Расчет потерь напора в конденсатной магистрали.

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 производем 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 разумеется являться определение полного сопротивления движения жидкости.

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 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, 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.

Исходные данные для расчета конденсатной системы.

Конденсатная система.

 — 0,029 - расход жидкости в системе;

 — 0,002 - приток жидкости в систему;

 — 3,85 - длина всасывающей магистрали системы;

 — 5,40 - длина от конденсатного насоса КН до тройника;

 — 21,00 - длина участка от тройника до выходного патрубка из маслоохладителя МО;

 — 6,40 - длина участка от выходного патрубка МО до входного патрубка конденсатора водоопреснительной установки;

% - 45 -

% - 12 -

 — 2,65 - геометрическая высота от уровня конденсата в конденсатосборнике главного конденсатора ГК деаэраторе до ЦТ сечения входного патрубка насоса;

 — 0,70 - геометрическая высота между ЦТ сечений напорного патрубка насоса и входного патрубка МО;

 — 1,70 - геометрическая высота между ЦТ сечений выходного патрубка ионообменного фильтра и входного патрубка КВОУ;

 - 3,8 - геометрическая высота от ЦТ сечений выходного патрубка КВОУ и хводного патрубка деаэратора;

 — 100 - гидросопротивление ИОФ;

 — 80 - гидросопротивление деааэрационной головки.

 — 120 - давление в деаэраторе;

 — 2,0 - давление в ГК;

 — 11 - подогрев конденсата в МО;

 — 12 - подогрев конденсата в КВОУ.

Маслоохладитель.

 — 270 - число труб в трубном пучке;

 — 2 - количество ходов охлаждающей воды;

 — 2,5 - длина трубки

 — 0,013 - внутренний диаметр труб пучка; 

 — 0,9 - диаметр трубной доски.

Конденсатор ВОУ.

 — 38 - число труб в трубном пучке;

 — 4 - количество ходов охлаждающей воды;

 — 1 - длина трубки;

 — 0,013внутренний диаметр труб пучка;    

D – 0,2 -

Расчет потерь.

Расчет потерь напора в конденсатной магистрали.

Участок 1–2.

1. Найдем напор на участке 1-2:

; [1, стр.8]

; [1, стр.8]

.

2. Найдем диаметр трубопровода:

Скорость в трубопроводе (Конденсатный — напорный)

.[1, стр. 16]

Посчитаем диаметр трубопровода с учетом этих скоростей

; [1, стр. 14]

; .

Стандартный приемлемый диаметр равен . [1, стр. 14]

Посчитаем скорость с учетом уточненного диаметра

; [1, стр. 14]

.

3. Найдем температуру на участке 1-2:

; [1, стр.8]

; [4, стр. 23]

; ; [1, стр.8]

; ; [1, стр.8]

Найдем температуру 2:

; [5]

;

;

.

Найдем температуру 3:

; [5]

;

;

.

[4,  — стр. 23-24,  — стр. 217].

Найдем кинематическую вязкость и критерий Рейнольдса:

; [2, стр 15]

. (Турбулентный режим) [1, стр. 14]

По формуле Кольбрука:

. [1, стр. 16]

Рассчитаем сопротивления.

1. Сопротивление на повороте:

 [3, стр. 277]

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 ([2, стр. 308])

.

Найдем сопротивление на участке 1-2:

; [1, стр8]

. [1, стр. 17]

Найдем потери напора на участке 1-2:

. [1, стр. 23]

Найдем напор в точке 2:

; [3, стр. 19]

; [3, Табл. 1]

; (напор созданный сопротивлением деаэратора) []

; (напор созданный сопротивлением деаэрационной головки) []

.

Участок 2–3.