Гидравлический расчет системы водяного охлаждения промышленных предприятий

     Сравним аналитический и графический  способы решения:

     Аналитический:

 

     Q_1T = 0.021 м³/с 

     Q_2T = 0.006  м³/с 

     Q_3T = 0.015 м³/с 

     Графический: 

     Q_1T = 0.0213 м³/с 

     Q_2T = 0.0059  м³/с 

     Q_3T = 0.0155 м³/с 
 
 
 
 

     Определить  погрешность графического решения

 

       

     1) = 1,4 %

     2) = 1,7 %

     3) = 3,3 % 
 

     II 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. 

     

1. Определение расчетных расходов по участкам питающего и сбросного водопроводов.

 

        Расход определяется по схеме  водяного охлаждения и приводится  к размерности (м^3/с). 
 

        Питающий трубопровод: 

     Q_1П = Q₁ = 119 м^3/ч = 0.033 м^3/с

     Q_2П = Q₁ + Q₂ = 119+131 = 0.0694 м^3/с

     Q_3П = Q₁ + Q₂ + Q₃ = 119 + 131 + 147 = 0.1102 м^3/с

     Q_4П = Q₄ + Q₅ + Q₆ = 153 + 175 + 126 = 0.1261 м^3/с

     Q_5П = Q₅ + Q₆ = 175 + 126 = 0.083 м^3/с

     Q_6П = Q₆ = 126 м^3/ч = 0.0347 м^3/с 
 
 
 
 

        Сбросной трубопровод: 

     Q_1сб. = Q₁ = 119 м³/ч = 0.033 м³/с

     Q_2сб. = Q₂ = 131 м³/ч = 0.0363 м³/с

     Q_3сб. = Q₃ =147 м³/ч = 0.0408 м³/с

     Q_4сб. = Q₄ =153 м³/ч = 0.0425 м³/с

     Q_5сб. = Q₅ =175 м³/ч = 0.0486 м³/с

     Q_6сб. = Q₆ =126 м³/ч = 0.0347 м³/с 
 

     2.2 Определение диаметра  расчетных участков  питающих и сбросных  трубопроводов. 

        Расчет диаметра производится по формуле: 

      ,           

      

       где

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

     Принимаем V_доп = 2 м/с

 

      м = 145мм

     d_1сб = d_1п = 145 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_1сб = d_1п = 150мм 

      = 0,152 м = 152 мм

      

     Принимаем по ГОСТу d_2сб = 150 мм 

     

      = 0,210 м = 210 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_2П = 225 мм 

      = 0,161 м = 161 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_3сб = 175 мм 

      = 0,264 м = 264 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_3П = 250 мм 

      = 0,164 м = 164 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_4сб = 175 мм 

      = 0,283 м = 283 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_4П = 300 мм 

      = 0,175 м = 175 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_5сб = 175 мм 

      = 0,230 м = 230 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_5П = 225 мм 

      = 0,148 м = 148 мм 

     d_6сб = d_6П = 148 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_6сб = d_6П = 150 мм 
 
 

     III Гидравлический расчет насосной установки. 

     3.1 Гидравлический расчет  всасывающей линии: 

        Определить расчетный расход  воды: 

     Q_расч = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆  

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

     Определить  диаметр всасывающего трубопровода: 

              V_доп   берется в пределах 1 1,5 м/с

                              V_доп = 1,25 м/с 

      = 0,49 м = 490 мм 

     Принимаем по ГОСТу d_dc = 500 мм 

        Определяем потерю напора во всасывающей линии напорной установки: 

     

     где Q_расч – расчетный расход воды

            l_вс – длинна всасывающей линии

           W_в = площадь поперечного сечения 

             

      z_сетки, z_колена, z_задв – коэффициент местных сопротивлений 

      м 

     

        Определить предельную высоту  насосной установки: 

      Dh где 

     P_a – атмосферное давление

     P_t – давление парообразования

     p – плотность жидкости

     g – ускорение силы тяжести

     V_вс – средняя скорость во всасывающем трубопроводе 

             

     a – коэффициент кинетической энергии; 1,05 ¸ 1,10

           принимаем a = 1,1

     Dh – кавитационный запас; 1,5 ¸ 2,5 м

           принимаем Dh = 2 

             м 

            м 
 

     3.2 Гидравлический расчет напорной линии. 

     Рассчитываем  диаметр напорной линии: 

            , где 

     V_доп – допускаемая скорость воды в напорном трубопроводе V_доп = 1,5 ¸ 2,5 м/с

           Принимаем V_доп =2,0 м/с 

            м = 387 мм 

       Принимаем по ГОСТу d_н = 400 мм

      

        Определяем потери напора в  напорной линии: 

             

             м

     3.3 Определяем мощность  насосной установки. 

     Манометрический напор насосной установки: 

     H_м = H_r + h_wвс + h_wн, где H_r = 55м 

     H_м = 55+0,613+0,819 = 56,432 м 

        Полезная мощность насосной установки: 

     N_пол = pgQ_расчH_м 

     N_пол = 1000´9,81´0,2363´56,432 = 130815,18 = 131 кВт 

        Потребляемая мощность: 

      , где h = 0,75 

       кВт

        Потребляемая мощность всей установки: 

     N_уст = bN, где b - количество насосов насосной установки 

     N_уст = 2´175 = 350 кВт 
 
 
 

     Схема насосной установки. 
 
 
 
 

                   
 
 

     Рис 2.

     Заключение

         

        В результате выполнения данной расчетно-графической  работы «Гидравлический расчет системы водяного охлаждения промышленного предприятия» я научился аналитически и графически определять характеристики трубопроводов теплообменного аппарата. Также я научился находить диаметр участков питающих и сбросных трубопроводов. А также научился производить гидравлический расчет насосной установки, всасывающей линии, напорной линии и определять мощность насосной установки.

        В ходе выполнения данной расчетно-графической  работы были получены следующие результаты:

       

     Потребляемая  мощность насоса:

           N = 175 кВт 

     Потребляемая  мощность всей установки: 

           N_уст = 350 кВт 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Список  литературы.

 
     

1. Кисилев П.Г. Справочник по гидравлическим расчетам.- М.: «Энергия», 1972.

 
     

2. Чураев  Р.Р. Гидравлика.- Л.: «Энергоиздат», 1982.

 
     

3. Высоцкий  Л.И., Алексеев В.В., Золотарев Н.В. Гидравлика. СПИ, 1972.

 
     

4. Жабо В.В. Гидравлика и насосы.- М.: «Энергия», 1967.