Ответ: скорость воды в трубе 2,31 м/с, режим движения турбулентный, т.к. критерий Рейнольдса равен 235433.




ЗАДАНИЕ

На расчетно-графическую работу по дисциплине: «Гидравлика »

Студенту Казаккулову Н.С. группы БУС-14-31

Вариант № 14.

1. По трубопроводу диаметром 110×4 мм перекачивается вода с расходом 68 м3/час. Определить скорость воды и режим её движения.

2. В трубный пучок одноходового кожухотрубчатого теплообменника поступает бензол с расходом 115 т/ч при средней температуре 10 ˚С. Число труб в теплообменнике 490, диаметр трубок d×δ = 12×2 мм. В межтрубное пространство для охлаждения бензола подаётся вода со средней температурой 30 ˚С. Скорость воды в межтрубном пространстве 0,3 м/с. Диаметр кожуха теплообменника D=800 мм (диаметр внутренний). Определить: скорость бензола в трубах трубного пучка и режим его движения, расход воды в межтрубном пространстве в м3/час и режим её движения.

3. На трубопроводе диаметром 70 мм имеется переход на диаметр 130 мм (диаметры внутренние). По трубопроводу движется вода с температурой 20 ˚С. Скорость воды в узком сечении 3,1 м/с. Определить: объёмный и массовые расходы воды, скорость воды в широком сечении, режим течения в узком и широком сечении.

4. Труба с диаметром 110×4 мм переходит в трубу с диаметром 90×4 мм, после чего поднимается вверх на 15 м. В нижнем (на широкой трубе) и верхнем сечениях трубы установлены манометры. Нижний манометр показывает давление Р1= 5 кГс/см2. По трубопроводу перекачивается вода с расходом 55 м3/час. И температурой 40 ˚С. Определить показания верхнего манометра. Наличием сил вязкости пренебречь.

5. По трубопроводу диаметром 190×4 мм и длинной 15 км перекачивается бензол с расходом 63 т/час и средней температуре 20 ˚С. Стенки трубопровода гладкие. Манометр, установленный в начале трубопровода, показывает давление 4 атм. Определить показания манометра, установленного в конце трубопровода.

 

 

Преподаватель – профессор __________________ Шулаев Н.С.

 

Задача 1

По трубопроводу диаметром 110×4 мм перекачивается вода с расходом 68 м3/ч. Определить скорость воды в трубе и режим её движения.

Решение.

Решение этой задачи основано на знании и умении применить уравнение расхода, которое для потока круглого сечения трубы имеет вид

Отсюда скорость воды в трубе будет равна

При подстановке чисел в формулу (2) необходимо учитывать, что:

1. указанный в задании размер трубы 110×4 мм означает, что наружный диаметр трубы равен 110 мм, а толщина стенки 4 мм. Тогда внутренний диаметр будет равен наружный диаметр минус две толщины стенки, т.е. 110 - 2 × 4 = 102 мм.

2. расчёты выполняются только в системе СИ, а линейные размеры в СИ измеряются в метрах.

3. время в системе СИ измеряется в секундах. Поэтому 3600 в уравнении (2) – это перевод из часов в секунды.

Для определения режима движения воды в трубе вычислим численное значение критерия Рейнольдса

В условии задачи ничего не сказано про температуру, от которой зависят как плотность воды, так и её вязкость. Будем считать, что температура воды равна 20ºС. По справочнику определяем:

Тогда численное значение критерия Рейнольдса составит

Отсюда делаем вывод, что т.к. критерий Рейнольдса Re намного больше 10000, то в трубе будет развитое турбулентное течение.

Ответ: скорость воды в трубе 2,31 м/с, режим движения турбулентный, т.к. критерий Рейнольдса равен 235433.

 

 

Задача 2

Бензол с расходом 115 т/ч и средней температурой 10ºС поступает в трубный пучок одноходового кожухотрубчатого теплообменника, состоящего из 490 труб диаметром d×δ = 12×2 мм. Определить скорость бензола в трубах трубного пучка и режим его движения в них.

Решение.

Как и в предыдущей задаче, нам необходимо воспользоваться уравнением расхода, но теперь это будет уравнение массового расхода, потому что по заданию нам дан массовый расход бензола – 115 т/ч. Уравнение массового расхода имеет вид

В уравнении (5) n – число труб, по которым движется поток.

Изобразим наш аппарат – так будет проще представлять движение потоков в нём. Кожухотрубчатый теплообменник – это аппарат, в котором происходит переход теплоты от одного потока к другому. Это его эскиз

Рис. 1 к задаче 2. Схема одноходового кожухотрубчатого теплообменника.

Основные элементы конструкции кожухотрубчатого теплообменника:

1, 2, 6, 8 – штуцера для входа и выхода потоков. Слово штуцер происходит от немецкого Stutzen – ружьё, обрез. В промышленности под штуцером понимается отрезок трубы, предназначенный для крепления аппарата с трубопроводом или другим аппаратом.

3 – кожух теплообменника.

4 – трубы трубного пучка.

5 и 10 – крышки теплообменника.

7 и 9 – трубные решётки, в которых закреплены трубы трубного пучка.

Из уравнения (5) вычислим среднюю скорость бензола в трубах аппарата.

3600 – это перевод из часов в секунды, 0,006 – внутренний диаметр труб трубного пучка в метрах. Значение плотности бензола при средней его температуре 10ºС взято из справочника.

Определим теперь режим движения бензола в трубах. Для этого вычислим значение критерия Рейнольдса



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: