Файл: Курсовая работа по дисциплине Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика.docx

Цель: Целью курсовой работы является развитие умения самостоятельного решения прикладных задач по гидростатике и гидродинамике в области эксплуатации объектов транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки. Выполнение курсовой работы закрепляет навыки практического применения таких основных вопросов гидравлики, как:

- основное уравнение гидростатики;

- силы давления жидкости на плоские и криволинейные поверхности;

- уравнение Бернулли;

- уравнение неразрывности;

- режимы течения жидкости;

- гидравлические сопротивления;

- гидравлический расчет трубопроводов


Задача: Резервуары A и B с постоянными и одинаковыми уровнями соединены системой трубопроводов, длины и диаметры. Все трубы расположены в одной горизонтальной плоскости. Определить, при каком избыточном давлении P_мн в резервуаре A расход в трубе 4 будет равен Q. Каков суммарный расход из резервуара A в резервуар B?

Дано: L₁=350м; L₂=200м; L₃=60м; L₄=320м; d₁=0,21м; d₂=0,12м; d₃=0,115м; d₄=0,1м; ʋ= 0,05*10^-4м²/c; ρ=850кг/м³; Q₄=1л/c.


Решение:

1)Выбираем два сечения в потоке так, чтобы в них было известно наибольшее число входящих в уравнение Бернулли гидродинамических параметров

Намечаем горизонтальную плоскость сравнения 0-0, в нашем случае удобно выбрать плоскость, проходящую через центры тяжести сечений 1-1 и 2-2.
2)Рассмотрим сечения в точки В и на свободной поверхности в резервуаре 2

H_B=H₂+ (1)

H_B=H₂+ (2)

H_B=H₂+ (3)

H_B=H₂+ (4)

---

(5)

3)Для выбранных сечений относительно плоскости сравнения составляем уравнение Бернулли и определяем отдельные его слагаемые.

(5)
Где: Z – геометрический напор; – пьезометрический напор – вертикальное расстояние между центром тяжести сечения и уровнем жидкости в пьезометре;
ʋ – средняя скорость потока; α – коэффициент Кориолиса; – скорости напора в сечении; – гидравлические потери напора, которые равны сумме потерь

напора по длине трубопровода и потерь напора в местных сопротивлениях.

Записываем уравнение Бернулли для сечения 1-1 и 2-2 относительно плоскости сравнения 0-0, проходящей через эти сечения

(6)

4) Потери на участке 1-2 складываем из потерь на участке АВ и ВС:

(7)

5) Найдем потери на участке ВС с помощью формулы Дарси-Вейсбаха;

(8)

Где: – коэффициент гидравлического трения; L - длина трубопровода; d – диаметр трубопровода;

Найдем среднюю скорость в трубопроводе 4:

= (9)

Где: Q – расход жидкости в трубопроводе.

Найдем число Ренольдса и коэффициент Дарси в трубопроводе 4:

=10000; (10)

Где: ʋ - кинематическая вязкость; – эквивалентная шероховатость. Для стальных труб: 0,1*10^-3 м.

2320 < Re < – турбулентный режим течения жидкости;

---

(11)

Найдем потери в трубопроводе 4:

; (12)

6) Так как нам неизвестен расход в трубопроводах 3 и 2, но известно, что , то надо подобрать расход для каждого из трубопроводов, чтобы найти суммарный расход и соответственно расход в трубопроводе 1.

Подберём произвольно по 5 значений расхода для трубопроводов 3 и 2. С помощью формулы Дарси-Вейсбаха найдем для каждого значения среднюю скорость, число Ренольдса, коэффициент гидравлического трения и потери, затем графоаналитическим методом для каждого из трубопроводов найдем нужный расход, советующий нужной нам потери 0,118 м.

Q3 (м3/ч)	ʋ3 (м/c)	Re3		(м)
3.6	0,096	2215	0,028	0,0071
7.2	0,192	4430	0,038	0,038
10.8	0,288	6646	0,035	0,077
14.4	0,385	8861	0,032	0,0128
16.2	0,43	9969	0,031	0,0158

=

=

=

=

---

=










=11500; для всех значений режим течения жидкости – турбулентный;





















График зависимости потерь от расхода трубопровода 3.

По графику находим, что Q₃ = 13.7 м³/час. = 0,0038м³/сек.

Q2 (м3/ч)	ʋ2 (м/c)	Re2		(м)
3,6	0,088	2123	0,03	0,02
5	0,122	2929	0,043	0,05
6	0,146	3524	0,041	0,075
7	0,171	4118	0,039	0,098
8	0,196	4713	0,038	0,125

---

=

=

=

=

=
– Ламинарный режим течения жидкости








=12000; для всех значений кроме 1 режим течения жидкости – турбулентный;
;

0,043

















График зависимости потерь от расхода трубопровода 2

---