Гидравлический расчет конденсатной системы трубопровода

Размещено на /

Содержание

Введение

1. Назначение и краткое описание конденсатной системы

2. Исходные данные для расчета конденсатной системы

2.1 Конденсатная система

2.2 Маслоохладитель

2.3 Конденсатор ВОУ

3. Расчет потерь

3.1 Расчет потерь напора в конденсатной магистрали

Участок 1–2

Участок 2–3

Расчет теплообменного аппарата: Конденсатор ВОУ

Сопротивление клапана

Участок 2–3 (от МО до КВОУ)

Участок 3–4

Расчет теплообменного аппарата: Маслоохладитель

Сопротивление клапана

Участок 3-4 (от тройника до МО)

Участок 4–5

3.2 Расчет потерь всасывающей магистралиError: Reference source not found

Участок 5–6

4. Характеристика сети

4.1 Нахождение полного коэффициента сопротивления системы

4.2 Нахождение полного напора насоса для разных расходов в системе

4.3 График зависимости характеристики сети

5. Заключение

6.Список используемой литературы

Введение

Целью работы является закрепление знаний по основам теории судовых гидравлических трубопроводных систем, а также практическое овладение навыками для выполнения необходимых расчетов трубопроводных систем.

В качестве системы, предназначенной для учебного расчета, выбрана конденсатная система судна. Это объясняется двумя причинами: во-первых, это наиболее важная система с точки зрения функционирования судовой энергетической установки (СЭУ); во-вторых, она наиболее разветвленная, что представляет определенный интерес с точки зрения выполнения гидравлических расчетов.

И так, главной задачей гидравлического расчета трубопровода будем считать определение диаметра труб и гидравлических характеристик системы, т.е. расхода и напора жидкости в трубопроводах на основных режимах работы системы. По полученным гидравлическим характеристикам в дальнейшем произведем выбор главного механизма, обслуживающего систему. Между гидравлическими характеристиками трубопроводами и характеристиками механизма должно быть полное соответствие на основных режимах работы системы.

Необходимый напор и производительность системы обеспечиваются в том случае, если расход жидкости и полное сопротивление в трубопроводной системе с учетом избыточного давления у потребителя и высоты подъема жидкости равны соответственно производительности и напору механизма, т. е. выполняются условия материального и энергетического балансов системы и механизма. При несоблюдении равенства будет наблюдаться либо перегрузка механизма, либо снижение напора и расхода в трубопроводе.

Основным моментом в гидравлическом расчете будет являться определение полного сопротивления движения жидкости.

1. Назначение и краткое описание конденсатной системы

В данной курсовой работе приведен расчет конденсатной гидравлической трубопроводной системы. Назначение данной системы состоит в приеме, хранении и подаче рабочего тела, в рассматриваемом случае конденсатной воды, к подогревателям, различным фильтрам элементам управления регулирования и защиты СЭУ, парогенерирующей установке. На чертеже конденсатной системы (см. приложение 1) приведены несколько упрощенная схема конденсатной системы, т.к. часть оборудования и элементов опущена.

На указанном чертеже показаны основные элементы рассматриваемой системы: главный конденсатор, маслоохладитель, конденсатный насос, маслоохладитель, фильтр ионной очистки, деаэратор, конденсатор водоопреснительной установки.

К данной системе применяются следующие требования морского регистра судоходства. Конденсатная система паротурбинных установок должна обслуживаться двумя конденсатными насосами. Подача каждого насоса не менее чем на 25 % должна превышать максимальное количество конденсата отработавшего пара, поступающего в конденсатор. В установках с двумя главными конденсаторами, размещенными в одном машинном отделении, резервный конденсаторный насос может быть общим для обоих конденсаторов.

2. Исходные данные для расчета конденсатной системы

2.1 Конденсатная система

где:

— расход жидкости в системе;

— приток жидкости в систему;

— длина всасывающей магистрали системы;

— длина от конденсатного насоса КН до тройника;

— длина участка от тройника до выходного патрубка из маслоохладителя МО;

— длина участка от выходного патрубка МО до входного патрубка конденсатора водоопреснительной установки

— геометрическая высота от уровня конденсата в конденсатосборнике главного конденсатора ГК деаэраторе до ЦТ сечения входного патрубка насоса;

— геометрическая высота между ЦТ сечений напорного патрубка насоса и входного патрубка МО;

— геометрическая высота между ЦТ сечений выходного патрубка ионообменного фильтра и входного патрубка КВОУ;

- геометрическая высота от ЦТ сечений выходного патрубка КВОУ и входного патрубка деаэратора;

— гидросопротивление ИОФ;

— гидросопротивление деаэрационной головки.

— давление в деаэраторе;

— давление в ГК;

— подогрев конденсата в МО;

— подогрев конденсата в КВОУ.

2.2 Маслоохладитель

где:

— число труб в трубном пучке;

— количество ходов охлаждающей воды;

— длина трубки

— внутренний диаметр труб пучка;

— диаметр трубной доски.

2.3 Конденсатор ВОУ

где:

— число труб в трубном пучке;

— количество ходов охлаждающей воды;

— длина трубки

— внутренний диаметр труб пучка;

3. Расчет потерь

3.1 Расчет потерь напора в конденсатной магистрали

Участок 1–2

1. Найдем расход на участке 1-2:

; [2, Табл. 1]

; [2, Табл. 1]

.

2. Найдем диаметр трубопровода:

Скорость в трубопроводе (Конденсатный — напорный)

[4, стр. 17]

Посчитаем диаметр трубопровода с учетом этих скоростей

; [2, стр. 14]

;

Стандартный приемлемый диаметр равен [2, стр. 14]

Посчитаем скорость с учетом уточненного диаметра

; [2, стр. 14]

3. Найдем температуру на участке 1-2:

; [2, Табл. 1]

; [5, стр. 23]

; ; [2, Табл. 1]

; ; [2, Табл. 1]

Найдем температуру на участке 2-3:

; [6]

;

;

.

Найдем температуру на участке 1-2:

; [6]

;

;

.

[5, — стр. 23-24, — стр. 217].

Найдем кинематическую вязкость:

; [1, стр. 15]

(Турбулентный режим) [2, стр. 14]

По формуле Кольбрука:

[2, стр. 16]

Рассчитаем сопротивления.

1. Сопротивление на повороте:

[3, стр. 233]

Для данного поворота: ; ; .

Тогда сопротивление поворота равно:

.

2. Сопротивление тройника:

Для данного тройника: все сечения одинаковы, отношение расходов расходящихся ветвей равно , тогда сопротивление тройника равно [3, стр. 308]

.

Найдем сопротивление на участке 1-2:

; [2, Табл. 1]

[2, стр. 17]

Найдем потери напора на участке 1-2:

[2, стр. 17]

Найдем напор в точке 2:

; [2, стр. 17]

; [3, Табл. 1]

;

(напор, созданный сопротивлением деаэратора) [3, стр. 27]

;

(напор, созданный сопротивлением деаэрационной головки) [4, стр. 27]

.

Участок 2–3

Расчет теплообменного аппарата: Конденсатор ВОУ.

Количество трубок в ходе: ; [2, стр. 10]

количество ходов:; [2, стр. 10]

длина трубки: ; [2, стр. 10]

диаметр трубки ; [2, стр. 10]

диаметр патрубка: ; [2, стр. 10]

расход воды: ;

Расход одной трубки:

.

Скорость на входе и выходе из КВОУ:

[3, стр. 18]

Скорость внутри трубок КВОУ:

[3, стр. 18]

Найдем критерий Рейнольдса:

;

(см. расчет и на первом участке) [1, стр. 15]

(Турбулентный режим) [2, стр. 18]

По формуле Кольбрука:

[2, стр. 16]

Найдем потери по длине: