Контрольная работа по Теплотехнике
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ для заочного обучения
Задача 1.
Определить число перекачивающих компрессорных станций и расстояние между ними по следующим исходным данным:
1) состав газа: метан СН4 – 95 % мол., С2Н6 – 4,5 % мол., С3Н8 – 0,5 % мол.;
2) разница геодезических отметок не превышает 150 м;
3) средняя температура грунта 3°С;
4) коэффициент теплопередачи от газа к грунту k = 1,8 вт/м2×град;
5) последующие данные выбирать в зависимости от варианта.
Вариант | Годовая произ-водительность Qгод, млн м2 в год | Длина трубо-провода, км | Начальное давление на участке, МПа | Конечное давление на участке, МПа | Начальная t газа на уча-стке трубо-провода, ° С | Диаметр трубо-провода, мм | Толщина стенки, мм |
| 1 | 8000 | 400 | 57 | 47 | 45 | 820 | 10 |
| 2 | 10000 | 500 | 75 | 50 | 50 | 1020 | 14 |
| 3 | 12000 | 600 | 75 | 50 | 50 | 1020 | 14 |
| 4 | 15000 | 650 | 75 | 50 | 50 | 1200 | 14 |
| 5 | 20000 | 700 | 75 | 50 | 50 | 1400 | 14 |
| 6 | 25000 | 800 | 75 | 50 | 50 | 1400 | 14 |
| 7 | 3000 | 300 | 57 | 47 | 45 | 500 | 10 |
| 8 | 11000 | 700 | 75 | 50 | 50 | 1020 | 14 |
| 9 | 14000 | 750 | 75 | 50 | 50 | 1100 | 14 |
| 10 | 10500 | 800 | 75 | 50 | 50 | 1020 | 14 |
| 11 | 12200 | 850 | 75 | 50 | 50 | 1100 | 14 |
| 12 | 10500 | 700 | 75 | 50 | 28 | 1200 | 16 |
| 13 | 11500 | 800 | 75 | 50 | 20 | 1200 | 16 |
| 14 | 20500 | 900 | 75 | 50 | 30 | 1200 | 16 |
| 15 | 22300 | 1000 | 75 | 50 | 35 | 1200 | 16 |
| 16 | 24600 | 950 | 75 | 50 | 25 | 1200 | 16 |
| 17 | 28000 | 850 | 75 | 50 | 35 | 1400 | 18 |
| 18 | 29000 | 1050 | 75 | 50 | 40 | 1400 | 18 |
| 19 | 30000 | 1100 | 75 | 50 | 40 | 1400 | 18 |
| 20 | 35000 | 1200 | 75 | 50 | 45 | 1400 | 18 |
По результатам расчета подобрать ГПА.
Примечания:
1) пример решения задачи приведен в литературе: Л.А. Бабин и др. «Типовые расчеты по сооружению трубопроводов». Москва, Недра, 1979 г., стр. 19-26;
2) для выбора ГПА можно использовать А.В. Деточенко и др. «Спутник газовика», М. Недра, 1978.
Задача 2.
Построить совмещенную характеристику насоса и трубопровода при перекачке нефти для участка трубопровода длиной L, диаметром D, начальная точка трубопровода имеет высотную отметку z1, конечную z2, конечный напор hк. Перекачка ведется двумя последовательно соединенными насосами типа НМ, напор подпорного агрегата равен hпод. Определить рабочую точку системы трубопровод-насос и наиболее целесообразную производительность перекачки. Характеристики насосов рассчитать по литературным данным. Профиль между отметками z1 и z2 произвольный без значительных подъемов. Сделать выводы, если рабочая точка не попадает в зону оптимальных КПД.
Вариант | L, км | D, мм | z1, м | z2, м | hпод | hк | Марка насоса |
| 1 | 100 | 530х8 | 10 | 40 | 70 | 35 | 1250х260 |
| 2 | 90 | 530х8 | 15 | 45 | 70 | 40 | 1800х240 |
| 3 | 105 | 530х8 | 20 | 30 | 70 | 45 | 1250х260 |
| 4 | 110 | 720х10 | 25 | 35 | 80 | 35 | 3600х230 |
| 5 | 95 | 720х10 | 30 | 20 | 80 | 40 | 3600х230 |
| 6 | 115 | 830х10 | 35 | 25 | 75 | 45 | 5000х210 |
| 7 | 105 | 720х9 | 40 | 50 | 80 | 35 | 2500х230 |
| 8 | 120 | 720х9 | 45 | 55 | 80 | 40 | 2500х230 |
| 9 | 115 | 530х9 | 50 | 40 | 75 | 45 | 1800х240 |
| 10 | 95 | 530х9 | 55 | 40 | 75 | 50 | 1800х240 |
| 11 | 125 | 820х10 | 40 | 10 | 75 | 80 | 3600х230 2500х230 |
| 12 | 130 | 820х10 | 45 | 15 | 80 | 75 | 5000х230 1250х260 |
| 13 | 120 | 820х10 | 30 | 20 | 70 | 60 | 3600х230 1250х260 |
| 14 | 115 | 820х10 | 35 | 25 | 65 | 65 | 3600х230 1800х240 |
| 15 | 105 | 720х8 | 20 | 30 | 60 | 50 | 1840х240 1250х260 |
| 16 | 90 | 720х8 | 25 | 35 | 55 | 55 | 1250х260 1800х240 |
| 17 | 95 | 530х8 | 50 | 40 | 70 | 70 | 1250х260 1800х240 |
| 18 | 100 | 530х8 | 55 | 45 | 75 | 70 | 1800х240 |
Физические свойства нефти: r = 865 кг/м3, n = 12×10–6 м2/с.
При построении характеристик трубопровода задаваться расходами от 0 до 2000-3500 м3/ч.
Литература: М.В. Лурье. Последовательная перекачка нефтепродуктов по МНПП.
Задача 3.
Профиль трубопровода представлен табл. 1.
Таблица 1
| х, км | 0 | 10 | 15 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 120 |
| z , м | 50 | 100 | 50 | 150 | 100 | 280 | 50 | 75 | 0 |
Диаметр трубопровода D, шероховатость 0,15 мм, давление в конце участка рк, расход Q, плотность продукта 840 кг/м3, кинематическая вязкость 5×10–6 м2/с, давление насыщенных паров ру = 0,015 МПа. Определить, имеется ли в трубопроводе самотечный участок, и если есть, то где расположен.
| Вариант | D, мм | Q, м3/ч | рк, МПа |
| 1 | 530х8 | 650 | 0,3 |
| 2 | 530х8 | 600 | 0,3 |
| 3 | 530х8 | 550 | 0,35 |
| 4 | 530х8 | 500 | 0,45 |
| 5 | 530х8 | 450 | 0,50 |
| 6 | 530х8 | 400 | 0,55 |
| 7 | 325х8 | 215 | 0,3 |
| 8 | 325х8 | 200 | 0,3 |
| 9 | 325х8 | 205 | 0,3 |
| 10 | 325х8 | 195 | 0,4 |
| 11 | 325х8 | 190 | 0,4 |
| 12 | 325х8 | 185 | 0,45 |
| 13 | 720х9 | 1300 | 0,3 |
| 14 | 720х9 | 1250 | 0,3 |
| 15 | 720х9 | 1200 | 0,3 |
| 16 | 720х9 | 1150 | 0,45 |
| 17 | 720х9 | 1100 | 0,40 |
| 18 | 720х9 | 1050 | 0,45 |
Пример. Профиль участка нефтепродуктопровода (L = 120 км, D = 530 х 8 мм, D = 0,15 мм) представлен табл. 1. Давление рк в конце участка равно 0,3 МПа. По трубопроводу перекачивают дизельное топливо (r = 840 кг/м3, n = 5 сСт, ру = 0,01 МПа) с расходом 650 м3/ч). Определить, имеется ли в трубопроводе самотечный участок, и если имеется, то где он расположен?
Ответ. Имеется между 40 и 49,942 км.
Расчет. Расчет ведем методом приближений. Задаемся расходом 650 м3/ч и предполагаем по виду профиля, что перевальная точка расположена в сечении х = 40 км. Будем находить координату конца самотечного участка.
Параметры перекачки топлива таковы:
n = 4×600/(3600×3,14×0,5142) @ 0,804 м/с;
Re = 0,804×0,514/(5×10-6) @ 82651;
l = 0,11×(0,15/514 + 68/82651)0,25 @ 0,0201;
i = 0,0201×1/0,514×0,8042/(2×9,81) @ 1,288×10-3
или 1,288 м/км.
Давление в конце участка равно 0,3 МПа, что составляет
0,3×106/(840×9,81) @ 36,41 м столба дизтоплива,
поэтому напор в сечении х = 60 км равен:
0 + 36,41 + (120 – 60)×1,288 @ 113,69 м.
Расчет координаты конца самотечного участка, находящегося между сечениями 40 и 60 км, понятен из рис. 1.
ру = rg @ 1,21 м
Н(60) = 113,69 м
z40 = 200 м
a
z60 = 50 м
40 х* 60 км
Рис. 1
Обозначим координату конца самотечного участка х*. Поскольку тангенс угла a наклона профиля трубопровода на сегменте (40-60) км известен и равен: (200 – 50)/20000 = 7,5×10-3, то можно составить уравнение:
50 + 7,5×10-3×(60000 - х*) + 1,21 = 113,69 + 1,288×10-3×(60000 - х*),
из которого находим х* @ 49942 м или 49,942 км. Таким образом, в рассматриваемом трубопроводе существует один самотечный участок, начало которого находится в сечении 40 км, а конец - в сечении 49,942 км.
Литература: М.В. Лурье. Задачник по трубопроводному транспорту нефти, нефтепродуктов газа. М., 2002.
