Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Выбор расчетной магистрали.
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
Филиал СЕВМАШВТУЗ Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный морской технический университет» в г. Северодвинске
Кафедра №7
Дисциплина: «Общие судовые системы и устройства»
КУРСОВАЯ РАБОТА
Студент Верещагин Д.Н.
Группа 1352 Преподаватель Лебедева Е.Г.
Северодвинск 2009г. Содержание Введение........................................................................................................... 3 1. Назначение и краткое описание системы.................................................... 4 2. Схема расчетной системы............................................................................ 5 3. Гидравлический расчёт системы водотушения................................... 6 3.1. Подбор насосов................................................................................... 6 3.2. Выбор расчетной магистрали............................................................... 6 3.3. Расчет потерь......................................................................................... 8 Участок I-Iа................................................................................................. 8 Участок I-Iв................................................................................................. 9 Участок I-II…........................................................................................... 11 Участок II-III............................................................................................ 12 Участок III-IV........................................................................................... 13 Участок IV-V........................................................................................... 14 Участок IV-VI.......................................................................................... 15 Участок VI-VII......................................................................................... 16 Участок VII-VIII....................................................................................... 17 Участок V-IX........................................................................................... 18 3.4 Сводная таблица................................................................................... 19 4. Определение рабочей точки...................................................................... 20 Литература…………………………………………………………………….......24
Введение Курсовая работа по общесудовым системам и устройствам выполняется с целью углубления знаний, полученных при изучении курса «Общесудовые системы и устройства», а также для приобретения Водяные противопожарные системы служат основным средством обеспечения пожарной безопасности на судах всех назначений. Номенклатура водяных противопожарных систем очень велика, при этом большинство из них подают на горящий объект либо компактную струю воды большой производительности, либо распыленную. Подача воды осуществляется через лафетные и ручные пожарные стволы, распылители различных конструкций и различную арматуру.
Назначение и краткое описание системы. Система водяного пожаротушения предназначена для тушения пожара или охлаждения судовых конструкций компактными или распыленными струями от ручных или лафетных пожарных стволов. Система водяного пожаротушения должна быть установлена на всех судах, независимо от наличия на них других противопожарных систем. Кроме своего основного назначения система может быть использована для подачи воды: а) в систему водяных завес; б) на охлаждение дизеля; Система водяного пожаротушения состоит из следующих основных элементов: б) трубопроводов; в) стволов и рукавов; г) контрольно-измерительных приборов. В данной работе принимается система с линейной магистралью. Валовая вместительность судна от 1000 до 4000 рег. т. Количество стационарных пожарных насосов - 2шт. Минимальное давление в месте расположения любого пожарного клапана должно быть не менее 2,6 кгс/см2 (0,26 МПа).
2. Схема расчетной системы
Рисунок 1. Типовая принципиальная схема системы водотушения с линейными магистралями Гидравлический расчёт системы водотушения. Гидравлический расчет системы производится с целью определения минимальных диаметров магистральных трубопроводов и отростков по заданным расходам воды и давлениям у концевых клапанов.
3.1. Подбор насосов. В соответствии с требованиями Правил Регистра РФ система должна обслуживаться двумя насосами, производительность которых принимается исходя из необходимости обеспечения одновременной работы следующих потребителей: - трех пожарных стволов с расходом воды около 23,3 м3/ч; -система промывки цистерн сточных и фекальных вод около 27 м3/ч; -система резервного охлаждения главных двигателей около 20 м3/ч; - система орошения около 17 м3/ч; - система обмыва якорных клюзов около 15 м3/ч. Суммарный расход в системе: м3/ч; Принимаем два насоса производительностью: QН1=100 м3/ч; QН2=148,9-100=48,9 м3/ч; Насосы, удовлетворяющие условию, будит марки НЦВ-100/80. Выбор расчетной магистрали. Выбираем расчетную магистраль и разбиваем ее на расчетные участки. В данном случае расчетная магистраль представляется линией I-II-III-IV-V-IX--(VI)-(VII)-(VIII). Кроме того, необходимо рассчитать отростки I-Ia, I-Iв. Считаем, что в системе установлены концевые пожарные клапаны Ду65 поОСТ5.5276-75. К клапанам присоединяются прорезиненные рукава Таким образом, для расчета известно: Q1-2=46,6 м3/ч Q1-1а =23,3 м3/ч Q1-1в=23,3 м3/ч Q2-3=69,9 м3/ч Q3-4=84,9 м3/ч Q4-5=31,9 м3/ч Q4-6=53,0 м3/ч Q6-7=80,0 м3/ч Q7-8=100,0 м3/ч Q5-9=48,9 м3/ч
Для трубопровода Vmax=3м/с. Расчетную температуру воды принимаем t=10oC, коэффициент кинематической вязкости ν=1.306*10-6 м2/с; плотность ρ=1000 кг/м3, эквивалентная шероховатость Δэ=015 мм. l1-2=6,5м l1-1а=5,8м l1-1в=4,8м l2-3=6,8м l3-4=2,51м l4-5=2,85м l4-6=2,07м l6-7=2,05м l7-8=6,1м l5-9=6,75м Высота расчетных участков: z1=3,5 м z2=5,0 м
Расчет потерь.
Участок I-Ia. Для участка I-Ia при Q1-1a=23,3 м3/ч и Vmax=3м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 60x3,0. Внутренний диаметр трубопровода на участке I-Ia будет равен 54 мм. Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке I-I a: - клапан концевой ξ4=2,7 - отвод α= 90° ξ1=0,23 Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=2,7+0,23=2.93 Коэффициент местных сопротивлений на участке I-I a составляет ξ= Потери напора Участок I-Iв. Для участка I-Iв при Q1-1в=23,3 м3/ч и Vmax=3м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 60x3,0. Внутренний диаметр трубопровода на участке I-Iв будет равен 54мм. Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке I-Iв: - клапан концевой ξ4=2,7 - отвод α= 90° ξ1=0,23 Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=2,7+0,23=2,93 Коэффициент местных сопротивлений на участке I-Iв составляет ξ= Потери напора Отростки Iа-I и Iв-I не уравновешенны, поэтому для уравновешивания отростков на участке I-Iв требуется установить дроссельную шайбу с коэффициентом местного сопротивления: ξш= . Тогда коэффициент местных сопротивлений на участке I-Iв составляет ξ= Потери напора . Найдем напор в точке I:
Участок I-II. Для участка I-II при Q1-2=46,6 м3/ч и Vmax=3м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 83x4,5. Внутренний диаметр трубопровода на участке I-II будет равен 74 мм Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке I-II: - тройник при делении потока ξ2=2,12 Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=2,12 Коэффициент местных сопротивлений на участке I-II составляет ξ= Потери напора Найдем напор в точке II: . Участок II-III. Для участка II-III при Q2-3=69,9 м3/ч и Vmax=3м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 102х5,0. Внутренний диаметр трубопровода на участке II-III будет равен 92мм Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке II-III: - тройник при делении потока (2 шт.) ξ2=2,12; - клапан концевой ξ4=2,7; - четверник ξ =3,0. Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=3+4,24+2,7=9,94 Коэффициент местных сопротивлений на участке II-III составляет ξ= Потери напора
Участок III-IV. Для участка III-IV при Q3-4=84,9 м3/ч и Vmax=3м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 108х4,0. Внутренний диаметр трубопровода на участке III-IV будет равен 100 мм. Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке III-IV: - 3-х клапанная коробка ξ4=4,0 Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=4,0 Коэффициент местных сопротивлений на участке III-IV составляет ξ= Потери напора Найдем напор в точке IV: .
Участок IV-V. Для участка IV-V при Q4-5=31,9м3/ч и Vmax=3м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 70x4,0. Внутренний диаметр трубопровода на участке IV-V будет равен 62мм. Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке IV-V: - тройник при делении потока ξ2=2,12 Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=2,12 Коэффициент местных сопротивлений на участке IV-V составляет ξ= Потери напора
Участок IV-VI. Для участка IV-VI при Q4-6=53,0 м3/ч и Vmax=3м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 89x4.5. Внутренний диаметр трубопровода на участке IV-VI будет равен 80мм Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке IV-VI: нет Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=0. Коэффициент местных сопротивлений на участке IV-VI составляет ξ= Потери напора
Участок VI-VII. Для участка VI-VII при Q6-7=80 м3/ч и Vmax=3м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 108x5,0. Внутренний диаметр трубопровода на участке VI-VII будет равен 98 мм. Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке VI-VII: - тройник ξ2=2,12 Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=2,12 Коэффициент местных сопротивлений на участке VI-VII составляет ξ= Потери напора
Участок VII-VIII. Для участка VII-VIII при Q7-8=100,0 м3/ч и Vmax=3,0м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 120x5,0. Внутренний диаметр трубопровода на участке VII-VIII будет равен 110мм Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке VII-VIII: - тройник(2 шт.) ξ2=2,12; - клапан проходной запорный ξ5=4,5; - отвод α=90°(2 шт.) ξ1=0,23; - клапан концевой ξ4=2,7. Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=4,24+4,5+0,46+2,7=11,9 Коэффициент местных сопротивлений на участке VII-VIII составляет ξ= Потери напора
Участок V-IX Для участка V-IX при Q5-9=48,9м3/ч и Vmax=3,0м/с внутренний диаметр трубопровода будет: Выбираем по сортаменту ОСТ5.9586-75 ближайший большой типоразмер стальной бесшовной трубы 83x3,5. Внутренний диаметр трубопровода на участке V-IX будет равен 76 мм. Скорость на участке будет составлять Число Рейнольдса Коэффициент сопротивления трения: Коэффициенты местных сопротивлений на участке V-IX: - клапан проходной запорный ξ5=4,5; - клапан концевой ξ4=2,7; - клапан угловой ξ6=0,18; - отвод α= 90°(2 шт.) ξ1=0,23; - тройник(3 шт.) ξ2=2,12. Суммарный коэффициент местных сопротивлений составляет Σξ=2,7+4,5+2·0,23+3·2,12+0,18=14,2 Коэффициент местных сопротивлений на участке V-IX составляет ξ= Потери напора
Сводная таблица.
Определение рабочей точки.
Определение рабочей точки системы производится графическим путем с учетом параллельной работы двух принятых для системы насосов НЦВ 100/80.
Рисунок 2.
График строится следующим образом (рис.2). 1. На оси абсцисс откладывается расход воды Qi (м3/ч), на оси ординат потери напора Hi (м.вод.cт.). 2. На график наносится напорная характеристика насоса кривая1, которая примерно проходит через точки:
Так как приняты одинаковые насосы, то характеристика 1 наносится одна. 2. Затем наносятся характеристики участков трубопровода от насосов до узла их объединения (точка IV, рис.1). Кривая 2 соответствует участку трубопровода IV-VIII: Н4-8=к1Q2н1, где к - коэффициент, характеризующий сопротивление трубопровода Следовательно, к1 =Н4-8/Q2н1=7,13/1002=0,00713 График характеристики насоса 1: Н4-8=к1Q2н1+z2
примерно проходит через точки:
Кривая 3 - участку IV-IX: Н4-9=к2Q2н2 Следовательно, к2 =Н4-9/Q2н2=8,9/48,92=0,00372 График характеристики насоса 2: Н4-9=к2Q2н2+z2
примерно проходит через точки:
3. Затем из соответствующих ординат характеристик насосов вычитаются ординаты характеристик кривых 2 и 3. 4. По полученным точкам построены "исправленные" характеристики насосов - 4 и 5. Кривая 4 примерно проходит через точки:
Кривая 5 примерно проходит через точки:
5. Затем по ним строится суммарная характеристика параллельно работающих насосов 6. 6. На эту характеристику надо наложить характеристику 3 части расчетной магистрали, находящейся за точкой IV, объединяющей насосы. Н4=кQ2max+ , Δz=z1 =3,5м Следовательно, к = Н4- /Q2max=17,546-3,5/84,92=0,00195 График характеристики 7: Н4=кQ2max+Δz
примерно проходит через точки:
Точка а пересечения характеристик 6 и 7 является рабочей точкой системы. Данные графика подтверждают, что расcчитанные диаметры трубопроводов обеспечивают параллельную работу насосов без снижения их номинальной производительности. Суммарная производительность насосов составляет =192м3/ч при напоре Нн=68 м.вод.ст. При этом первый насос имеет производительность Qн1=112,4 м3/ч (точка б ) при напоре Нн1=88 м.вод.от. (точка г ), второй насос - Qн2=79,6м3/ч (точка в ) при напоре Нн2=96м.вод.ст. (точка д).
Литература 1. Александров А.В. Судовые системы. – Л.:Судпромгиз, 1966. 2.ГОСТ 7958–78. Насосы центробежные судовых систем. Типы и основные параметры. 3. ГОСТ 8732–78. Трубы стальные бесшовные горячедеформированные. 4. ГОСТ 8734–75. Трубы стальные бесшовные холоднодеформированные. 5. ГОСТ 10704–91. Трубы стальные электросварные. 6. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – М.:Машиностроение, 1992. 7. Никитин В.С., Матвиенко С.И. Проектирование общесудовых систем. Учебное пособие. – Северодвинск, РИО Севмашвтуза, 1996. 8. Правила классификации и постройки морских судов. – СПб.:Морской регистр судоходства, 1995. 9. РД 5.76.038–84. Методика гидравлических расчетов судовых разветвленных трубопроводов. 10. Румянцев Н.И., Буллах К.Г. и др. Справочник корабельного инженера- механика. П/ред. В.Г.Новикова. – М.:Воениздат, 1984. 12. Чиняев И.А. Судовые системы. – М.:Транспорт, 1984. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-04-11; просмотров: 385. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |