Определение потерь напора на участках системы

Раздел 2. СПЕЦИАЛЬНАЯ часть

Гидравлический расчет системы охлаждения компрессора

Основным видом течения жидкости в трубопроводах судовых систем является турбулентное. Ламинарный режим течения наблюдается в трубопроводах, транспортирующих жидкости, обладающие значительной вязкостью (мазут, масло, нефть и др.). Как известно, ламинарный режим течения наблюдается при числе Рейнольдса , тогда как турбулентный режим при .

Схема системы охлаждения компрессора пускового воздуха показана на рис.1.

Рис.1. Схема системы охлаждения компрессора пускового воздуха

Исходные данные для расчета:

Скорость движения охлаждающей воды на всех участках системы охлаждения ;

Диаметр трубопроводов системы охлаждения нержавеющая сталь марки 08Х18Н10Т типоразмер труб на всех участках 25х2,5 (Ду20).

Определение расчетных участков трубопровода системы охлаждения компрессора

Как видно из рис.1 расчетных участков всего 4:

- участок 1-2 от цистерны питательной воды до насоса охлаждения включительно;

- участок 2-3 от насоса охлаждения до компрессора пускового воздуха включительно;

- участок 3-4 от компрессора пускового воздуха до фильтра включительно;

- участок 4-5 от фильтра до цистерны питательной воды.

Определение коэффициентов сопротивления

Рассмотрим участок 1-2

На участке 1-2 3 колена под 90^оу них коэффициент сопротивления по [5], т.е. ; фильтр механический у него коэффициент сопротивления по [5] и насос охлаждения с коэффициентом сопротивления по [5].

Определяем суммарные потери в местных сопротивлениях на участке 1-2:

Рассмотрим участок 2-3

На участке 2-3 клапан невозвратно-запорный проходнойего коэффициент сопротивления по [5]; 2 колена под 90^о по [5]; компрессор пускового воздуха с коэффициентом сопротивления по [5].

Определяем суммарные потери в местных сопротивлениях на участке 2-3:

Рассмотрим участок 3-4

На участке 3-4 клапан невозвратно-запорный проходнойего коэффициент сопротивления по [5]; 2 колена под 90^о по [5]; фильтр механический у него коэффициент сопротивления по [5].

Определяем суммарные потери в местных сопротивлениях на участке 3-4:

Рассмотрим участок 4-5

На участке 4-5 клапан запорный проходнойего коэффициент сопротивления по [5]; 3 колена под 90^о по [5].

Определяем суммарные потери в местных сопротивлениях на участке 4-5:

Определение потерь напора на участках системы

Полные потери напора складываются из потерь на трение в участках трубопровода и потерь в местных сопротивлениях (задвижке, клапане, колене и др.) .

Местные потери напора вычисляют по формуле:

, (2.1.)

где - суммарные местные сопротивления на участке трубопровода;

- скорость течения жидкости, м/сек;

- ускорение свободного падения, м/сек², м/сек².

Следовательно, можно записать:

= + , (2.2.)

Для ламинарного режима течения величину определяют по формуле:

, (2.3.)

Потери напора на трение в цилиндрических трубах определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

, (2.4.)

где - коэффициент гидравлического трения;

- длина трубы, м;

- внутренний диаметр трубы, м;

- скорость течения жидкости, м/сек;

- ускорение свободного падения, м/сек², м/сек².

Из нее видно, что при ламинарном режиме течения величина коэффициента зависит только от числа .

Отсутствие влияния шероховатости объясняется тем, что при ламинарном течении высота неровностей (бугорков) внутренней поверхности трубы полностью находится в ламинарном слое жидкости.

Для технически гладких трубопроводов при , коэффициент вычисляют по формуле:

, (2.5.)

Для шероховатых труб при условии, что , т.е. для всей области турбулентного течения, коэффициент можно определить по формуле:

, (2.6.)

Эквивалентная шероховатость стальных труб, не бывших в эксплуатации, изменяется в пределах от 0,02 до 0,2мм в зависимости от технологии их изготовления, срока хранения и т.д. Для новых алюминиевых труб можно рекомендовать как среднее значение , равное 0,025мм.