Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Старооскольский технологический институт (филиал)

Московского Государственного института стали и сплавов

(технологического института)

Курсовая работа

Гидравлический расчет системы водяного охлаждения промышленных предприятий

Выполнил: Хохлов Д.А.

студент гр. ТФА-05-1д

Приняла:

преподаватель

Тимофеева А.С.

г. Старый Оскол

2008

Содержание

Введение

Задание

1. Гидравлический расчет группы теплообменных аппаратов

1.1 Аналитический способ

1.2 Графический способ

2. Гидравлический расчет системы водопроводов водяного охлаждения

2.1 Определение расчетных расходов по участкам питающего и сбросного водопроводов

2.2 Определение диаметра расчетных участков питающего и сбросных трубопроводов

3. Гидравлический расчет насосной установки

3.1 Гидравлический расчет всасывающей линии

3.2 Гидравлический расчет напорной линии

3.3 Схема насосной установки

Заключение

Список литературы

Введение

Система водяного охлаждения является неотъемлемой частью любого промышленного предприятия. Она должна быть рассчитана с точки зрения гидравлики и должна быть экономически выгодной. Цель и задача данной расчетно-графической работы заключается в том, чтобы произвести гидравлический расчет трубопровода водяного охлаждения и определить мощность насосной установки.

Рис. 1. План системы водяного охлаждения промышленного предприятия.

Условные обозначения:

- группа теплообменных аппаратов,

- градирня,

- насосы,

- водосбросной резервуар,

- питающий трубопровод,

сбросной трубопровод.

Вода из резервуара Р после охлаждение в градирне Г подается насосами по всасывающему трубопроводу lвс и напорному трубопроводу lн в питающую сеть трубопроводов в системы водяного охлаждения (точка г). По питающему трубопроводу охлаждающая вода направляется к каждой группе теплообменных аппаратов. Отбирая в теплообменных аппаратах тепло нагретая вода по сбросным трубопроводам подается на градирню Г. В градирне вода охлаждается и собирается в резервуар Р, откуда вновь начинает ее движение в системе водяного охлаждения благодаря замкнутому циклу охлаждения.

На схеме показана установка двух насосных агрегатов. Один насосный агрегат является рабочим, который обеспечивает непрерывную подачу охлаждающей воды в систему водяного охлаждения, второй является резервным. Каждая группа теплообменных аппаратов состоит из системы трубопроводов змеевиков, по которым движется охлажденная вода.

Задание

Цель данной расчетно-графической работы - произвести гидравлический расчет трубопроводов системы водяного охлаждения и определить мощность насосной установки. Задача гидравлического расчета сводится к определению диаметров питающих и сбросных трубопроводов.

гидравлический расчет водопровод

Данные к заданию

Расходы в теплообменных аппаратах в м3/ч
Q1	Q2	Q3	Q4	Q5	Q6
119	131	147	153	175	126
Потери напора в теплообменном аппарате в м.
hw1	hw2	hw3	hw4	hw5	hw6
1.18	1.24	-	1.40	1.35	1.57
Длина трубопроводов теплообменного аппарата в (м.) и диаметр в (мм.)
l1T	l2T	l3T	d1T	d2T	d3T
80	63	46	125	75	100
Данные к расчету насосной линии
lH	lвс	сет	кал	кр	С	0С
81	22	4.6	0.5	2.1	80	15

1. Гидравлический расчет группы теплообменных аппаратов

Теплообменный аппарат представляет собой систему трубопроводов змеевиков, соединенных параллельно.

Рис. 2. Схема теплообменного аппарата, состоящего из трёх параллельно соединённых трубопроводов.

1.1 Аналитический способ решения

Определить общую потерю напора.

hw = ;

где выражение:

Qобщ = Q1T+Q2T+Q3T

при hw=hw1T= hw2T= hw3T

K1T = 97.40 л/с = 0,0974 м3/с

K2T = 24,94 л/с = 0,02494 м3/с

K3T = 53,72 л/с = 0,05372 м3/с

hw = = 3.8 м

Определить расход Q1T, Q2T, Q3T

QiT = KiT

Q1T = м3/с

Q2T = м3/с

Q3T = м3/с

Qрасч = Q1T + Q2T + Q3T

Qрасч = 0.021 + 0.006 +0.015 = 0.042 м3/с

Погрешность вычислим по формуле:

= 1,2 %

1.2 Графический способ решения

Графический способ решения сводится к расчету и построению характеристик трубопроводов-змеевиков теплообменного аппарата.

Для их построения используем формулу:

Составим таблицу:

Q1T м3/с	0,01	0,02	0,03	0,04
м	0,84	3,4	7,6	13,5
Q2 м3/с	0,003	0,005	0,009	0,012
м	0,9	2,5	8,2	14,6
Q3 м3/с	0,008	0,015	0,023	0,03
м	1,0	3,6	8,4	14,4

Сравним аналитический и графический способы решения:

Аналитический:	Графический:
Q1T = 0.021 м3/с	Q1T = 0.0213 м3/с
Q2T = 0.006 м3/с	Q2T = 0.0059 м3/с
Q3T = 0.015 м3/с	Q3T = 0.0155 м3/с

Определить погрешность графического решения

1) = 1,4 %

2) = 1,7 %

3) = 3,3 %

2. Гидравлический расчет системы водопроводов водяного охлаждения

Гидравлический расчет системы водопроводов водяного охлаждения выполняется по участкам питающего и сбросного водопроводов и заключается в определение диаметров труб.

2.1 Определение расчетных расходов по участкам питающего и сбросного водопроводов

Расход определяется по схеме водяного охлаждения и приводится к размерности (м3/с).

Питающий трубопровод:

Q1П = Q1 = 119 м3/ч = 0.033 м3/с

Q2П = Q1 + Q2 = 119+131 = 0.0694 м3/с

Q3П = Q1 + Q2 + Q3 = 119 + 131 + 147 = 0.1102 м3/с

Q4П = Q4 + Q5 + Q6 = 153 + 175 + 126 = 0.1261 м3/с

Q5П = Q5 + Q6 = 175 + 126 = 0.083 м3/с

Q6П = Q6 = 126 м3/ч = 0.0347 м3/с

Сбросной трубопровод:

Q1сб. = Q1 = 119 м3/ч = 0.033 м3/с

Q2сб. = Q2 = 131 м3/ч = 0.0363 м3/с

Q3сб. = Q3 =147 м3/ч = 0.0408 м3/с

Q4сб. = Q4 =153 м3/ч = 0.0425 м3/с

Q5сб. = Q5 =175 м3/ч = 0.0486 м3/с

Q6сб. = Q6 =126 м3/ч = 0.0347 м3/с

2.2 Определение диаметра расчетных участков питающих и сбросных трубопроводов

Расчет диаметра производится по формуле:

,

где Vдоп - допустимая скорость движения воды в трубопроводе, берется в пределах Vдоп = 1,5 2,0 м/с

Принимаем Vдоп = 2 м/с

м = 145мм

d1сб = d1п = 145 мм

Принимаем по ГОСТу d1сб = d1п = 150мм

= 0,152 м = 152 мм

Принимаем по ГОСТу d2сб = 150 мм

= 0,210 м = 210 мм

Принимаем по ГОСТу d2П = 225 мм

 = 0,161 м = 161 мм

Принимаем по ГОСТу d3сб = 175 мм

= 0,264 м = 264 мм

Принимаем по ГОСТу d3П = 250 мм

= 0,164 м = 164 мм

Принимаем по ГОСТу d4сб = 175 мм

= 0,283 м = 283 мм

Принимаем по ГОСТу d4П = 300 мм

= 0,175 м = 175 мм

Принимаем по ГОСТу d5сб = 175 мм

= 0,230 м = 230 мм

Принимаем по ГОСТу d5П = 225 мм

 = 0,148 м = 148 мм

d6сб = d6П = 148 мм

Принимаем по ГОСТу d6сб = d6П = 150 мм

3. Гидравлический расчет насосной установки

3.1 Гидравлический расчет всасывающей линии

Определить расчетный расход воды:

Qрасч = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6

Qрасч = 119+131+147+153+175+126 = 851 м3/ч = 0,2363 м3/с

Определить диаметр всасывающего трубопровода:

Vдоп берется в пределах 11,5 м/с

Vдоп = 1,25 м/с

= 0,49 м = 490 мм

Принимаем по ГОСТу ddc = 500 мм

Определяем потерю напора во всасывающей линии напорной установки:

где Qрасч - расчетный расход воды

lвс - длинна всасывающей линии

Wв = площадь поперечного сечения



сетки, колена, задв - коэффициент местных сопротивлений

м

Определить предельную высоту насосной установки:

h

где Pa - атмосферное давление

Pt - давление парообразования

p - плотность жидкости

g - ускорение силы тяжести

Vвс - средняя скорость во всасывающем трубопроводе

- коэффициент кинетической энергии; 1,05 1,10

принимаем = 1,1

h - кавитационный запас; 1,5 2,5 м

принимаем h = 2

м

м

3.2 Гидравлический расчет напорной линии

Рассчитываем диаметр напорной линии:

,

Где Vдоп - допускаемая скорость воды в напорном трубопроводе Vдоп = 1,5 2,5 м/с

Принимаем Vдоп =2,0 м/с

м = 387 мм

Принимаем по ГОСТу dн = 400 мм

Определяем потери напора в напорной линии:

м

3.3 Определяем мощность насосной установки

Манометрический напор насосной установки:

Hм = Hr + hwвс + hwн,

где Hr = 55м

Hм = 55+0,613+0,819 = 56,432 м

Полезная мощность насосной установки:

Nпол = pgQрасчHм

Nпол = 10009,810,236356,432 = 130815,18 = 131 кВт

Потребляемая мощность:

,

где = 0,75

кВт

Потребляемая мощность всей установки:

Nуст = N,

где - количество насосов насосной установки

Nуст = 2175 = 350 кВт

Рис 2. Схема насосной установки.

Заключение

В результате выполнения данной расчетно-графической работы «Гидравлический расчет системы водяного охлаждения промышленного предприятия» были получены следующие результаты:

Потребляемая мощность насоса:

N = 175 кВт

Потребляемая мощность всей установки:

Nуст = 350 кВт

Список литературы

Кисилев П.Г. «Справочник по гидравлическим расчетам» М. - Л. Энергия, 1972, 297 с.

Чураев Р.Р. «Гидравлика» Л.: энергоиздат, 1982, 672 с.

Высоцкий Л.И., Алексеев В.В., Золотарев Н.В. «Гидравлика» СПИ, 1972,68 с.

Жабо В.В. «Гидравлика и насосы» М.: Энергия, 1967, 280 с.

Размещено на Allbest.ru