Проверочный расчет участка системы тяжелого топлива

Для расчета разделим систему на три подсистемы:

- циркуляционную, включающую в себя цистерны, фильтры грубой очистки, циркуляционные насосы, подогреватели топлива, арматуру и трубопроводы;

- топливоподающую систему ГД, включающую вискозиметр, топливоподающие насосы, фильтры тонкой очистки, арматуру и трубопроводы;

- топливоподающую систему ВД, включающую вискозиметр, топливоподающие насосы, фильтры тонкой очистки, арматуру и трубопроводы.

3.4.1 Расчет циркуляционной системы

3.4.1.1 Подача циркуляционного насоса

где g_e^ГД = 0,196 кг/кВт- ч - удельный расход топлива ГД;

g_e^ВД = 0,22 кг/кВт- ч - удельный расход топлива ВД;

N_е^гд= 11050 кВт - номинальная мощность ГД;

= 740 кВт - номинальная мощность ВД;

= 970 кг/м³ - плотность топлива IFO100 при 60 °С;

= 1,18- коэффициент запаса подачи принимается из промежутка 1,15÷1,18;

= 1,7- коэффициент циркуляции, принимается из промежутка 1,4÷1,7.

Так как эта подсистема состоит из трубопроводов диаметром = 89 мм (до насосов) и диаметром = 57 мм (после насосов) разделим эту подсистему на два участка.

 

3.4.1.2 Коэффициенты местных сопротивлений первого участка (до насосов)

- клапана = 5 (количество - 3);

- фильтра грубой очистки = 4;

- выхода из цистерны в трубопровод - 0,5;

- колена 90° =0,5 (количество - 6);

- резкого поворота на 90° = 1,25 (количество - 2).

3.4.1.3 Скорость движения топлива в трубопроводе первого участка

3.4.14 Потери напора в местных сопротивлениях первого участка

 

3.4.1.5 Число Рейнольдса для первого участка

где = 52-10'⁶ м²/с - коэффициент кинематической вязкости топлива IFO 100 при температуре 60 °С

 

3.4.1.6 Потери напора по длине трубопровода для первого участка

где = 5 м - длина первого участка трубопровода;

= 0,0753 - коэффициент трения для = 309,5

3.4.1.7.Сумарные потери напора для первого участка

= 0,151 + 0,055 = 0,206 м

3.4.1.8.Коэффициенты местных сопротивлений второго участка (после насосов)

- клапана Д = 5 (количество - 3);

- подогревателя Д = 6;

- выхода из цистерны в трубопровод = 1;

- колена 90° Д - 0,5 (количество - 5);

- резкого поворота на 90° Д = 1,25 (количество - 4).

3.4.1.9 Скорость движения топлива в трубопроводе второго участка

3.4.1.10 Потери напора в местных сопротивлениях второго участка

3.4.1.11 Число Рейнольдса для первого участка

где = 52-10'⁶ м²/с - коэффициент кинематической вязкости топлива IFO 100 при температуре 60 °С

3.4.1.12 Потери напора по длине трубопровода для второго участка

где L₂= 15м- длина второго участка трубопровода

= 0,0674 - коэффициент трения для = 483,2

3.4.1.13 Суммарные потери напора для второго участка

h₂ = h_MC2 + h_ДЛ2 = 1,063 + 1,415 = 1,478 м

3.4.1.14 Суммарные потери напора циркуляционной подсистемы

Ʃ = + = 0,206 + 1,478 = 1,684 м

3.4.1.15Напор циркуляционного насоса

Н_ц = Ʃh_u = 0,5166 м

3.4.1.16Давление насоса

Р_ц = *g* =970*9,81*1,684 = 0,16024 МПа.

3.4.2 Расчет топливоподающей системы ГД

 

3.4.2.1 Подача топливоподающего насоса ГД

где - 0,206 кг/кВт- ч - удельный расход топлива ГД;

=2650 кВт - номинальная мощность ГД;

= 937 кг/м³ - плотность топлива IFO100 при 125 °С;

= 1,15 - коэффициент запаса подачи, принимается из промежутка 1,15÷1,18;

Так как эта подсистема состоит из трубопроводов диаметром = 57 мм (до насосов) и диаметром = 38 мм (после насосов) разделим эту подсистему на два участка.

3.4.2.2 Коэффициенты местных сопротивлений первого участка (до насосов)

- клапана = 5 (количество - 3);

- колена 90° = 0,5 (количество - 2);

- вискозиметра = 0.98;

- резкого поворота на 90° = 1,25 (количество - 4).

3.4.2.3. Скорость движения топлива в трубопроводе первого участка

3.4.2.4. Потери напора в местных сопротивлениях первого участка

3.4.2.5. Число Рейнольдса для первого участка

Где = коэффициент кинематической вязкости топлива IFO 100 при температуре 125 °С

3.4.2.6 Потери напора по длине трубопровода для первого участка

где = 8 м - длина первого участка трубопровода;

= 0,0178 - коэффициент трения для = 4118

3.4.2.7 Суммарные потери напора для первого участка

= + = 0,206 + 1,478 = 1,684 м

3.4.2,8 Коэффициенты местных сопротивлений второго участка (после насосов)

- клапана = 5 (количество - 4);

- фильтр тонкой очистки = 6;

- колено = 0.5 (количество - 4);

- резкого поворота на 90° = 1,25 (количество - 4).

3.4.2.9 Скорость движения топлива в трубопроводе второго участка

3.4.2.10 Потери напора в местных сопротивлениях второго участка

3.4.2.11 Число Рейнольдса для второго участка

где = 8-10'⁶ м²/с - коэффициент кинематической вязкости топлива IFO 100 при температуре 125 °С

3.4.2.12 Потери напора по длине трубопровода для второго участка

где L₂= 15м- длина второго участка трубопровода

= 0,0067 - коэффициент трения для = 6184,500

3.4.2.13 Суммарные потери напора для второго участка

h₂ = h_MC2 + h_ДЛ2 = 2,851 + 0,058 = 2,909 м

3.4.2.14 Суммарные потери напора циркуляционной подсистемы

Ʃ = + = 0,206 + 1,478 = 1,684 м

3.4.1.15Напор циркуляционного насоса

Н_ц = Ʃh_u = 1,684 м

3.4.2.16Давление насоса

Р_ц = *g* =937*9,81*2,909 = 0,267 МПа

3.4.3 Расчет топливоподающей системы ВД

 

3.4.3.1 Подача топливоподающего насоса ВД

где - 0,22 кг/кВт- ч - удельный расход топлива ВД;

=740 кВт - номинальная мощность ВД;

= 937 кг/м³ - плотность топлива IFO100 при 125 °С;

= 1,15 - коэффициент запаса подачи, принимается из промежутка 1,15÷1,18;

Так как эта подсистема состоит из трубопроводов диаметром = 57 мм (до насосов) и диаметром = 20 мм (после насосов) разделим эту подсистему на два участка.

3.4.3.2 Коэффициенты местных сопротивлений первого участка (до насосов)

- клапана = 5 (количество - 3);

- колена 90° = 0,5 (количество - 4);

- вискозиметра = 0.98;

- резкого поворота на 90° = 1,25 (количество - 3).

3.4.3.3. Скорость движения топлива в трубопроводе первого участка

3.4.3.4. Потери напора в местных сопротивлениях первого участка

3.4.3.5. Число Рейнольдса для первого участка

где = коэффициент кинематической вязкости топлива IFO 100 при температуре 125 °С

3.4.3.6 Потери напора по длине трубопровода для первого участка

где = 4 м - длина первого участка трубопровода;

= 0,0893 - коэффициент трения для = 153

3.4.3.7 Суммарные потери напора для первого участка

= + = 0,00051 + 0,00689 = 0,0074 м

3.4.3.8 Коэффициенты местных сопротивлений второго участка (после насосов)

- клапана = 5 (количество - 2);

- фильтр тонкой очистки = 6;

- колено = 0.5 (количество - 5);

- резкого поворота на 90° = 1,25 (количество - 2).

3.4.3.9 Скорость движения топлива в трубопроводе второго участка

3.4.3.10 Потери напора в местных сопротивлениях второго участка

3.4.3.11 Число Рейнольдса для второго участка

где = 8-10'⁶ м²/с - коэффициент кинематической вязкости топлива IFO 100 при температуре 125 °С

3.4.2.12 Потери напора по длине трубопровода для второго участка

где L₂= 10м- длина второго участка трубопровода

= 0,0715 - коэффициент трения для = 440

3.4.3.13 Суммарные потери напора для второго участка

h₂ = h_MC2 + h_ДЛ2 = 0,033+ 0,320 = 0,353 м

3.4.1.14 Суммарные потери напора циркуляционной подсистемы

Ʃ = + = 0,0074 + 0,353 = 0,360 м

3.4.1.15Напор циркуляционного насоса

Н_ц = Ʃh_u = 0,360 м

3.4.1.16Давление насоса

Р_ц = *g* =937*9,81*0,360 = 0,033 МПа

На основании проведенного расчета можно сделать вывод, что полученные расчетные характеристики насосов системы тяжелого топлива меньше номинальных параметров установленных в системе. Следовательно данные насосы могут эксплуатироваться в усовершенствованной системе тяжелого топлива (насосы не требуют замены).