Гидравлический расчет трубопровода

Введение
В данной курсовой работе на основании представленных исходных данных
был выполнен гидравлический расчет трубопровода. Представлено построение
схемы трубопровода, показаны расчетные сечения.
Произведен расчет скоростей течения жидкости и чисел Re на линейных
участках трубопровода, определен режим движения жидкости, потери напора на
трение и потери напора в местных сопротивлениях.

В20-НГД(Б) - 022

Лист

Изм Лист № докум. Подп. Дата
Условие (постановка задачи)
схема 3 столбец 9
Определить манометрическое давление - Р м , которое должен создавать
насос, чтобы подать воду в количестве Q в водонапорный бак на высоту h по
трубопроводу длиной l. Диаметр трубы – d. Трубы нормальные, бывшие в
эксплуатации (эквивалентной шероховатости ∆=0,2 мм), кинематическая вязкость
ν=10 -6 м 2 /с, плотность воды ρ=1000 кг/м 3 , коэффициент сопротивления закругления
ξ з =0,3, входа в резервуар ξ вх =0,5.
В качестве расчетных сечений потока выбрать сечения 1-1 и 2-2. Плоскость
сравнения на рисунке обозначена «П.С.».

В20-НГД(Б) - 022

Лист

Изм Лист № докум. Подп. Дата
Расчеты
Дано: Q=80 л/с=0,08 м 3 /с, ξ з =0,3, ∆=0,2 мм, ρ=1000 кг/м 3 , ν=10 -6 м 2 /с, ξ вх =0,5,
h=25м, L=55м, d=200 мм=0,2 м
Определить р м
Решение: составим уравнение Бернулли для сечений 1-1 и 2-2 относительно
плоскости сравнения П.С.:

wh
g
V
g
P
z
g
V
g
P
z
22
2
22
2
2
11
1


1-2 (1)

где z 1 =0, z 2 =h=25 м – вертикальные координаты,
скоростным напором в сечении 2-2 пренебрегаем,
Р 1 =Р м +Р атм , Р 2 =Р атм – давления в сечениях,
h w 1-2 - потери напора, равны h w =h l +h M , где h l – потери по длине, h M – местные
потери

Тогда g
V
d
l

hw
2)(
2
21


, (2)

где  - коэффициент гидравлического трения,
l – длина трубопровода,
d – его диаметр,
вхз
 - сумма коэффициентов местных сопротивлений, учитываем
только потери на входе в резервуар и при закруглении.
Из (1):

22

0

2d2
атмат

вхз

PPPVLV

h

gggg





2
1
d2

м
вхз

PLV
h
gg





2
1
d2мвхз
LV
рhg
g


 (3)
Найдем скорость в трубопроводе.

В20-НГД(Б) - 022

Лист

Изм Лист № докум. Подп. Дата

2
3
22
4
40,08/

2,55/

3,140,2
Q
V
d
мc

Vмс

м






Определим число Рейнольдса.

dV
Re

, где

=10 -6 м 2 /с – коэффициент кинематической вязкости воды

62
2,55м/c0,2
Re510000
10/c
м
м


Левая граница доквадратичной области Re I =10 (d/∆)=10 (200/0,2)=10000
Правая граница доквадратичной области Re II =500 (d/∆)=500 (200/0,2)=500000
Re=510000 > Re II =500 (d/∆)=500000
Cледовательно, имеем зону квадратичного сопротивления.
Тогда коэффициент гидравлического трения

25,0
d11,0







,

где ∆ - шероховатость стенок трубы

0,25
0,2
0,110,0196
200
мм
мм



Подставим в (3):

2
552,55

250,50,30,0196110009,811687416,87
0,229,81мрПакПа





Результаты расчетов
Результаты расчетов представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Расчетная таблица

В20-НГД(Б) - 022

Лист

Изм Лист № докум. Подп. Дата
№ Наименование физической
величины

Значение Максимал
ьный балл

Балл

1 Длина трубопровода l (мм) 55000 5
2 Вертикальная координата z 1
сечения 1-1 (м)

0 5

3 Вертикальная координата z 2
сечения 2-2 (м)

25 5

4 Скорость в трубопроводе
V, м/с

2,55 20

5 Число Рейнольдса в
трубопроводе - Re

510000 10

6 Коэффициент α 1 ,
учитывающий
неравномерность профиля
скорости (коэффициент
Кориолиса)

1 5

7 Правая граница
квадратичной области
сопротивления по числу
Рейнольдса Re II =500 (d/∆)

500000 10

8 Зона сопротивления квадратичная

9 Коэффициент
гидравлического трения λ

0,0196 5

10 Давление в сечении 1-1 –
р м , МПа

16874 25

11 Давление в сечении 1-1 – р м 0,17 5

В20-НГД(Б) - 022

Лист

Изм Лист № докум. Подп. Дата

(кгс/см 2 )
Итоговый балл 100

Библиографический список
1. Киселев П.Г. Гидравлика. Основные механики жидкости. Учебное пособие.
- М.: Энергия, 1980. - 360 с.
2. Куванышев У.П., Ульшина К.Ф. Гидравлический расчет трубопроводов
Методическое пособие по выполнению контрольной работы, Альметьевск, 2006.
3. Нефтегазовая гидромеханика /Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г.Д.
- Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003.
4. Розенберг Г.Д. Сборник задач по гидравлике и газодинамике для нефтяных
вузов. - М.:Недра, 1990. - 238 с.