0,705


Құбырдың кенеттен кеңеюі.

Құбырдың екінші саласы үшін



ξв.р.2 = ((d2 / l2)2 - l)2 осыдан

ξв.р.2 = ((150/75)2-1) = 9

сегізінші саласы үшін



ξв.р.8 = ((d8 / d7)2 - l)2 осыдан

ξв.р.8 = ((100/75)2-1) = 0,604

8

Құбырдың кенеттен жіңішкеруі. Үшінші салада жіңішкеруі ағынның сығылу дәрежесін анықтаймыз



n3 = (d3/d2)2

n3 = (75/150)2 = 0,25

және ол арқылы лезде жіңішкеруінің коэффицентін табамыз



ξв.с.3 = 0,37
Құбырдың өте кенет жіңішкеруі шығындардың коэффиценті,кішкентай құбыр үлкеннің ішіне кіріп тұрған жағдайда,құбырдың тоғызыншы салада мына формула арқылы табылады:

ξв.с.9 = 1-(d9 / d8)2 осыдан

ξв.с.9 = 1-(75 / 100)2 = 0,437
Құбырдың бірқалыпты бұрылуы. α= 90° тізедегі шығындардың коэффицентін (19) формуламен анықтаймыз. d3= 75 мм және R1 = 75мм болғанда бірінші тізе үшін

ξ колl = ξ90= 0,05+0,19(d3 /R1) осы формула арқылы

ξ колl = ξ90 = 0,05+0,19(75/75) = 0,24
d4=R2=75мм болғанда екінші тізеге арналған шығын коэффициенті ξ902= 0,24

d7=75мм және R3=150мм болғанда үшінші тізеге арналған шығын коэффициенті

ξ кол3= ξ 90= 0,05+0,19(d7/R3) осы бойынша

ξ кол3 = ξ 90= 0,05+0,19(75/150) = 0,145



d9=75мм және R4=150мм болғанда төртінші тізеге арналған шығын коэффиценті ξ 904= 0,145

Екінші және төртінші тізелер үшін α бұрылу бұрышы 90°тан көп болғандықтан а коэффицентін (13) формуламен анықтаймыз.

α2 = 150° болғанда екінші тізе үшін
α2 = 0,7+0,35 α2/90 осымен
α2 = 0,7+0,35(150/90) = 1,28
α4= 130° болғанда төртінші тізе үшін
α4= 0,7+0,35 α4/ 90 осы арқылы
α4= 0,7+0,35(130/90) = 1.21

9

Онда екінші тізе үшін жергілікті шығын коэффиценті


ξ кол2 = ξ 902=0,24*1,28 = 0,31

және төртінші тізе үшін


ξ кол4 = ξ 90 4= 0,145*1,21=0,18
Иіртүтікті жылу алмастырғыш. Змеевиктік жылуалмастырғышқа арналған жергілікті кедергілердің коэффиценттерін анықтау

-камераға кіру ξвх.к. = 1,5

-камерадан құбыршаларға кіру ξвхт = 1.0

- U- тәріздес құбыршада түтікшеде 180°қа бұрылу ξU = 0.5

- құбыршадан камераға шығу ξвт = 1,0

- камерадан патрубокқа шығу ξ,в.к =1,5


Су-булық жылытқыш. Су қозғалысы кезінде бу-сулық жылытқыш үшін жергілікті кедергілердің коэффиценттерін анықтау

- камераға кіру ξвх,к =1,5

- жылуалмастырғыштың құбыршаларға кіруі ξвх.х = 1

- аралық камера арқылы бір бөлімнен екінші бөлімге 180°қа бұрылу ξпов.=2.5

- құбыршадан камераға шығу ξв.т = 1

- камерадан патрубокқа шығу ξв.к. = 1,5

Гидравликалық кедергілер коэффиценттерінің табылған мағыналарын (15,17,19) теңдеулерге қойып, С1, С2, С3 коэффиценттерін табамыз. Оның алдында біз Б1 кестесінен t = 150°С температурада су тығыздығын анықтаймыз. ρ = 2,547кг/м3
ΛрΣ=8G12/2,547*3,142(1,4+0,031*100/0,075)/0,0754+(9+0,026*50/0,15)/1/0,154+(0,37+0,031*20/0,075+0,24+1,5)/0,0754+(0,015*65/0,045+1+0,5*18+1)*1/0,0454*552+(1,5+0,31+0,031*50/0,075)/0,0754))=8G12/25,112(1350611,041+0,008944+327960,388+0,405+710387,695)=761057,515G12 =C1G12

Мұндағы C1=761057,515


Екінші тармақ үшін
ΛрΣ=8G22/2,547*3,142((0,031*50/0,075+0,75+1,5)/0,0754+(2*1,5+2*0,16*3170/0,05531+2,5+2*1)*22/0,055314*4882+(1,5+0,031*50/0,075)/0,055314))=997183,836G222G22

Мұндағы С2=997183,836

10

Үшінші тармақ үшін


ΛрΣ=8G32/2,547*3,142((0,031*150/0,075+0,81+0,145+0,705)/0,0754+(0,604+0,029*100/100)/0,14+(0,437+0,031*300/0,075+0,18)/0,0754=1900260,831G323G32

Мұндағы С3=1900260,831


Құбырдың әрбір бұтақтары үшін салмақтық шығынды анықтаймыз
G1=G0/1+√c1/c2+√c1/c3 осы формула арқылы

G1=0,75/1+√761057,515/997183,836+√761057,515/1900260,831=0,299кг/с


G2=G1*√с1/ с2 осы бойынша

G2=0,299*√761057,515/997183,836=0,261кг/с


G3= G0-G1-G2 осыдан

G3 = 0,75-0,299-0,261=0,19кг/с


Шығындар санағының дұрыстығын тексеру
G3 = G1*√ с13

G3 = 0,299*√761057,515/1900260,831=0,19кг/с


3.2 Анықталған есептеу

Табылған шығындар жабысқақтықтың гидравликалық кедергіге ықпалын ескермегенде табылған. Жабысқақтықтың шығындарға ықпалын ескеру үшін Рейнольдс сандарын анықтаймыз. Ол үшін алдын ала Б.1 кестесінен t=1500 С – дегі судың жабысқақтығын табамыз - μ=13,93*106 Па·с


1 = 4G1/πd1μ осыдан
1= 4*0,299/3,14*0,075*13,93*10-6=0,000000364
d3 = d4 = d1= 0,075 м. Болғандықтан, Rе3 = Rе4 = Rе1 = 0,000000364
2 = 4G1 /πd2μ осы бойынша
2 =4*0,299/3,14*0,15*13,93*106 = 0,000000182
5 = 4G2 /πd5μ осы арқылы
5 = 4*0,261/3,14*0,075*13,93*106=0,000000318

11

d6=d5=0,075м. болғандықтан, Rе6=Rе5=0,000000318


7 = 4G3/πd7μ осыдан
7 =4*0,19/3,14*0,075*13,93*106 = 0,000000231

d9 = d7 = 0,075 м. болғандықтан, Rе9 = Rе7 = 0,000000231


8=4G3/πd8μ осы формула арқылы
8 = 4*0,19/3,14*0,1*13,93*106=0,000000173
R.езм =4G1/πdзмnзмμ осы бойынша
R.езм=4*0,299/3,14*0,045*55*13,93*106=0,000000011
т = 4G2/πdтnтμ осы арқылы
т =4*0,261/3,14*0,05531*488*13,93*106=8,843
Жылуалмастырғыштың құбыршалардың сырт айнала ағуы кезіндегі Рейнольдс санын санағанда, эквиваленттік диаметрді алу қажет.

Rе сандарын анықтағаннан кейін жабысқақтықты ескере отырып, кедергілер коэффиценттерін табамыз. 4-2а(1) суретке сәйкес жабысқақтықтың ықпал жасауын RеΛ/d< 500 еске алу керек.


Сондықтан алдын ала осы кешеннің мағынасын анықтаймыз

1 =Λ1/d1=0,000000364*0,5/75=0,000000002<500

2 =Λ2/d2 =0,000000182*0,5/150= 6,067<500
Reзмзм/dзм=0,000000011*0,015/45=3,667<500
Re55/d5=0,000000318*0,5/75=0,000000002<500
Re66/d6=Re55/d5=0,000000002<500
Reтт/dт=8,843*0,015/0,05531=2,398<500
Re77/d7=0,000000231*0,5/75=0,000000001<500
Re88/d8=0,000000173*0,5/100=8,65<500
12

Re99/d9= Re77/d7=0,000000001<500


змΛзм/dзм=7,8<500 және RетΛт/dт=146<500, болғандықтан, гидравликалық үйкелісі коэффиценттерін жабысқақтықты ескере отырып А.Д.Альтшуль (6) формуласымен анықтаймыз
λ'зм=0,11 (Λзм /dзм +68/Rезм)0,25 осыдан
λ'зм=0,11(0,015 / 45 + 68 / 0,000000011)0,25 = 30,844
λ'т =0,11(Λт /dт +68/ Rет )0,25 осы формула арқылы
λ'т = 0,11 (0,015 / 0,05531+ 68 /8,843)0.25 =0,185
Қалған жағдайларда ағым,жабысқақтықтың (Re сандары) ықпалы маңызсыз, квадраттық облыста өтеді.

Алдында айтылғандай, Re санының жергілікті кедергілер коэффициенттеріне ықпал жасауы, жатық асуларда (тізе), Re<10000 болғанда,ал өкпек асуларда (лезде кеңеюі, жіңішкеруі), Re<3000 болғанда айқындалады.

Барлық Рейнольдс сандары 10000-нан көбірек болғандықтан жергілікті кедергілер коэффициенттері Рейнольдс санынан тәуелді болмайды.

С/1 , С/2, С/3 , коэффициенттерін (44,46,48) теңдеулерінен, анықталған λi/ мағыналарын ескере отырып, есептейміз.
Бірінші тармақ үшін
ΛрΣ=8G12/2,547*3,142(1,4+0,031*100/0,075)/0,0754+(9+0,026*50/0,15)/1/0,154+(0,37+0,031*20/0,075+0,24+1,5)/0,0754+(30,844*65/0,045+1+0,5*18+1)*1/0,0454*552+(1,5+0,31+0,031*50/0,075)/0,0754))=8G12/25,112(1350611,041+0,008944+327960,388+552,697+710387,695)=762254,2739G/12 =C/1G/12

Мұндағы C/1=762254,2739


Екінші тармақ үшін
ΛрΣ=8G22/2,547*3,142((0,031*50/0,075+0,75+1,5)/0,0754+(2*1,5+2*0,185*3170/0,05531+2,5+2*1)*22/0,055314*4882+(1,5+0,031*50/0,075)/0,055314))=998824,731G/22/2G/22

Мұндағы С/2=998824,731


Үшінші тармақ үшін арналған С3 және С'3= 1900260,831 сақталады, өйткені Рейнольдс сандарын ескергенде бұл тармақ үшін гидравликалық кедергі коэффициенттерінің мағыналары өзгермейді.

13

Құбырдың жеке тармақтарындағы шығын мағыналарын анықтаймыз


G/1=G0/1+√c/1/c/2+√c/1/c/3 осы формула арқылы

G/1=0,75/1+√762254,2739/998824,731+√762254,2739/1900260,831=0,299кг/с


G/2=G/1*√с/1/ с/2 осы бойынша

G/2=0,299*√762254,2739/998824,731=0,261кг/с


G/3= G0-G/1-G/2 осыдан

G/3 = 0,75-0,299-0,261=0,19кг/с


Шығындар санағының дұрыстығын тексеру
G/3 = G/1*√ с/1/3

G/3 = 0,299*√762254,2739/1900260,831=0,19кг/с


Ертерек жаппай шығындар табылған болатын G1=0,299 кг/с,G2=0,261кг/с,G3=0,19 кг/с. Көрініп тұрғандай, шығындардың анықталған мәндері ертерек табылғандарынан 1%-дан көп емес болып ажырайды, сондықтан шығындар мәндерін анықтауды аяқтаймыз. Әйтпесе, дәлденген шығындар бойынша Рейнольдс сандарын анықтау керек және солар бойынша λ//і гидравликалық үйкеліс коэффициенттерінің мәндерін анықтау керек, С//і есептеу және G//і шығындарды шығару керек.

Қысымның шығындарын анықтаймыз


ΛрΣ=G/12/1=0,2992*762254,2739=68220,316Па
Сорғыштың білігіндегі қуат
N=G0*ΛpΣ/ρ*ή =0,75*68220,316/2,547*0,82=24498,088≈2,4 кВт
4 Толық және статикалық қысымдарының сызықтарын құру
Толық және статикалық қысымдарының сызықтарын құру үшін ағынның қысымын және құбырдың үшінші тармағының әрбір телімі үшін қысымның шығындарын анықтаймыз.

Жылдамдықтарды мына формуламен анықтаймыз


ω7=4G3/ρπd27 осы формула арқылы

ω7=4*0,19/3,14*0,0752 *2,547=16,8 м/с


14

ω8=4G3/ρπd28 осыдан



ω8=4*0,19/3,14*0,12 *2,547= 9м/с
ω9= ω7=16,8 м/с
Сәйкес динамикалық қысымдарды табамыз
Рдин7= ρω72 / 2 осы бойынша

Рдин7= 2,5*162 / 2 =352


Рдин8= ρω82 / 2 осы арқылы

Рдин8= 2,5*92 / 2=101 Па


Рдин9= Рдин7=352 Па
l/7 телімінде тармақтан ысырмаға дейін қысымның сызықтық шығындарын Дарси-Вейсбах формуласымен анықтаймыз

Λр1/7= λ71/7 / d7 рдин7 осы арқылы


Λр1/7= 0,031*50*352/0,075=7274 Па
Ысырмадағы қысым шығындары
Λрзад = ξзад· Рдин осы бойынша
Λрзад =0,81*352 =285Па
Ысырмадан тізеге дейінгі телімде сызықтық шығындары
1з-к= 1т - 17-17" =150- 50 - 75 = 25м
Λрl з-к = λ7*13-к /d7 * Рдин7
Λрl з-к =0,031*25*352/0,075 =3637Па
Тізедегі қысым шығындары
Λрколз = ξкол * Рдин7
Λрколз =0,145*352 = 51 Па
Құбырдың тізеден диафрагмаға дейінгі телімдегі сызықтық шығындар
15

1к.д = 17"-17"' = 75-35 = 40м


ΛРк = λ7 *1к-д / d7 * рдин7
ΛРк =0,031*40*352/0,075 =5819Па
Диафрагмадағы қысым шығындары
Λрдиаф = ξдиафдин7
Λрдиаф =0,705*352=248Па
Диафрагмадан құбырдың лезде кеңеюіне дейінгі телімдегі қысымның сызықтық шығындары
Λр'''77*l'''7 / d7дин7
Λр'''7=0,031*35*352/0,075 = 5092Па
Ағынның лезде кеңеюіндегі қысым шығындары
Λрв.р = ξв.р * Рдинз8
Λрв.р = 0,604*101= 61 Па
18 телімдегі сызықтық шығындар
Λр18 = λ8l8/d8дин8
Λр18 =0,029*100*101/0,1= 2929 Па
Ағынның лезде жіңішкеруінің қысым шығындары
Λрв.с = ξв.с * рДин9
Λрв.с = 0,437 *352 = 153 Па
19 телімдегі сызықтық шығындар
Λр19 = λ919 / d9 * рДин9

Λр19 = 0,031*180*352/0,075 = 26188 Па


Тізедегі қысым шығындары
16

Λркол4 = ξкол4 * рДин9


Λркол4 = 0,18*352= 63 Па
Құбырдың тізеден тармақтануға дейінгі телімдегі қысымның сызықтық шығындары
1к.р = 19-1'9 =300- 180= 120 м
Λрlк-Р = λ9 *1к-Р / d9 * рДин9
Λрlк-Р = 0,031*120*352/0,075=17459Па
Жалпы қысым шығындарды осылай табамыз, ұзындық бойынша және жергілікті кедергілерге шығындарды қосып, қысымның қосынды шығындарын табамыз
ΛрΣ=7274+285+3637+51+5819+248+5092+61+2929+153+26188+63+17459 =69259Па
Бұрын ΛрΣ=68220,316 Па табылған болатын (нақтылау мәні, себебі есептеулер саны аз болады). Есептеу қателігі 0,14%-дан кем.

Құбырдың үшінші тармағы үшін орташа гидравликалық еңісті мына формула арқылы табамыз


iСР = ΛрΣ / ρgl111= ΛHΣ/ l111 = 68220,316 /2,547*9,81*550 = 4,9642437
немесе 78,5(arctg 4,96=78,5)
мұнда - l111= 17+ 18+ 19=150+100+300=550м. – құбырдың үшінші тармағының жалпы ұзындығы
Статикалық және толық қысымдар сызықтарын құру үшін құбырдың үшінші тармағы жергілікті кедергілердің қарапайым суретімен (мысалы, тізе шартты түрде доға түрінде бейнеленеді) белгілі масштабтар бір сызыққа сызылады.

Басында толық қысым сызығы салынады. Құбырдың басындағы толық қысымы бастапқы р статикалық қысыммен динамикалық қысымның рω72/ 2 сомасына тең, яғни


р0.= р + рω72/2 = 653,7бар.

17

Ординаталар осі бойынша таңдалған масштабта құбырдың басында бастапқы толық қысым р0. салынады (себебі қысымның қосынды шығындары ΛрΣ = 6,8 бар болғандықтан, ординаталар масштабын үлкейту үшін санақ 5 бардан жүргізіледі).



Ысырманың алдындағы толық қысым бастапқыдан 17/ ұзындағыдағы шығындар мөлшеріне кем болады, яғни Λрl7/ =7,2 бар. Бұл қысымды бастапқы толық қысымның сызығында (бастапқы толық қысым арқылы өтетін горизонтальдық сызық) құбыр арқылы өтетін ордината бойынша сала отырып, ысырманың алдындағы толық қысымды табамыз. Ұзындық бойынша шығындар құбырдың ұзындығына тура пропоционалды болғандықтан, А және В нүктелеріндегі толық қысымдарды түзу сызықпен қосып, ысырмаға дейінгі телімдегі толық қысым сызығын табамыз.

Жергілікті шығындар жергілікті кедергілердің жанында шоғырланған, сондықтан ысырмадан кейінгі толық қысымды табу үшін ысырманың алдындағы толық қысымнан ордината бойынша ысырмадағы қысым шығындарын Λрзад =285 деп аламыз.

Әрі қарай құру жоғарыда қарастырылғанға тәрізді. Сұйықтың қозғалысында құбырдың ұзындығы бойынша толық қысым әрқашанда кемиді және өсе алмайды, бірдей диаметрлі құбырдың жеке телімдерде толық қысым желілері параллельді болуы керек, өйткені қысым шығындары ұзындықтың бірлігіне бірдей (тең диаметрлі құбырлар үшін гидравликалық үйкеліс коэффициенті динамикалық арыны бірдей).

Толық қысым желісін құрғаннан кейін статикалық желі құрылады. Оны құру үшін жергілікті кедергілердің арасында, құбырдың жеке телімдеріндегі толық қысым желілеріне параллель және олардан динамикалық қысым Рдині шамасына төмен орналастырылған желілер жүргізу керек.

18

Қорытынды
1 Берілген күрделі құбыр арқылы берілген 40 кг/с жиынтық шығыны кезінде қысым шығындары 4,51 бар болады, бұл бастапқы қысым р=4,6 бардан екі есе аз. Сондықтан жүйедегі бастапқы қысымды азайтуға болады, немесе өзгермейтін бастапқы қысымда жиынтық шығынды үлкейтуге болады.

2 Ең аз су шығыны үшінші тармақта, бұл оның шығындары шамамен бірдей бірінші және екінші тармақтармен салыстырғанда жоғары гидравликалық кедергісін көрсетеді Сондықтан күрделі құбырдың жиынтық шығындарын азайту үшін, ең алдымен, үшінші тармақтағы шығындарды кеміте беру қажет.

3 Үшінші тармақ үшін толық қысым желісін талдаудан диафрагмадағы және ысырмадағы шығындарды қоспағанда жергілікті шығындар маңызсыз екені көрінеді жіне оларды ұзындық шығындарымен салыстырғанда есепте ескермеуге де болар еді.

4 Ең аз желілік шығындар құбырдың диаметрі 100 мм болатын ls құбыр телімінде болады, сондықтан егер барлық құбыр 100 мм диаметрлі құбырдан тұратын болса, үшінші тармақта шығындарды төмендетуге де болар еді.


19


Қолданылған әдебиеттер
1 Киселев П.Г. т.б. Справочник по гадравлическим расчетам.-М.: Энергия, 1974.

2 Идельчик И.Е. Справочник по гадравлическим сопротивлениям.-М.Л.: Госэнергоиздат, 1961.

3 Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика.-М.: Стройиздат, 1975.

4 Лебедев П.Д., Щукин А.А. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий.-М.: Энергия, 1970.

5 Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.-М.: Энергия, 1977.

6 Аэродинамический расчет котельных установок. Нормативный метод.-М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961.

7 Краснощекин Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче.-М.: Энергия, 1975.

20

Мазмуны


1 Жалпы әдістемелік нұсқаулар 1

1.1 Курстық жұмыстың мақсаты мен көлемі 1

1.3 Курстық жұмысқа тапсырма 2

2 Есептеу әдістемесі 2

2.1 Кедергі коэффиценттерін есептеу 2

2.1.1 Гидравликалық үйкеліс коэффицентін есептеу 2

2.1.2 Жергілікті кедергілердің коэффиценттерін есептеу 4

3 Шығарылуы 6

3.1 Қысымның қосынды шығынының есептелуі кедергінің квадраттық заңы болжауына орай 6

3.2 Анықталған есептеу 11

4 Толық және статикалық қысымдарының сызықтарын құру 14

Қорытынды 19



Қолданылған әдебиеттер 20

21
с. 1

скачать файл

Смотрите также: