>
З цього виразу видно, що для даного газопроводу залежність втрат від витрати графічно виражається параболою.
При послідовному з'єднанні газопроводів різного діаметра загальні втрати напору з'єднання дорівнюють сумі втрат в окремих газопроводах, витрата ж рідини по всій довжині з'єднання однаковий і дорівнює витраті в окремому газопроводі:
(3.25)
де - опір всього з'єднання.
Витрати рідини в окремих галузях паралельного з'єднання різні і визначаються опором гілок. Загальна витрата в з'єднанні дорівнює сумі витрат гілок. У цьому випадку з виразу (3.24) отримуємо:
(3.26)
Розглянемо загальний випадок: газопровід, в якому по дорозі руху рідина здійснює роботу або над нею відбувається робота. Повний напір рідини в початковому і кінцевому перерізах газопроводу відповідно
;
а прирощення повного напору в газопроводі
(3.27)
де - геометрична висота подачі рідини.
Вираз для питомої енергії Н, яку треба затратити на прирощення повного напору рідини в газопроводі і подолання в ньому втрат напору, носить назву рівняння мережі, а величина Н - повний реквізит натиск газопроводу.
(3.28)
Перетворимо цей вираз, ввівши позначення
(3.29)
(3.30)
Враховуючи вираз отримаємо:
(3.31)
де а, b і з константи для даної мережі.
Вираз (3.31) є рівнянням напірної характеристики газопроводу. Воно встановлює зв'язок між потребами напором і витратою рідини в мережі. Для заданно нагоди не враховується, з цього слід:
(3.32)
До того ж, оскільки діаметр газопроводу постійний с = 0.
4. Вихідні дані
Для проведення розрахунків необхідно сконструювати газопровід на підставі наступних даних:
В· Витрата метану 2,5 кГ/с;
В· тиск метану на виході з газопроводу 2,5 ат;
Матеріал газопроводу - сталь.
Так само для виконання всіх необхідних розрахунків і обчислень буде потрібно задатися деякими величинами, а деякі взяти з технічної літератури.
1) Величини, якими потрібно задатися:
Швидкість газу: W = 15 м/с;
Температура навколишнього середовища: t = 20 0 C = 293 До;
Газ, що йде по газопроводу-метан (CH 4 )
2) Табличні величини:
Молярна маса метану: М (CH 4 ) = 16г/моль =;
Молярний об'єм при нормальних умовах:
V m (CH 4 ) = 22.4л/моль = м 3 /моль;
Атмосферний тиск: p 0 =;
Динамічна в'язкість при нормальних умовах:;
Абсолютна шорсткість:;
Еквівалентна шорсткість (для помірно заржавілих зварених сталевих труб): До е =;
Прискорення вільного падіння g = 9.81м/с 2 ;
Коефіцієнти місцевих опорів:
а) для прямоточних вентилів при діаметрі (d = 0,363 м):
б) для трійника:
в) для коліна (ріг 90 0 ):
Використовувані в розрахунках табличні величини взяті з:
1). А.А. Гальнбек В«водоповітряних господарство металургійних заводів В»(с. 273-278);
2). О. Флореа, О. Смігельскій В«Розрахунки по процесах і апаратів хімічної технологи В»(с. 420-444);
3). Л. В. Арнольд, Г. А. Михайлівський, В. М. Селіверіев В«Технічна термодинаміка та теплопередачаВ» (с. 342)
5. Результати розрахунків та їх аналіз
5.1 Розрахунок втрат напору на тертя
1) Для перекладу витрати в систему СІ необхідно знайти щільність при заданій температуреопределяемой за формулою (3.4), але для цього потрібно обчислити тиск при нормальних умовах обчислюється за формулою (3.3):
; p>;
2). Переводимо витрата Q з технічної системи в систему СІ:
;
3). Визначення діаметра газопроводу за формулою (3,6):
В
4) Перерахунок швидкості газу за отриманим діаметру. Формули (3.7), (3.8):
В В
W 2 = W 3
5) Визначення динамічної в'язкості для заданої температури (3.9):
;
6) Визначення кінематичної в'язкості (3.10):
;
7) Визначення числа Re для кожної ділянки газопроводу (3.11):
;
;
Re 2 = Re 3
Порівнявши отримані значення зі значенням Re = 2300, робимо висновок що наш режим руху в газопроводі турбулентний на всіх ділянках.
8) Визначаємо товщину ламінарного підшару, для кожного ділянки (3,12):
;
;
Порівнявши отримані значення з величиною абсолютної шероховатостіотсюда робимо висновок, що газопровід складений з гідравлічно шорстких труб.
9) Оскі...
