Курсовая работа по предмету: Гидравлика и гидравлические машины Вариант Студент группы Мт Проверил - файл

скачать (113.3 kb.)

Контрольная работа - Гидравлика и гидравлические машины. Раздел З. Гидравлические машины (Лабораторная работа)
Курсовая работа - Расчет сложного трубопровода и выбор насоса для заданной технологической схемы (Курсовая)
Контрольная работа - Гидравлика и гидравлические машины. Раздел 2. Гидродинамика (Лабораторная работа)
Контрольная работа - Гидравлика и гидравлические машины. Раздел 1. Жидкость. Гидростатика (Лабораторная работа)
Курсовая работа по дисциплине Гидравлика и гидропневмопривод Всего листов Студент группы 04птм (Документ)
Лекции по Гидравлические и аэродинамические машины (Лекция)
Расчётно-графическая работа студент группы Подпись Дата Проверил: ст (Документ)
Контрольная работа по дисциплине безопасности жизнедеятельности вариант №72 студент группы ас(аб)з-81 (Документ)
Лабораторная работа №1,2 Проверил Высогорец Я. В. 2019 г. Студент группы Мимс-315 Бочериков В. В (Документ)
Практическая работа №1 Проверка качества сгенерированного пароля Вариант № студент группы (Документ)
Контрольная работа по дисциплине «История» Вариант 5 Студент группы 2тс-1 В. В. Дергачев (Документ)
Билет 1 Классификация Гидравлических машин Регулирование режимов работы изменением частоты вращения вала Гидравлические машины (Документ)

Министерство образования Республики Беларусь

УО «ВГТУ»

Кафедра технологии и оборудования машиностроительного производства

Курсовая работа

по предмету: Гидравлика и гидравлические машины

Вариант

Выполнил:

Студент группы Мт

Проверил:

Кузьминков С.М.

Витебск 2011

Содержание

Введение . . . . . . . . . . . 3
Исходные данные . . . . . . . . . . 4
Расчет характеристик трубопровода . . . . . . . 5
Построение графиков, определение рабочей точки системы и затрачиваемой мощности . . . . . . . . . . . 9
Определение величины изменения мощности насоса при уменьшении расхода на 30% . . . . . . . . . . . . 10
Вывод . . . . . . . . . . . 11

Введение

В современном технологическом оборудовании машиностроения широко применяются гидравлические приводы, где носителем энергии являются жидкости. Это обусловлено целым рядом их преимуществ по сравнению с другими типами приводов. Так, например, гидравлические приводы обеспечивают получение больших усилий при малой металлоемкости, нечувствительность к перегрузкам, простоту получения любого вида перемещения, простоту управления и т.д.

Целью данной курсовой работы является расчет насосной установки. Что включает в себя: расчет характеристик трубопровода, построение графиков этих характеристик, определение рабочей точки системы, определение затрачиваемой мощности, определение влияния изменения расхода на изменение мощности насоса.

2. Исходные данные

P₂

P₁

3

l₁d₁

l₂d₂

l_вd_в

2

4

1

Схема насосной установки

Из питателя 1, в котором находится вода с температурой Т = 40 ^оС, находящегося под давлением Р₁, центробежным насосом 2 подается по разветвленному трубопроводу с параметрами l₁, d_1, l₂, d₂, в напорный резервуар 3, находящийся под давлением Р₂. Геометрическая разность уровней Н_Г, для регулировки потока установлен дроссель 4.
Требуется определить:

Рабочую точку системы;
Затрачиваемую мощность М;
Насколько изменится мощность насоса при уменьшении расхода Q_Нна 30 %.

При решении принимаем Р₁=Р₂=Р_атм.

При расчете учесть местные сопротивления напора в виде двух крутых поворотов для которых  = 1,19, и на дросселе  = 0,75.

Материал трубы нержавеющая сталь, _Э= 0,075.

l_в, м	l₁, м	l₂, м	d_в, мм	d₁, мм	d₂, мм	H_Г, м	Тип насоса
0,85	1,25	1,45	40	35	30	1,95	6

Характеристики насоса.

Q, л/с	0	10,0	19,4	25,0	33,4
Н, м	62,0	63,0	59,0	54,9	43,0
, %	0	48,0	65,5	71,0	66,0

2. Расчет характеристик трубопровода

Расчет проводится для трех участков трубопровода, имеющих разные диаметры. Для этого необходимо определить напор, развиваемый насосом на этих участках. При расчете используются следующие формулы.

Напор насоса:

;

где: Н_Г – напор геометрический; P₁ – P₂ – разность давлений в системе;  - удельный вес; h_W – потери напора.

;

где: d – диаметр трубопровода; Q – расход жидкости;  - коэффициент, учитывающий потери на местные сопротивления;  - гидравлический коэффициент.

;

где: Re – число Рейнольдса; _Э – эквивалентная шероховатость.

;

где  - коэффициент кинематической вязкости.

Коэффициент кинематической вязкости равен:

.

Для воды  = 1,001*10^-3 Па,  = 998,2 кг/м³. Следовательно

Так как по условию P₁ = P₂ = Р_атм., то Напор насоса будет равен:

Таким образом, мы можем получить три характеристики для трёх участков трубопровода, отличающихся диаметром труб. Каждая характеристика будет иметь пять точек.

Рассчитаем характеристику для участка с параметрами d_В = 40 мм, l_В = 0,85 м.

Определим числа Рейнольдса для каждой из пяти точек:

;

;

;

;

.

Определим гидравлический коэффициент для этих точек:

Для первой точки коэффициент  не существует, так как Re₁ = 0;
;

;

;

.

Определим потери напора для каждой точки:

Для первой точки значение h_W₁ будет равно нулю, так как Q₁ = 0.

;

;

;

.

Определим напор насоса для всех этих точек:

H_Н1 = 1,95 + 0 = 1,95 м;

H_Н2 = 1,95 + 11,40306 = 13,35 м;

H_Н3 = 1,95 + 42,91611 = 46,866 м;

H_Н4 = 1,5 + 71,26838 = 73,218 м;

H_Н5 = 1,95 + 127,2061 = 129,1561 м.

Полученные данные сведем в таблицу.

Q, л/с	0	10,0	19,4	25,0	33,4
Re	0	317040,9779	615059,4972	792602,4448	1058916,866
	-	0,13081629	0,13081459	0,130814185	0,130813833
h_W	0	11,40306	42,91611	71,26838	127,2061
Н_Н, м	1,95	13,35	46,866	73,218	129,1561

Рассчитаем характеристику для участка с параметрами d₁ = 35 мм, l₁ = 1,25 м.

Определим числа Рейнольдса для каждой из пяти точек:

;

;

;

;

.

Определим гидравлический коэффициент для этих точек:

Для первой точки коэффициент  не существует, так как Re₁ = 0;

;

;

;

.

Определим потери напора для каждой точки:

Для первой точки значение h_W₁ будет равно нулю, так как Q₁ = 0.

;

;

;

.

Определим напор насоса для всех этих точек:

H_Н1 = 1,95 + 0 = 1,95 м;

H_Н2 = 1,95 + 33,17963 = 35,12963 м;

H_Н3 = 1,95 + 124,8738 = 126,8238 м;

H_Н4 = 1,95 + 207,3706 = 209,3206 м;

H_Н5 = 1,95 + 370,1344 = 372,0844 м.

Полученные данные сведем в таблицу.

Q, л/с	0	10,0	19,4	25,0	33,4
Re	0	362332,5	702925,1	905831,4	1210191
	-	0,135256	0,135255	0,135255	0,135254
h_W	0	33,17963	124,8738	207,3706	370,1344
Н_Н, м	1,5	35,12963	126,8238	209,3206	372,0844

Рассчитаем характеристику для участка с параметрами d₂ = 30 мм, l₂ = 1,45 м.

Определим числа Рейнольдса для каждой из пяти точек:

;

;

;

;

.

Определим гидравлический коэффициент для этих точек:

Для первой точки коэффициент  не существует, так как Re₁ = 0;

;

;

;

.

Определим потери напора для каждой точки:

Для первой точки значение h_W₁ будет равно нулю, так как Q₁ = 0.

;

;

;

.

Определим напор насоса для всех этих точек:

H_Н1 = 1,95 + 0 = 1,95 м;

H_Н2 = 1,95 + 81,51767 = 83,46767 м;

H_Н3 = 1,95 + 306,798124 = 308,748 м;

H_Н4 = 1,95 +509,4815 = 511,4315 м;

H_Н5 = 1,95 + 909,3703 = 911,3203 м.

Полученные данные сведем в таблицу.

Q, л/с	0	10,0	19,4	25,0	33,4
Re	0	422721,3	820079,3	1056803	1411889
	-	0,140567	0,140569	0,140568	0,140568
h_W	0	81,51767	306,798124	509,4815	909,3703
Н_Н, м	1,95	83,46767	308,748	511,4315	911,3203

4. Построение графиков, определение рабочей точки системы и затрачиваемой мощности

Исходя из исходных данных, строим на графике характеристику насоса Н_Н. По данным, рассчитанным в предыдущем пункте, строим три графика (по пять точек для каждого графика) для трех участков трубопровода – h_W₁, h_W₂, h_В.

Графики h_W_{1 и} h_W₂ представляют собой характеристики параллельных участков. Сложим их графически. При параллельном соединении расходы в каждой точке графиков суммируются, а напор остается неизменным. Сложив эти два графика, получили график эквивалентный параллельным участкам трубопровода - h_W₁₂.

Теперь графики h_W₁₂ и h_В представляют собой характеристики двух участков трубопровода, соединенных последовательно. Их можно сложить, используя следующие правила: расход остается неизменным, а напора в каждой точке графиков суммируются.

Таким образом, получаем эквивалентный график данного трубопровода h_ЭКВ, который в пересечении с графиком Н_Н дает рабочую точку системы (точка А).

Произведя замеры определяем, что расход в рабочей точке системы Q_Н = 20,2 л/с, а напор Н_Н= 59 м.

Для того чтобы определить коэффициент полезного данной рабочей установки, строим график КПД - . В пересечении с характеристикой насоса получаем точку, которая соответствует номинальному КПД, _Н = 61 %.

Имея эти значения, можем рассчитать затрачиваемую мощность насоса по формуле:

.

5. Определение величины изменения мощности насоса при уменьшении расхода на 30%

Для определения уменьшения мощности насоса при уменьшении расхода на 30% необходимо построить новый график характеристики трубопровода, в каждой точке которого значение Q будет уменьшено на 30%.

Проделав это, получаем график h_ЭКВ1. Этот график в пересечении с графиком Н_Н дает рабочую точку А1 при уменьшенном напоре. Значение расхода в этой точке Q_Н1 = 14,7 л/с, а значение напора Н_Н = 62.

Получив эти значения, можем рассчитать мощность насоса для этого случая:

.

Сравнив это значение мощности (N_H₁) с предыдущим (N_H), видим, что при уменьшении напора на 30% затрачиваемая мощность насоса уменьшается на:

6. Вывод
При выполнении работы были получены навыки расчета гидравлических систем. В ходе работы были рассчитаны характеристики трубопровода, изучено влияние материала труб, диаметра труб и их длины на характеристики трубопровода. Так же была определена графическим методом рабочая точка системы, найден коэффициент полезного действия насоса и определена затрачиваемая мощность насоса. Было обнаружено, что для данной системы при уменьшении расхода насоса на 30%, мощность, затрачиваемая насосом, уменьшается на 32,2%.