Saluran paip sebagai kaedah mengangkut media cair dan gas adalah kaedah paling ekonomik dalam semua sektor ekonomi. Itu bererti dia akan sentiasa mendapat perhatian daripada pakar.

Reka bentuk analisis hidraulik sistem saluran paip membolehkan anda menentukan diameter dalam paip dan penurunan tekanan sekiranya berlaku aliran maksimum paip. Dalam kes ini, parameter berikut adalah wajib: bahan dari mana paip dibuat, jenis paip, produktiviti, sifat fizik-kimia media yang dipam.

Melakukan pengiraan dengan formula, sebahagian daripada nilai yang diberikan dapat diambil dari literatur rujukan. F.A Shevelev, profesor, doktor sains teknikal membuat jadual untuk pengiraan hasil yang tepat. Jadual mengandungi nilai diameter dalaman, ketahanan dan parameter lain. Di samping itu, terdapat jadual nilai-nilai halaju bagi cecair, gas, wap air untuk mempermudah kerja dengan menentukan throughput paip. Ia digunakan di sektor utiliti, di mana data yang tepat tidak begitu diperlukan.

Bahagian penyelesaian

Pengiraan diameter bermula dengan penggunaan formula untuk pergerakan cecair seragam (persamaan kesinambungan):

di mana q adalah anggaran aliran

v adalah kepantasan ekonomi semasa.

ω adalah luas keratan rentas paip bulat dengan diameter d.

Ia dikira dengan formula:

di mana d adalah diameter dalam

oleh itu d \u003d √4 * q / v * π

Halaju bendalir di saluran paip dianggap 1.5-2.5 m / s. Ini adalah nilai yang sesuai dengan operasi sistem linear yang optimum.

Kehilangan tekanan (tekanan) pada paip tekanan didapati dengan formula Darcy:

h \u003d λ * (L / d) * (v2 / 2g),

di mana g ialah pecutan graviti,

L adalah panjang bahagian paip,

v2 / 2g - parameter yang menunjukkan kepantasan (dinamik) kepala,

λ adalah pekali rintangan hidraulik, bergantung pada mod pergerakan bendalir dan tahap kekasaran dinding paip. Kekasaran menunjukkan kekasaran, kecacatan pada permukaan dalaman saluran paip dan terbahagi kepada mutlak dan relatif. Kekasaran mutlak adalah ketinggian lebam. Kekasaran relatif dapat dikira dengan formula:

Kekasarannya berbeza dari segi bentuk dan tidak rata sepanjang panjang paip. Dalam hal ini, kekasaran rata-rata k1, faktor pembetulan, diterima dalam pengiraan. Nilai ini bergantung pada sejumlah titik: bahan paip, jangka masa operasi sistem, pelbagai kecacatan dalam bentuk kakisan, dll. Untuk paip keluli, nilainya diterapkan sama dengan 0,1-0,2 mm. Pada masa yang sama, dalam situasi lain, parameter k1 dapat diambil dari jadual F.A. Shevelkov.

Dalam kes itu, jika panjang saluran pendek, maka kehilangan tekanan tempatan (tekanan) di peralatan stesen pam kira-kira sama dengan kehilangan tekanan sepanjang panjang paip. Jumlah kerugian ditentukan oleh formula:

h \u003d P / ρ * g, di mana

ρ ialah ketumpatan medium

Terdapat situasi ketika saluran paip melintasi rintangan, misalnya, badan air, jalan, dan lain-lain. Kemudian duker digunakan - struktur yang merupakan paip pendek yang diletakkan di bawah halangan. Di sini juga, tekanan cecair diperhatikan. Diameter sifon dijumpai oleh formula (dengan mengambil kira bahawa kadar aliran bendalir lebih dari 1 m / s):

h \u003d λ * (L / d) * (v2 / 2g),

h \u003d I * L + Σζ * v2 / 2g

ζ adalah pekali rintangan tempatan

Perbezaan tanda dulang paip di awal dan akhir duker diambil sama dengan kehilangan tekanan.

Rintangan tempatan dikira dengan formula:

hm \u003d ζ * v2 / 2g.

Pergerakan cecair adalah lamina dan bergelora. Pekali hm bergantung pada pergolakan aliran (bilangan Reynolds Re). Dengan pergolakan yang semakin meningkat, pusaran bendalir tambahan diciptakan, kerana nilai pekali rintangan hidraulik meningkat. Pada Re ›3000, rejim bergolak selalu diperhatikan.

Pekali rintangan hidraulik dalam mod laminar, ketika Re 2300, dikira dengan formula:

Sekiranya aliran turbulen kuadratik, ζ akan bergantung pada seni bina objek linier: sudut selekoh lutut, tahap pembukaan injap, kehadiran injap periksa. Untuk keluar dari paip, ζ adalah 1. Saluran paip panjang mempunyai tentangan tempatan kira-kira 10-15% pada geseran htr. Maka jumlah kerugian:

H \u003d htr + Σ htr ≈ 1.15 jam

Membuat pengiraan, pam dipilih berdasarkan parameter aliran, tekanan, prestasi sebenar.

Kesimpulannya

Pengiraan hidraulik saluran paip sangat mungkin dilakukan dalam sumber dalam talian, di mana kalkulator akan memberikan nilai yang diinginkan. Untuk melakukan ini, cukup memasukkan komposisi paip kerana nilai awal, panjang dan mesin akan menghasilkan data yang diinginkan (diameter dalaman, kehilangan tekanan, kadar aliran).

Di samping itu, terdapat versi dalam talian program Shevelev Tables ver 2.0. Ia mudah dan senang dipelajari, ia meniru versi buku versi jadual dan juga mengandungi kalkulator untuk dikira.

Syarikat-syarikat yang terlibat dalam meletakkan sistem linier memiliki program khas senjata mereka untuk mengira hasil paip. Salah satu dari "Hydrosystem" ini dikembangkan oleh pengaturcara Rusia, popular di industri Rusia.

5 PENGHITUNGAN HIPRAULIK PIPELIN

5.1 Paip seksyen pemalar sederhana

Saluran paip dipanggil sederhanasekiranya tidak mempunyai cabang. Saluran paip sederhana boleh membentuk sambungan: bersiri, selari atau bercabang. Saluran paip mungkin rumitmengandungi sambungan atau cabang bersiri dan selari.

Cecair bergerak melalui saluran paip kerana kenyataan bahawa tenaganya pada awal saluran paip lebih besar daripada pada akhir. Perbezaan (perbezaan) tahap tenaga ini dapat dibuat dalam satu atau lain cara: operasi pam, kerana perbezaan tahap cecair, tekanan gas. Dalam kejuruteraan mekanikal, perlu dilakukan terutamanya dengan saluran paip, pergerakan bendalir yang disebabkan oleh operasi pam.

Dalam pengiraan hidraulik saluran paip, ia paling kerap ditentukan tekanan yang diperlukanH peluh - nilai yang berangka sama dengan ketinggian piezometrik di bahagian awal saluran paip. Sekiranya tekanan yang diperlukan ditetapkan, maka adalah biasa untuk memanggilnya tekanan boleh gunaH dek. Dalam kes ini, kadar aliran dapat ditentukan dengan pengiraan hidraulik Q cecair di saluran paip atau diameternya d. Nilai diameter saluran paip dipilih dari siri yang dipasang sesuai dengan GOST 16516-80.

Biarkan saluran paip aliran rentas aliran tetap yang sewenang-wenangnya terletak di ruang angkasa (Rajah 5.1, dan), mempunyai panjang keseluruhan l dan diameter d dan mengandungi sebilangan rintangan hidraulik tempatan I dan II.

Kami menulis persamaan Bernoulli untuk permulaan 1-1 dan akhir 2-2 bahagian saluran paip ini, dengan anggapan bahawa pekali Coriolis di bahagian ini adalah sama (α 1 \u003d α 2). Setelah mengurangkan tekanan kepala yang kita dapat

di mana z 1 , z 2 - koordinat pusat graviti, masing-masing, dari bahagian awal dan akhir;

hlm 1 , hlm 2 - tekanan pada bahagian awal dan akhir saluran paip yang sesuai;

Kerugian tekanan total dalam saluran paip.

Oleh itu tekanan yang diperlukan

, (5.1)

Seperti yang dapat dilihat dari formula yang diperoleh, tekanan yang diperlukan adalah jumlah total tinggi geometri Δz = z 2 – z 1 , di mana cecair naik semasa pergerakan di sepanjang saluran paip, ketinggian piezometrik di bahagian akhir saluran paip dan jumlahnya kerugian hidraulik tekanan yang timbul dari pergerakan cecair di dalamnya.

Dalam hidraulik, adalah biasa untuk memahami jumlah tekanan saluran paip statik .

Kemudian, mewakili jumlah kerugian sebagai fungsi daya dari kadar aliran Q, kita mendapatkan

di mana t -nilai bergantung pada mod aliran bendalir di saluran paip;

K adalah rintangan saluran paip.

Dalam rejim lamina aliran bendalir dan rintangan tempatan linier (panjang setara mereka ditentukan l jumlah kerugian)

,

di mana l pengiraan \u003d l + l equiv - anggaran panjang saluran paip.

Oleh itu, dalam mod lamina t \u003d1, .

Dengan aliran cecair bergelora

.

Menggantikan rata-rata halaju bendalir melalui aliran dalam formula ini, kita memperoleh jumlah kehilangan tekanan

. (5.3)

Kemudian dalam mod bergolak , dan eksponen m \u003d 2. Lebih-lebih lagi, harus diingat bahawa dalam kes umum, pekali kehilangan geseran sepanjang panjang juga merupakan fungsi dari kadar aliran Q.

Dengan melakukan hal yang sama dalam setiap kasus tertentu, setelah transformasi dan pengiraan aljabar sederhana, kita dapat memperoleh formula yang menentukan ketergantungan analitik dari tekanan yang diperlukan untuk saluran paip sederhana tertentu pada laju aliran di dalamnya. Contoh kebergantungan sedemikian dalam bentuk grafik ditunjukkan dalam Rajah 5.1. b, dalam.

Analisis formula di atas menunjukkan bahawa penyelesaian untuk masalah menentukan tekanan yang diperlukan H kehilangan pada kadar aliran yang diketahui Q cecair di saluran paip dan diameternya d ia tidak sukar, kerana selalu dapat menilai rejim aliran bendalir di saluran paip dengan membandingkan nilai kritikal Re ke hlm \u003d 2300 dengan nilai sebenarnya, yang bagi paip penampang bulat dapat dikira dengan formula

Setelah menentukan rejim aliran, adalah mungkin untuk menghitung kehilangan tekanan, dan kemudian tekanan yang diperlukan oleh formula (5.2).

Sekiranya kuantiti Q atau d tidak diketahui, dalam kebanyakan kes sukar untuk menilai rejim aliran, dan, oleh itu, adalah wajar untuk memilih formula yang menentukan kehilangan tekanan dalam saluran paip. Dalam situasi seperti ini, disarankan untuk menggunakan kaedah penghampiran berurutan, yang biasanya memerlukan sejumlah besar pekerjaan komputasi, atau metode grafik, ketika menerapkan yang diperlukan untuk membina ciri khas tekanan saluran paip yang diperlukan.

5.2. Membina ciri tekanan yang diperlukan dari saluran paip sederhana

Perwakilan grafik dalam koordinat N-Q ketergantungan analitik (5.2) yang diperoleh untuk saluran paip tertentu dalam hidraulik dipanggil ciri tekanan yang diperlukan.Dalam rajah 5.1, b, cbeberapa ciri tekanan yang diperlukan diberikan (linier - dengan rejim aliran laminar dan rintangan tempatan linier; melengkung - dengan rejim aliran bergelora atau kehadiran rintangan kuadratik dalam saluran paip).

Seperti yang dapat dilihat dalam grafik, nilai tekanan statik N st boleh positif (cecair dibekalkan ke ketinggian tertentu Δ z atau di bahagian akhir terdapat tekanan berlebihan hlm 2), dan negatif (apabila bendalir mengalir ke bawah atau ketika bergerak ke rongga dengan vakum).

Kekukuhan ciri-ciri tekanan yang diperlukan bergantung pada ketahanan saluran paip dan meningkat dengan peningkatan panjang paip dan penurunan diameternya, dan juga bergantung pada jumlah dan ciri-ciri rintangan hidraulik tempatan. Di samping itu, di bawah rejim aliran laminar, nilai yang dipertimbangkan juga sebanding dengan kelikatan cecair. Titik persimpangan ciri tekanan yang diperlukan dengan abses (titik DANdalam rajah 5.1, b, dalam) menentukan kadar aliran saluran paip ketika bergerak secara graviti.

Ketergantungan grafik tekanan yang diperlukan banyak digunakan untuk menentukan kadar aliran. Q semasa mengira kedua-dua saluran paip sederhana dan yang kompleks. Oleh itu, kami mempertimbangkan metodologi untuk membina hubungan seperti itu (Rajah 5.2, dan). Ia terdiri daripada langkah-langkah berikut.

Tahap 1.Dengan menggunakan formula (5.4) kita menentukan kadar aliran kritikal Q cr sepadan Re ke hlm\u003d 2300, dan tandakan pada paksi perbelanjaan (sumbu abscissa). Jelas sekali, untuk semua perbelanjaan di sebelah kiri Q cr, dalam saluran paip akan ada rejim aliran lamina, dan untuk perbelanjaan yang terletak di sebelah kanan Q cr - bergelora.

Peringkat ke-2.Kami mengira nilai tekanan yang diperlukan H 1dan H 2 pada kadar aliran di saluran paip sama dengan Q cr, masing-masing, dengan anggapan bahawa H 1 -hasil pengiraan di bawah rejim aliran lamina, dan H 2 -dengan bergelora.

Peringkat ke-3.Kami membina ciri tekanan yang diperlukan untuk rejim aliran lamina (dengan kos yang lebih rendah Q cr) . Sekiranya rintangan tempatan yang dipasang di saluran paip mempunyai pergantungan linear terhadap kerugian pada aliran, maka ciri tekanan yang diperlukan mempunyai bentuk linier.

Peringkat ke-4.Kami membina ciri tekanan yang diperlukan untuk rejim aliran bergelora (untuk perbelanjaan, besar Q ke hlm). Dalam semua kes, ciri curvilinear diperoleh yang hampir dengan parabola darjah kedua.

Memiliki ciri tekanan yang diperlukan untuk saluran paip tertentu, ini mungkin berdasarkan nilai tekanan yang ada H serak cari kadar aliran yang dikehendaki Q x (lihat gambar 5.2, dan).

Sekiranya perlu untuk mencari diameter dalam saluran paip d, kemudian, meminta pelbagai nilai d, anda perlu membina pergantungan tekanan yang diperlukan H sapu dari diameter d (Gamb. 5.2, b). Lebih jauh mengikut nilai H keperitandiameter lebih besar terdekat dipilih dari julat standard d st .

Dalam beberapa kes, dalam praktiknya, ketika mengira sistem hidraulik, bukannya ciri tekanan yang diperlukan, ciri saluran paip digunakan. Ciri saluran paip- ini adalah pergantungan dari kehilangan tekanan total dalam saluran paip dari kadar aliran. Ekspresi analisis pergantungan ini mempunyai bentuk

Perbandingan formula (5.5) dan (5.2) memungkinkan kita menyimpulkan bahawa ciri saluran paip berbeza dengan ciri tekanan yang diperlukan sekiranya tiada tekanan statik H Seni, dan bila H st = 0 kedua-dua kebergantungan ini bertepatan.

5.3 Sambungan paip sederhana.

Kaedah pengiraan analitik dan grafik

Pertimbangkan kaedah untuk mengira sambungan saluran paip sederhana.

Biar kita ada sambungan bersiribeberapa saluran paip mudah ( 1 , 2 dan 3 dalam rajah 5.3, dan) panjang yang berbeza, diameter yang berbeza, dengan satu set rintangan tempatan yang berbeza. Oleh kerana saluran paip ini dihubungkan secara bersiri, laju aliran bendalir yang sama berlaku di masing-masing Q. Kehilangan kepala secara keseluruhan untuk keseluruhan sendi (antara titik) Mdan N) terdiri daripada kehilangan tekanan di setiap saluran paip sederhana ( , , ), iaitu untuk sambungan bersiri, sistem persamaan berikut memegang:

(5.6)

Kerugian tekanan di setiap saluran paip sederhana dapat ditentukan melalui nilai-nilai kadar aliran yang sesuai:

Sistem persamaan (5.6), ditambah dengan ketergantungan (5.7), adalah dasar untuk perhitungan analitik sistem hidraulik dengan sambungan rangkaian saluran paip.

Sekiranya kaedah pengiraan grafik digunakan, maka ada keperluan untuk membina keseluruhan ciri sambungan.

Dalam Rajah 5.3, b menunjukkan kaedah memperoleh jumlah ciri sambungan bersiri. Untuk ini, ciri-ciri saluran paip sederhana digunakan. 1 , 2 dan 3

Untuk membina titik yang termasuk dalam keseluruhan ciri sambungan siri, perlu sesuai dengan (5.6) untuk menambahkan kehilangan tekanan pada saluran paip asal pada kadar aliran yang sama. Untuk tujuan ini, garis menegak sewenang-wenang dilukis pada grafik (pada kadar aliran sewenang-wenangnya Q" ). Sepanjang menegak ini, segmen (kehilangan tekanan, dan) yang diperoleh dari persimpangan menegak dengan ciri-ciri asal saluran paip diringkaskan. Maksudnya diperoleh DANakan tergolong dalam keseluruhan ciri sambungan. Oleh itu, ciri keseluruhan sambungan siri beberapa saluran paip mudah diperoleh dengan menambahkan ordinat titik-titik ciri awal pada kadar aliran yang diberikan.

Selaridisebut sambungan saluran paip yang mempunyai dua titik yang sama (titik cabang dan titik penutupan). Contoh sambungan selari tiga saluran paip sederhana ditunjukkan dalam Rajah 5.3. dalam.Jelas penggunaannya Q cecair dalam sistem hidraulik sebelum bercabang (titik M)dan selepas ditutup (titik N) sama dan sama dengan jumlah perbelanjaan Q 1 , Q 2 dan Q 3 di cawangan selari.

Sekiranya anda menunjukkan jumlah tekanan pada titik M dan Nmelalui N M dan H n, maka untuk setiap saluran paip kehilangan tekanan adalah sama dengan perbezaan kepala ini:

; ; ,

iaitu, dalam saluran paip selari, kehilangan tekanan selalu sama. Ini kerana dengan hubungan ini, walaupun terdapat rintangan hidraulik yang berbeza dari setiap saluran paip sederhana, kosnya Q 1 , Q 2 dan Q 3 diagihkan di antara mereka supaya kerugian tetap sama.

Oleh itu, sistem persamaan untuk sambungan selari mempunyai bentuk

(5.8)

Kehilangan tekanan di setiap saluran paip yang memasuki sambungan dapat ditentukan oleh formula bentuk (5.7). Oleh itu, sistem persamaan (5.8), ditambah dengan formula (5.7), adalah asas untuk pengiraan analitik sistem hidraulik dengan sambungan saluran paip yang selari.

Dalam Rajah 5.3, g menunjukkan kaedah memperoleh keseluruhan ciri sambungan selari. Untuk ini, ciri-ciri saluran paip sederhana digunakan. 1 , 2 dan 3 , yang dibina mengikut kebergantungan (5.7).

Untuk mendapatkan titik kepunyaan keseluruhan ciri sambungan paralel, perlu sesuai dengan (5.8) untuk menambahkan biaya dalam saluran paip asal dengan kehilangan tekanan yang sama. Untuk tujuan ini, garis mendatar sewenang-wenang dilukis pada carta (dengan kehilangan sewenang-wenang). Bahagian mendatar merangkum secara grafik (kos Q 1 , Q 2 dan Q 3) diperoleh dari persimpangan mendatar dengan ciri awal saluran paip. Maksudnya diperoleh DALAMtergolong dalam keseluruhan ciri sebatian. Oleh itu, ciri keseluruhan sambungan selari saluran paip diperoleh dengan menambahkan titik titik ciri awal pada kerugian ini.

Dengan menggunakan kaedah yang serupa, keseluruhan ciri untuk saluran paip bercabang dibina. Sambungan bercabangdisebut gabungan beberapa saluran paip yang mempunyai satu titik yang sama (tempat bercabang atau ditutupnya paip).

Sambungan siri dan selari yang dibincangkan di atas, secara tegas, diklasifikasikan sebagai saluran paip yang kompleks. Walau bagaimanapun dalam hidraulik di bawah saluran paip yang komplekssebagai peraturan, mereka memahami perkaitan beberapa saluran paip sederhana bersambung dan bersambung selari.

Dalam Rajah 5.3, dcontoh saluran paip yang kompleks yang terdiri daripada tiga saluran paip diberikan 1 , 2 dan 3. Saluran paip 1 dihubungkan secara bersiri dengan saluran paip 2 dan 3. Saluran paip 2 dan 3 boleh dianggap selari, kerana mereka mempunyai titik cabang yang sama (titik M) dan masukkan cecair ke dalam tangki hidraulik yang sama.

Untuk saluran paip yang kompleks, pengiraan biasanya dilakukan secara grafik. Urutan berikut disyorkan:

1) saluran paip kompleks dibahagikan kepada sebilangan saluran paip sederhana;

2) untuk setiap saluran paip sederhana, ciri-cirinya sedang dalam pembinaan;

3) dengan penambahan grafik, ciri saluran paip kompleks diperoleh.

Dalam Rajah 5.3, eurutan pembinaan grafik ditunjukkan semasa memperoleh keseluruhan ciri () saluran paip yang kompleks. Pertama, ciri-ciri saluran paip ditambahkan dan mengikut peraturan penambahan ciri-ciri saluran paip selari, dan kemudian ciri-ciri sambungan selari ditambahkan ke ciri sesuai dengan aturan penambahan ciri-ciri saluran paip bersambung seri dan ciri keseluruhan saluran paip kompleks diperoleh.

Mempunyai grafik yang dibina dengan cara ini (lihat Gambar 5.3, e) untuk saluran paip yang kompleks, mungkin hanya dengan kadar aliran yang diketahui Q 1 memasuki sistem hidraulik, tentukan tekanan yang diperlukan H penggunaan \u003d untuk keseluruhan saluran paip yang kompleks, kos Q 2 dan Q 3 di cabang selari, serta kehilangan tekanan, dan di setiap saluran paip sederhana.

5.4 Paip yang dipam

Seperti yang telah dinyatakan, kaedah utama untuk membekalkan cecair dalam kejuruteraan mekanikal adalah paksaan pam secara paksa. Pamdipanggil alat hidraulik yang menukar tenaga mekanikal pemacu menjadi tenaga aliran bendalir. Dalam hidraulik, saluran paip di mana bendalir didorong oleh pam dipanggil paip terpam(Rajah 5.4, dan).

Tujuan menghitung saluran paip dengan umpan pam, sebagai peraturan, adalah untuk menentukan tekanan yang dibuat oleh pam (kepala pam). Kepala pam H n dipanggil jumlah tenaga mekanikal yang dipindahkan oleh pam ke unit berat cecair. Oleh itu, untuk menentukan N n adalah perlu untuk menilai kenaikan jumlah tenaga spesifik cecair semasa ia melewati pam, iaitu

, (5.9)

di mana N dalam, Tidak -tenaga spesifik cecair, masing-masing, di saluran masuk dan keluar pam.

Pertimbangkan operasi saluran paip terbuka dengan umpan pam (lihat Gambar 5.4, dan). Pam mengepam cecair dari takungan bawah DANdengan tekanan di atas cecair hlm 0 ke tangki lain Bdi mana tekanan r 3 . Ketinggian pam berbanding tahap bendalir yang lebih rendah H 1 disebut tinggi penghisap, dan saluran paip di mana cecair memasuki pam, paip sedutanatau garis sedutan. Ketinggian bahagian akhir saluran paip atau tahap cecair atas N 2 dipanggil ketinggian pelepasan, dan saluran paip di mana cecair bergerak dari pam kepala tekananatau garis pelepasan.

Kami menulis persamaan Bernoulli untuk aliran bendalir di paip penyedut, iaitu untuk bahagian 0-0 dan 1-1 :

, (5.10)

di manakah kehilangan tekanan di paip penghisap.

Persamaan (5.10) adalah asas untuk pengiraan saluran sedutan. Tekanan hlm 0 biasanya terhad (paling kerap tekanan atmosfera). Oleh itu, tujuan pengiraan paip penghisap, sebagai peraturan, adalah untuk menentukan tekanan di hadapan pam. Ia harus lebih tinggi daripada tekanan wap tepu cecair. Ini diperlukan untuk mengelakkan peronggaan di pam masuk. Dari persamaan (5.10) kita dapat mencari tenaga spesifik cecair di saluran masuk ke pam:

. (5.11)

Kami menulis persamaan Bernoulli untuk aliran bendalir dalam paip tekanan, iaitu untuk keratan rentas 2-2 dan 3-3:

, (5.12)

di manakah kerugian tekanan dalam paip tekanan.

Bahagian kiri persamaan ini adalah tenaga khusus cecair di saluran keluar pam H keluar. Mengganti di (5.9) sebelah kanan kebergantungan (5.11) untuk H dalam dan (5.12) untuk H keluarkita mendapatkan

Seperti berikut dari persamaan (5.13), kepala pam H n menyediakan cecair pengangkat ke ketinggian (H 1+H 2), tekanan meningkat dengan r 0 sebelum ini hlm 3 dan dibelanjakan untuk mengatasi rintangan pada saluran penyedut dan tekanan.

Sekiranya di sebelah kanan persamaan (5.13) tanda H st dan ganti pada Kq m maka kita dapat H n= H cr + Kq m.

Mari kita bandingkan ungkapan terakhir dengan formula (5.2), yang menentukan tekanan yang diperlukan untuk saluran paip. Identiti penuh mereka jelas:

mereka. pam menghasilkan tekanan yang sama dengan tekanan saluran paip yang diperlukan.

Persamaan yang diperoleh (5.14) membolehkan kita menentukan secara analitik kepala pam. Walau bagaimanapun, dalam kebanyakan kes, kaedah analisisnya agak rumit, jadi kaedah grafik untuk mengira saluran paip dengan umpan pam telah tersebar luas.

Kaedah ini terdiri dalam merancang bersama pada grafik ciri-ciri tekanan saluran paip yang diperlukan (atau ciri-ciri saluran paip) dan spesifikasi pam. Di bawah ciri-ciri pam memahami pergantungan tekanan yang dihasilkan oleh pam, pada aliran. Titik persimpangan kebergantungan ini disebut titik kerjasistem hidraulik dan merupakan hasil penyelesaian persamaan grafik (5.14).

Dalam rajah 5.4, bcontoh penyelesaian grafik seperti ini diberikan. Inilah titik a dan terdapat titik operasi sistem hidraulik yang dikehendaki. Koordinatnya menentukan tekanan H n dicipta oleh pam dan kadar aliran Q n cecair dari pam ke sistem hidraulik.

Sekiranya atas sebab tertentu kedudukan titik operasi pada grafik tidak sesuai dengan pereka, maka kedudukan ini dapat diubah jika ada parameter saluran paip atau pam disesuaikan.

7.5. Tukul air di saluran paip

Tukul airdisebut proses osilasi yang berlaku di saluran paip dengan perubahan kecepatan bendalir secara tiba-tiba, misalnya, ketika aliran berhenti disebabkan oleh tutup cepat injap (ketuk).

Proses ini sangat cepat dan dicirikan oleh penggantian kenaikan dan penurunan tekanan yang tajam, yang dapat menyebabkan kehancuran sistem hidraulik. Ini disebabkan oleh fakta bahawa tenaga kinetik aliran bergerak ketika berhenti berhenti dalam kerja meregangkan dinding paip dan memampatkan cecair. Bahaya yang paling besar adalah tekanan awal.

Mari kita ikuti tahap tukul air yang berlaku di saluran paip semasa penutupan aliran yang cepat (Gambar 7.5).

Biarkan di hujung paip di mana bendalir bergerak dengan laju vq, penutupan paip segera DAN.Kemudian (lihat Rajah 7.5, dan) halaju zarah bendalir yang terkena kren akan dipadamkan, dan tenaga kinetiknya akan masuk ke dalam kerja ubah bentuk dinding paip dan bendalir. Dalam kes ini, dinding paip diregangkan, dan cecair dimampatkan. Tekanan dalam cecair yang berhenti meningkat sebanyak Δ hlm rentak Zarah-zarah lain masuk ke zarah bendalir yang dihambat di keran dan juga kehilangan kelajuan, menghasilkan keratan rentas p-pbergerak ke kanan pada kelajuan c disebut kelajuan gelombang kejutankawasan peralihan itu sendiri (keratan rentas p-p)di mana tekanan berubah dengan Δ hlm oud dipanggil gelombang kejutan.

Apabila gelombang kejutan sampai ke takungan, cecair akan dihentikan dan dimampatkan di seluruh paip, dan dinding paip - diregangkan. Tekanan kejutan meningkat Δ hlm oud akan tersebar di seluruh paip (lihat Gambar 7.5, b).

Tetapi keadaan seperti itu tidak seimbang. Di bawah pengaruh tekanan tinggi ( r 0 + Δ hlm beats) zarah cecair akan bergegas dari paip ke tangki, dan pergerakan ini akan bermula dari bahagian yang berdekatan dengan tangki. Sekarang bahagian p-pbergerak melalui saluran paip ke arah yang bertentangan - ke kren - dengan kelajuan yang sama darimeninggalkan tekanan dalam bendalir hlm 0 (lihat gambar 7.5, dalam).

Dinding bendalir dan paip kembali ke keadaan awal sesuai dengan tekanan hlm 0 . Kerja ubah bentuk sepenuhnya diubah menjadi tenaga kinetik, dan bendalir di dalam paip memperoleh kelajuan asalnya , tetapi diarahkan ke arah yang bertentangan.

Pada kelajuan ini, "lajur cecair" (lihat Gambar 7.5, gcenderung melepaskan diri dari kren, akibatnya gelombang kejutan negatif muncul (tekanan dalam cecair menurun dengan nilai yang sama Δ hlm rentak). Batasan antara dua keadaan bendalir diarahkan dari kren ke tangki dengan kelajuan darimeninggalkan dinding paip yang dimampatkan dan cecair yang mengembang (lihat Rajah 7.5, d). Tenaga kinetik cecair masuk ke dalam kerja ubah bentuk, tetapi dengan tanda yang bertentangan.

Keadaan cecair di dalam paip pada saat kedatangan gelombang kejutan negatif ke tangki ditunjukkan dalam Rajah 7.5, e.Seperti kes yang ditunjukkan dalam Rajah 7.5, b, ia tidak seimbang, kerana cecair di dalam paip berada di bawah tekanan ( r 0 + Δ hlm rentak) kurang daripada di tangki. Dalam gambar 7.5, dengan baikproses mengimbangkan tekanan dalam paip dan tangki ditunjukkan, disertai dengan berlakunya pergerakan bendalir dengan kepantasan .

Sudah jelas bahawa begitu gelombang kejutan yang dipantulkan dari takungan mencapai kren, akan timbul situasi yang sudah terjadi pada saat menutup kren. Keseluruhan kitaran tukul air akan berulang.

Kajian teori dan eksperimen tukul air dalam paip pertama kali dilakukan oleh N.E. Zhukovsky. Dalam eksperimennya, sehingga 12 kitaran lengkap didaftarkan dengan penurunan Δ secara beransur-ansur hlm rentak Sebagai hasil kajian, N.E. Zhukovsky memperoleh pergantungan analitik yang memungkinkan untuk menganggarkan tekanan kejutan Δ hlm rentak Salah satu formula ini, bernama N.E. Zhukovsky, mempunyai bentuknya

di manakah kelajuan penyebaran gelombang kejutan dariditentukan oleh formula

,

di mana K -modulus volumetrik keanjalan cecair; E -modulus keanjalan bahan dinding saluran paip; d dan δ adalah diameter dalaman dan ketebalan dinding saluran paip, masing-masing.

Formula (7.14) berlaku untuk tukul air langsung, ketika waktu tutup aliran t tutup kurang dari fasa tukul air t 0:

di mana l - panjang paip.

Fasa tukul air t 0 - ini adalah masa di mana gelombang kejutan bergerak dari kren ke tangki dan kembali. Pada t tutup\u003e t Tekanan kejutan 0 kurang, dan hidroblow dipanggil tidak langsung.

Sekiranya perlu, anda boleh menggunakan kaedah "mitigasi" tukul air yang diketahui. Yang paling berkesan adalah meningkatkan masa tindak balas paip atau alat lain yang menyekat aliran cecair. Kesan serupa dicapai dengan memasang di hadapan peranti yang menyekat aliran cecair, akumulator atau injap keselamatan. Mengurangkan kelajuan pergerakan bendalir di saluran paip dengan meningkatkan diameter dalaman paip pada kadar aliran tertentu dan mengurangkan panjang saluran paip (mengurangkan fasa kejutan hidraulik) juga menyumbang kepada pengurangan tekanan kejutan.

[Jadual Kandungan] [Kuliah Seterusnya] Pengguna VIP.
Ini boleh dilakukan secara percuma. Baca.

Penyebab yang paling mungkin berlaku dalam pengendalian sistem bekalan air di sebuah rumah persendirian adalah, seperti yang anda ketahui, kakisan pada dinding paip, pemendapan garam di atasnya dan tekanan tinggi air di saluran paip. Memandangkan fakta bahawa dalam beberapa tahun kebelakangan untuk menggantikan paip logam rakan plastik mereka semakin hampir, hanya dua sebab di atas yang menimbulkan ancaman sebenar kepada bekalan air anda. Persoalan mengenai kawalan simpanan garam tidak termasuk dalam ruang lingkup artikel kami (walaupun sebahagiannya mempengaruhi petunjuk tekanan pada paip), yang berkaitan dengan yang kami akan pertimbangkan hanya faktor terakhir.

Untuk amaran masalah yang mungkin berlaku Sebelum membeli produk tubular, anda harus membiasakan diri dengan pasport yang dilampirkan pada mereka dan pastikan bahawa mereka dapat menahan tekanan yang diberikan dalam sistem bekalan air anda.

Nota! Peningkatan tekanan dalam sistem memerlukan peningkatan aliran air.

Ini membawa kepada penggunaan tenaga tambahan yang digunakan oleh peralatan mengepam, yang memberikan peredaran air yang berterusan dalam sistem.

Nilai tekanan

Telah diketahui bahawa mengekalkan tahap tekanan air yang normal dalam paip adalah syarat terpenting bagi kebolehoperasian rangkaian bekalan air, dan juga operasi yang lama dan tanpa masalah. Dalam kes ini, tekanan dalam saluran paip dapat berbeza secara signifikan dari rata-rata tetap, yang dinormalisasi untuk sistem air domestik.

Jadi, sebagai contoh, untuk operasi normal injap dapur, tekanan pembawa dalam sistem bekalan air tidak boleh kurang dari 0.5 bar.

Tetapi dalam keadaan sebenar, nilai penunjuk ini, sebagai peraturan, agak berbeza dengan nilai yang ditunjukkan. Itulah sebabnya, ketika menerima sistem bekalan air (khususnya setelah pembaikannya), disarankan untuk memantau tekanan kerja untuk kepatuhannya terhadap standar yang telah ditetapkan.

Nah, dalam hal pemasangan saluran paip secara bebas, sebelum memulakan kerja, anda harus berhati-hati membiasakan diri dengan keperluan asas untuk sistem air isi rumah, dan juga dengan prosedur yang umum diterima untuk pengaturannya.

Peranti pengimbang tekanan

Mari pertimbangkan beberapa peranti yang dapat membantu mengatasi tekanan.

Untuk menyamakan tekanan air di saluran paip isi rumah, alat khas dapat digunakan untuk menghilangkan lebihan media. Lebih-lebih lagi, tekanan berlebihan dalam sistem dapat dikompensasi dengan sederhana - untuk ini, tangki pengembangan yang disebut dipasang di dalamnya, mengambil semua media yang berlebihan.

Sesuai dengan reka bentuknya, semua sampel tangki pengembangan (pampasan) yang diketahui dibahagikan kepada peranti jenis terbuka dan tertutup. Mereka sangat kerap digunakan dalam sistem bekalan objek. air panas, kerana dalam kes ini kebarangkalian pembentukan penurunan tekanan dalam sistem sangat tinggi. Ini disebabkan oleh fakta bahawa penyejuk dalam proses peredarannya melalui rangkaian (dari "kembali" - ke dandang pemanasan, dan sekali lagi ke sistem) sedikit meningkatkan isinya.

Nota! Apabila suhu air berubah sebanyak 10 ° C, misalnya, kadar pengembangan penyejuk dalam sistem mencapai 0.3% dari jumlah isipadu cecair di dalamnya.

Kelemahan peranti pengembangan jenis terbuka ialah pemasangannya meletakkan sistem dalam mod yang dicirikan oleh tekanan penyejuk rendah dan, sebagai akibatnya, kebolehkendalian yang lemah. Di samping itu, penyejatan secara beransur-ansur pembawa berlaku dalam sistem terbuka. Anda memerlukan usaha tambahan untuk pemulihan berterusan.

Untuk semua perkara di atas, kita dapat menambahkan bahawa kerana tangki yang terbuka, bahagian udara segar masuk ke dalamnya, yang menyebabkan percepatan proses kakisan dalam sistem.

Nota! Oleh kerana tangki pengembangan jenis terbuka mesti terletak di bahagian paling atas struktur, mereka memerlukan penebat wajib. Jelas bahawa kos keseluruhan sistem bekalan air secara keseluruhan dalam kes ini meningkat dengan ketara.

Adalah mungkin untuk menghindari semua masalah di atas dengan menggunakan tangki jenis tertutup sebagai alat pampasan, lokasi pemasangannya, sebagai peraturan, tidak diseragamkan. Tangki sedemikian dilengkapi dengan mekanisme membran terbina dalam yang membolehkan anda menyesuaikan tekanan pembawa dalam mod tertutup.

Selain tangki pampasan dalam sistem air, akumulator hidraulik yang disebut juga dapat dipasang, yang digunakan untuk melindungi saluran paip dari fenomena berbahaya seperti kejutan hidraulik.

Fenomena tukul air biasanya terserlah semasa pemutusan peralatan mengepam kecemasan darurat atau ketika injap pensampelan air tiba-tiba ditutup (dibuka). Beban dinamik yang dihasilkan dapat melebihi nilai yang dibenarkan untuk saluran paip tertentu. Perhatikan bahawa peranti sedemikian dioperasikan, sebagai peraturan, di saluran paip dengan air minum dan membolehkan anda membuat bekalan media kecil yang secara automatik dapat diarahkan kembali ke sistem (sekiranya pengurangan tekanan di dalamnya).
Seperti alat pampasan yang dipertimbangkan sebelumnya, penumpuk boleh dikendalikan dalam bentuk tertutup atau terbuka dan mempunyai semua kekurangan yang disenaraikan di atas.

Nota! Serentak dengan penumpuk hidraulik, disarankan untuk meletakkan tangki pengembangan dengan kapasiti kecil (kira-kira 0.2 liter) di tempat penarikan air.

Semasa mengkaji reka bentuk penumpuk hidraulik termudah yang tertutup, kami dapati bahawa asas tindakannya adalah mekanisme membran yang sama (serupa dengan tangki pengembangan). Dalam isipadu tertutup, membran berada dalam keadaan stabil, diimbangi oleh tekanan penyejuk dan gelembung udara yang hampir sama, yang terletak di sisi partisi yang bertentangan.
Setelah menghidupkan stesen pam, isipadu pendingin dalam sistem meningkat, yang menyebabkan pemampatan udara dalam silinder membran dan, sebagai akibatnya, peningkatan tekanannya. Perubahan ini secara automatik dihantar ke elemen sensitif dari relay terbina dalam, yang mematikan pam apabila parameter ini mencapai nilai tertentu.

Dalam proses penggunaan air dalam sistem, tekanannya menurun dengan ketara, yang sekali lagi membawa ke relay, tetapi sekarang untuk dihidupkan.
Petunjuk hidraulik

Pengiraan tekanan pembawa, yang mencukupi untuk fungsi normal saluran air anda, akan membolehkan anda menentukan dengan tepat sampel produk tiub yang dibeli sebelum pemasangan. Perlu diingat bahawa nilai tekanan yang terhad dalam rangkaian biasanya dikaitkan dengan petunjuk berikut:

• ambang tekanan bendalir atas dan bawah, yang mana alat pampasan jenis tertutup yang dipasang dalam rangkaian dirancang (tangki pengembangan dan penumpuk hidraulik);
• nilai tekanan, mewujudkan keadaan untuk fungsi normal peralatan rumah tangga, bergantung pada bekalan air (mesin basuh, misalnya);
• had tekanan di mana paip yang anda beli dan aksesori yang dibekalkan dengannya (injap, tees, pengadun, dll.) direka.

Nota! Untuk unit pengukuran tekanan pembawa yang beredar di rangkaian bekalan air, 1 bar (atau 1 atmosfera) diambil. Nilai penunjuk ini untuk sumber air bandar (mengikut keperluan SNiP yang sah) mestilah sekitar 4 atmosfera.

Perhatikan juga bahawa injap, faucet yang dipasang di saluran pemanasan, dan juga paip itu sendiri mesti menahan lonjakan tekanan jangka pendek hingga 6 atmosfera. Semasa membeli sampel asas peralatan rumah tangga yang disambungkan ke rangkaian bekalan air anda, anda harus memilih model yang mempunyai margin keselamatan kecil. Berhati-hati sedemikian akan membolehkan anda melindungi mereka dari lonjakan tekanan secara tiba-tiba di rangkaian yang disebabkan oleh kejutan air.

Adalah sangat penting bahawa dalam sistem bekalan air rumah persendirian, tekanan air mempunyai tahap yang memungkinkan anda untuk menghidupkan beberapa titik penggunaan sekaligus, yang dapat dicapai dengan minimum 1.5 bar.

Tolok tekanan khas dengan skala linier standard yang dikalibrasi dalam unit yang sesuai digunakan untuk secara langsung mengambil bacaan tekanan di rangkaian bekalan air.

Mengikut keperluan SNiP, pemeriksaan kebolehoperasian peralatan dalam rangkaian pemanasan, serta keadaan semua peralatan tambahan, harus dilakukan sekurang-kurangnya sekali setahun.

Semasa pemeriksaan ini, pertama sekali, terdapat kebocoran dalam sistem bekalan air dan penurunan tekanan yang disebabkan olehnya. Setelah semua kebocoran diperbaiki, perlu untuk memeriksa tekanan dalam bekalan air mengikut tolok tekanan yang dipasang pada akumulator hidraulik utama.

Semasa operasi normal sistem, bacaan peranti ini harus hampir dengan nilai minimum (Pmin). Sekiranya terdapat perbezaan yang ketara dari Pmin (lebih dari 10%), anda perlu berusaha meningkatkan tekanan ke indikator yang diinginkan dengan menghidupkan peralatan pam yang beroperasi di rangkaian anda. Sekiranya tekanan air di rangkaian pemanasan meningkat (segera setelah relai berhenti pam diaktifkan), perlu dilakukan pengukuran tekanan sekali lagi, tetapi sekarang dalam mod tutup. Parameter yang ditunjukkan, dengan analogi dengan kes sebelumnya, tidak boleh berbeza dengan nilai Pmax lebih dari 10%.

Pengenalan

Matlamat dan objektif kerja kursus

1. Pengiraan saluran paip

1.1 Tugas

1.2 Pengiraan

1.2.1 Penentuan kelajuan dan kos

1.2.2 Penentuan kepala statik dan halaju

1.2.3 Pengiraan kehilangan tekanan

1.2.4 Penentuan tekanan yang diperlukan

2. Pemilihan pam

3. Peraturan pam

4. Pengiraan ketinggian penghisap yang dibenarkan

Saluran paip teknologi adalah saluran paip perusahaan perindustrian yang mengangkut campuran, perantaraan dan produk siap, reagen bekas, air, bahan bakar dan bahan lain yang memastikan pelaksanaan proses.

Dengan menggunakan saluran paip teknologi di kilang kimia, produk dipindahkan di antara peranti individu di bengkel atau pemasangan teknologi yang sama, dan antara kilang teknologi dan bengkel individu, memberi makan bahan mentah dari kemudahan penyimpanan atau mengangkut produk siap ke tempat penyimpanannya.

Di perusahaan industri kimia, saluran paip teknologi merupakan bahagian yang tidak terpisahkan dari peralatan teknologi. Kos pembinaan mereka dalam beberapa kes boleh mencapai 30% dari kos keseluruhan perusahaan. Di beberapa kilang kimia, panjang saluran paip diukur dalam puluhan atau bahkan ratusan kilometer. Pengoperasian loji teknologi dan perusahaan kimia secara keseluruhan tanpa gangguan, kualiti produk dan keadaan kerja peralatan teknologi yang selamat bergantung pada seberapa baik saluran paip yang dirancang dan dikendalikan dengan baik, dan pada tahap apa keadaan baik mereka dijaga.

Bahan mentah dan produk yang digunakan dalam teknologi kimia dan diangkut melalui saluran paip mempunyai pelbagai sifat fizikokimia. Mereka boleh dalam keadaan cair, plastik, gas atau wap, dalam bentuk emulsi, suspensi atau cecair berkarbonat. Suhu media ini boleh berkisar dari rendah hingga sangat tinggi, tekanan - dari vakum dalam hingga puluhan atmosfera. Media ini boleh menjadi neutral, berasid, alkali, mudah terbakar dan mudah meletup, tidak sihat dan berbahaya kepada alam sekitar.

Saluran paip dibahagikan kepada sederhana dan kompleks, pendek dan panjang. Saluran paip yang tidak mempunyai cabang di sepanjang jalur cecair untuk pemilihan atau bekalan cecair tambahan ke saluran paip disebut sederhana. Yang rumit adalah saluran paip yang terdiri daripada paip batang utama dan cawangan sampingan yang membentuk rangkaian saluran paip dengan pelbagai konfigurasi. Saluran pemasangan teknologi perusahaan perusahaan kimia kebanyakannya mudah.

Cara termudah untuk memindahkan cecair dari satu alat ke alat lain adalah dengan mengalirkannya secara graviti. Pergerakan sedemikian hanya mungkin jika tangki awal terletak di atas pengisian.

· Berkenalan dengan peranti saluran paip teknologi perusahaan kimia, kaedah menggerakkan cecair melalui mereka dan kaedah menggunakan kebergantungan asas untuk mendapatkan persamaan pengiraan yang diperlukan untuk membina ciri hidraulik saluran paip.

· Melaksanakan tugas individu untuk membina lekukan tekanan yang diperlukan untuk sederhana proses saluran paip, menentukan kaedah menggerakkan cecair melaluinya untuk laju aliran tertentu, dan memilih pam, serta memperoleh kemahiran untuk menganalisis operasi saluran paip berdasarkan ciri hidrauliknya.

1.1 Tugasan untuk kertas penggal No. 1 dalam disiplin "Proses dan peranti teknologi kimia"

Pilihan I-1

Lakukan pengiraan hidraulik saluran proses dan bina lengkungan tekanan yang diperlukan. Pilih pam untuk mengepam cecair melalui saluran paip pada kadar aliran tertentu.

Skim saluran paip

Data untuk pengiraan:

RA \u003d log 1.5 kg / cm2; PB \u003d 0,5 kg / cm2 kekosongan; L1 \u003d 200 m; L2 \u003d 150 m; d1 \u003d 95x5 mm; d2 \u003d 45x4 mm;

Cecair yang dipam: Asid sulfurik 60%;

Jenis rintangan tempatan: 1-injap normal;

2-cabang φ \u003d 90 °;

Jenis dan keadaan paip: 1-keluli dengan deposit besar;

2-keluli baru;

Perubahan diameter secara tiba-tiba: penyempitan secara tiba-tiba

Ketinggian cecair: ΔZ \u003d 40 m;

Kadar aliran cecair yang dipam: qv \u003d 1.8 · 10-3 m3 / s.

Kami memindahkan, jika perlu, data awal ke sistem SI:

Untuk 60% asid sulfurik, nilai rujukan untuk ketumpatan dan kelikatan dinamik adalah sama, masing-masing: , Lulus;

Kami menetapkan 6 nilai kelajuan di bahagian paip dengan diameter lebih kecil (bahagian II saluran paip) dari selang m / s.

Cari kadar aliran volumetrik cecair:

qv1 \u003d 5.37 · 10-4 m3 / s;

qv2 \u003d 1.07 · 10-3 m3 / s;

qv3 \u003d 1.61 · 10-3 m3 / s;

qv4 \u003d 2.15 · 10-3 m3 / s;

qv5 \u003d 2.69 · 10-3 m3 / s;

qv6 \u003d 3.22 · 10-3 m3 / s;

Kami mengira luas keratan rentas paip pertama:

Cari kadar aliran bendalir di paip pertama:

Kami mendapat: uI, 1 \u003d 0.10 m / s;

uI, 2 \u003d 0.19 m / s;

uI, 3 \u003d 0.28 m / s;

uI, 4 \u003d 0,38 m / s;

uI, 5 \u003d 0,47 m / s;

Kepala diperlukan untuk mengatasi rintangan lajur cecair:

di mana .

Kepala tekanan:

Hitung kehilangan tekanan:

Untuk melakukan ini, kita dapati nilai kriteria Reynolds untuk bendalir di paip pertama:

Kekasaran paip :

Untuk kali pertama paip besi dengan deposit yang besar

Kemudian

Oleh kerana semua nilai kriteria Reynolds berada dalam julat, untuk aliran turbulen campuran, anda boleh menggunakan formula berikut untuk mengira pekali geseran:

Maka kerugian pada bahagian linier pertama saluran paip akan sama dengan:

Kerugian pada bahagian paip linier ke-2:

Kekasaran paip:

Untuk paip keluli baru kedua kami mengambil: m.

Kemudian:

Nilai kritikal kriteria Reynolds:

Oleh kerana 4 nilai pertama kriteria Reynolds kurang dari ReКР1, alirannya bergelora lancar, dan:

Kita mendapatkan:

Oleh kerana dua nilai Re terakhir tergolong dalam selang, aliran bercampur bergolak, dan:

kemudian

Kehilangan tekanan di bahagian kedua saluran paip:

kita dapati:

Kami dapati kehilangan tekanan dalam rintangan tempatan.

Untuk melakukan ini, kami memilih nilai rujukan pekali kerugian tempatan untuk rintangan tempatan yang sesuai:

Pintu masuk ke paip;

Injapnya normal;

Penyempitan secara tiba-tiba;

Bengkok φ \u003d 90 °;

Keluar dari paip;

· Kemudian untuk paip:

· Untuk paip II:

Kerugian tempatan di laman web:

kita mendapatkan:

Kerugian tempatan pada peringkat ke-2:

Kemudian jumlah kerugian pada bahagian I dan II:

· Di laman web pertama:

· Di laman web ke-2:

Jumlah kerugian:

Kami dapati nilai tekanan sebenarnya:

Cari tekanan yang diperlukan:

Berdasarkan pengiraan, kami membina lengkung tekanan yang diperlukan.

Dalam kerja ini, pemilihan pam terdiri dalam mencari pam yang titik operasi, apabila digabungkan dengan lengkung tekanan yang diinginkan, terletak di dalam kawasan pam, dan yang mana laju aliran biasa qv adalah sama dengan laju aliran yang ditetapkan untuk saluran paip atau berbeza dari itu ke arah yang lebih besar. Dalam kes ini, kadar aliran lebihan dapat dilunaskan dengan menutup peranti tutup.

Dengan menggunakan pam untuk memastikan kadar aliran cecair m3 / s \u003d m3 / jam, perlu dibuat tekanan yang diperlukan Ntreb \u003d 38m.

Kami memilih pam untuk memastikan keadaan seperti ini:

Tentukan kawasan kerja untuk aliran bendalir yang diperlukan:

m3 / s;

m3 / s.

Cari kepala yang sesuai dengan kos tersebut:

Dari hubungan, menggantikan H1 \u003d 24 m, qv1 \u003d 2.4 · 10-3 m3 / s dan, dengan itu, m3 / s dan m3 / s kita dapati m; m

Dengan menggunakan tiga titik yang ada, kami membina lengkung pam.

Ia dilihat bahawa lengkung kepala dan pam yang diperlukan bersilang hampir di kawasan kerja. Di samping itu, pam memberikan sedikit aliran dan tekanan tambahan. Untuk meningkatkan tekanan yang diperlukan dalam rangkaian, perlu menggunakan alat pengunci pengunci (injap). Dengan pertindihan separa, keratan rentas aliran menurun dan nilai rintangan tempatan meningkat, yang menyebabkan perpindahan keluk tekanan berlawanan arah jarum jam.

Kaedah mengatur aliran pam dengan mengubah bilangan putaran poros adalah paling berkesan dari sudut penjimatan tenaga. Walau bagaimanapun, motor asinkron yang agak murah, boleh dipercayai dan senang digunakan sering digunakan untuk menggerakkan pam. Perubahan bilangan putaran enjin sedemikian dikaitkan dengan keperluan untuk mengubah frekuensi arus bolak-balik bekalan. Kaedah ini rumit dan mahal. Dalam hal ini, pendikit digunakan terutamanya untuk mengawal aliran pam.

Perubahan dalam kedudukan roda roda injap disertai dengan perubahan pekali rintangan tempatan. Sekiranya perubahan dalam kelajuan berpengaruh pada ciri pam, maka pendikit adalah perubahan pada ciri rangkaian.

Sekiranya, sebagai contoh, anda menutup injap, dengan itu meningkatkan kehilangan tekanan dalam rangkaian, seperti yang dapat dilihat dari persamaan untuk mengira kerugian tekanan tempatan, peningkatan pekali rintangan tempatan akan menyebabkan peningkatan kehilangan tekanan. Oleh itu, tekanan yang diperlukan juga akan meningkat. Ciri rangkaian baru akan menjadi lebih curam. Pada masa yang sama, titik operasi akan beralih ke arah kos yang lebih rendah.

Kami mengira kuasa bersih yang dihabiskan oleh pam pada tenaga tekanan cecair mesej:

Hidupkan poros (dengan mengambil kira kecekapan pam): kW

Kuasa yang digunakan oleh enjin (nominal), dengan mempertimbangkan fakta bahawa kecekapan transmisi sama dengan satu: kW

Menerima pekali ruang kepala kuasa, kami dapati kuasa pemasangan enjin:

Memandangkan bahawa daya undian pam yang dipilih sedikit lebih tinggi daripada yang dikira, dapat disimpulkan bahawa pam yang dipilih adalah yang paling sesuai.

Bypass (pintasan). Semasa mengatur aliran pam dengan cara ini, laju aliran sistem yang diperlukan dapat dipastikan dengan penyingkiran sebahagian bendalir yang dipam oleh pam dari paip tekanan ke paip penghisap melalui pipa pintas. Sekiranya perlu untuk mengurangkan bekalan ke sistem, buka injap pada paip pintasan. Ciri rangkaian menjadi lebih positif dan jumlah aliran pam meningkat.

Kaedah kawalan ini lebih ekonomik untuk pam di mana penggunaan kuasa menurun dengan peningkatan aliran. Untuk pam empar, kawalan pintasan akan meningkatkan daya pam dan boleh menyebabkan beban motor berlebihan.

Dilewati dari sisi tekanan ke bahagian penghisap, aliran bendalir mempunyai sedikit tenaga. Sekiranya dengan peraturan bypass tidak berlaku pemindahan tenaga berguna bendalir bypass ke aliran yang sesuai dengan pendesak, kehilangan daya yang dihabiskan dapat ditentukan oleh formula:

,

di mana qH adalah aliran pam,

qP - kadar aliran

Nust adalah kuasa yang digunakan oleh unit pam.

Kemudian kW

Tenaga aliran pintasan dapat digunakan secara rasional dalam dua cara:

1) Untuk meningkatkan tekanan di rongga sedutan pam dengan mewujudkan kesan pelepasan oleh aliran pintasan; secara berurutan, pam jet air dihidupkan ke pam utama, menghilangkan sebahagian tekanan yang mengatasi dari pam utama, sehingga pam utama berfungsi pada tekanan yang lebih rendah dan persekitaran peronggaan yang lebih baik.

2) Untuk memutar aliran di hadapan pendesak. Pusingkan aliran dilakukan ke arah putaran pendesak, sementara pengurangan pseudo frekuensi putaran pendesak n pada kekerapan putaran aliran cecair berpusing. Parameter pam - tekanan, aliran dan penggunaan kuasa akan berubah.

Semasa merancang pemasangan pam, pemeriksaan dibuat untuk ketinggian penghisap yang dibenarkan.

Sebabnya adalah bahawa tekanan (dan paling sering tekanan) di saluran masuk ke paip penyedut lebih tinggi daripada di saluran masuk ke pam dengan jumlah kerugian dalam paip sedutan. Biasanya, tekanan di saluran masuk pam lebih rendah daripada atmosfera (vakum). Besarnya vakum, pada gilirannya, dibatasi oleh besarnya tekanan atmosfera.

Apabila tekanan wap tepu tercapai, cecair akan mula mendidih. Semakin tinggi suhu, semakin tinggi tekanan wap. Stim yang memasuki pam mengganggu operasinya. Dalam pam yang bertindak dinamik, tekanan yang dibuat bergantung pada ketumpatan cecair. Wap mempunyai ketumpatan hampir 1000 kali lebih kecil daripada ketumpatan cecair. Oleh itu, tekanan juga menurun. Di pam volumetrik, bekalan juga berkurang kerana kepadatan wap rendah, dan kebocoran melalui kebocoran meningkat.

Fenomena lain yang sangat tidak diingini semasa operasi pam dan disebabkan oleh penurunan tekanan sedutan adalah peronggaan (mendidih cecair di zon tekanan berkurang (contohnya, di luar tepi bilah pam), diikuti oleh runtuhnya gelembung yang terhasil di zon kenaikan tekanan). Apabila gelembung wap runtuh, cecair bergerak ke pusatnya. Pada masa yang sama, cecair memperoleh kelajuan tertentu. Di tengah rongga wap, cecair berhenti seketika, kerana bendalir itu hampir tidak dapat dimampatkan. Tenaga kinetik berubah menjadi potensi (peningkatan tekanan). Tekanan cecair begitu besar sehingga di zon perongga terjadi kerosakan logam bilah.

Sehubungan dengan itu, pengiraan dibuat dari keadaan operasi pam bebas pam. Dalam praktiknya, satu lagi kuantiti perlu diambil kira - yang disebut sebagai rongga peronggaan.

Ketinggian penghisap yang dibenarkan bergantung pada tekanan wap. Semakin dekat suhu cecair ke titik didih, semakin tinggi tekanan wap tepu, dan oleh itu, ke ketinggian yang lebih rendah, anda dapat menaikkan pam relatif ke permukaan cecair. Sebagai hasil pengiraan, bahkan nilai negatif dapat diperoleh. Sesungguhnya, semasa mengepam cecair mendidih rendah, pam mesti dikebumikan (dipasang di bawah permukaan cecair).

Kelajuan bendalir juga mengurangkan ketinggian penghisap yang dibenarkan kerana tekanan berkelajuan tinggi dan kehilangan tekanan pada paip sedutan. Dalam hal ini, ketika merancang unit pam, mereka berusaha membuat diameter saluran penyedut besar. Sebarang perlawanan tempatan juga sangat tidak diingini. Berbagai jenis penapis, injap atau injap pintu, jika boleh, dipasang bukan pada penyedut, tetapi pada paip pelepasan.

Oleh itu:

di mana:

Pt \u003d 200 mm Hg \u003d 26.66 · 103 Pa - tekanan wap tepu

asid sulfurik pada suhu operasi (25 ° C);

UBC \u003d\u003d m / s adalah halaju bendalir di paip penyedut pam;

· Cari hPOT - kehilangan tekanan di saluran sedutan:

Aliran campuran bergelora, oleh itu:

m - stok peronggaan.

· P1 \u003d 1.472 · 105 Pa - tekanan pada paip penyedut.

kesimpulan

Dalam karya ini, perhitungan saluran paip teknologi (penentuan tekanan yang diperlukan) dilakukan, yang terdiri dari penentuan kepala statik, berkelajuan tinggi, serta resistansi tempatan dan linier pada pelbagai laman web dan keseluruhan saluran paip secara keseluruhan. Lengkung tekanan yang diperlukan dibangun, dan pam dipilih yang memastikan kadar aliran bendalir yang diangkut ditentukan oleh guru.

1. A.G. Kasatkin, "Proses utama dan peralatan teknologi kimia", Moscow: Chemistry, 1971 - 784 p.

2. Proses dan peralatan utama teknologi kimia: manual reka bentuk / G.S. Borisov, V.P. Brykov, Yu.I. Dytnersky et al. Ed. Yu.I. Dytnersky, edisi ke-2, Rev. dan tambah. M .: Kimia, 1991 - 496 p.

3. K.F. Pavlov, P.G. Romankov, A.A. Stoking. Contoh dan tugas dalam proses proses dan alat kimia. teknologi, edisi ke-10, disemak. dan tambah. Ed. P.G. Romankova. L .: Kimia, 1987 - 578 p.