2020-05-21
118Методическое пособие
Для проведения практических работ
по дисциплине «Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики»
| «Рассмотрено» На заседании цикловой комиссии «Санитарно-технических дисципли и газоснабжения» Протокол № 1 от 01.09.2016 Председатель_______Саядян Е.Б. | «Утверждаю» Заместитель директора по учебной работе _______________ Сухаревская О.В. «____»________________2016 г. |
Составитель: Киселева М.Ю., Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ростовской области «Ростовский-на-Дону строительный колледж», преподаватель.
Практическая работа №2
Расчет сложного тупикового трубопровода.
Требования к знаниям и умениям.
знать:
- основы гидравлического расчета простых трубопроводов;
уметь:
- определять параметры при гидравлическом расчете трубопроводов.
- пользоваться нормативно - справочной информацией для гидравлического расчета.
ПК 3.2 Выполнять основы расчета систем
ОК 2 Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3 Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность
Цели работы:
1. Образовательная - ознакомиться с нормативной документацией, условными обозначениями, правилами расчета; проверить правильность ранее полученных знаний; расширить объем профессионально значимых знаний, умений и навыков.
2. Развивающая - привить навыки самостоятельного мышления.
3. Воспитательная - воспитание ответственности к порученному делу; сознательное отношение к труду; умение работать в коллективе.
4. Практическая - научить студентов применять полученные знания на практике.
Задачи работы:
1. Закрепление знаний, полученных при изучении темы: «Гидравлический расчет трубопроводов»
2. Проверка правильности ранее полученных знаний;
3. Прививание навыков самостоятельного мышления, содействие воспитанию интереса к предмету; воспитание потребности в знаниях и ответственности к порученному делу;
4. Научить пользоваться нормативно-справочной литературой, стимулировать регулярное изучение рекомендуемой литературы, а также освоение умений по определению диаметров трубопроводов.
Содержание работы:
Содержание практической работы направлено на изучение нормативной документации, условных обозначений и правил определения диаметров, а также освоение умений по определению потерь напора в сети. В ходе работы студенты выполняют расчеты по определению диаметров под руководством преподавателя и выполняют индивидуальное задание по вариантам самостоятельно.
Междисциплинарные и внутрипредметные связи:
При выполнении практической работы студент использует знания, полученные при изучении темы «Гидравлический расчет трубопроводов». Для выполнения практического задания используются теоретические знания и умения по дисциплинам «Математика», «Физика», «Материалы и изделия», «Инженерная графика». Полученные знания и освоенные умения студенты будут в дальнейшем использовать при выполнении практических работ по ПМ 03: «Определение диаметров и потерь напора при расчёте газопроводов и соответствующих разделов курсового и дипломного проектов.
Последовательность выполнения практического задания
1. Теоретические основы расчета.
Различают два случая движения газа по газопроводам:
- при Δ Р/Р < 5% и
- при Δ Р/Р > 5%, где
Δ Р – перепад давления в начале и в конце газопровода
Р – среднее давление в газопроводе.
В первом случае можно пренебречь сжимаемостью газа, поскольку считается, что плотность газа постоянна по всей длине газопровода.
Во втором случае – при длине газопроводов в десятки и сотни км, плотность газа изменяется в зависимости от процессов, протекающих между газом и окружающей средой.
Основной формулой для расчетов является формула Дарси-Вейсбаха.
Δ Р = λ/d*pv2/2g*l
где:
λ – коэффициент гидравлического трения
d – диаметр трубопровода, м
p – плотность газа, кг/м3
v – скорость движения газа, м/с
l – длина участка газопровода, м
С целью облегчения инженерных расчетов разработаны специальные таблицы и номограммы для определения потерь напора в газопроводах низкого давления.
2. Исходные данные. Табл 1
| № варианта | Расчетный расход газа для газовой плиты, м3/ч | Длины участков, м | Число этажей | ||||
| L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1 | 1,25 | 0,7 | 4,2 | 0,8 | 18,6 | 3,2 | 2 |
| 2 | 1,25 | 0,8 | 3,5 | 0,9 | 20.2 | 3,5 | 3 |
| 3 | 1,25 | 0,9 | 3,7 | 1,0 | 21,5 | 4,2 | 4 |
| 4 | 1,25 | 1,0 | 4,0 | 1,1 | 19,4 | 3,8 | 3 |
| 5 | 1,25 | 1,1 | 4,5 | 0,7 | 17,5 | 4,5 | 2 |
| 6 | 1,25 | 0,7 | 4,0 | 0,8 | 20.2 | 3,5 | 4 |
| 7 | 1,25 | 0,8 | 3,7 | 0,9 | 21,5 | 4,2 | 2 |
| 8 | 1,25 | 0,9 | 4,2 | 1,0 | 19,4 | 3,2 | 4 |
| 9 | 1,25 | 1,0 | 3,5 | 1,1 | 18,6 | 3,5 | 3 |
| 10 | 1,25 | 1,1 | 3,7 | 0,7 | 20.2 | 4,2 | 2 |
| 11 | 1,25 | 0,7 | 4,0 | 0,8 | 21,5 | 3,4 | 3 |
| 12 | 1,25 | 0,8 | 4,5 | 0,9 | 19,4 | 3,2 | 4 |
| 13 | 1,25 | 0,9 | 4,2 | 1,0 | 17,5 | 3,5 | 3 |
| 14 | 1,25 | 1,0 | 3,5 | 1,1 | 21,5 | 4,2 | 4 |
| 15 | 1,25 | 1,1 | 3,7 | 0,7 | 19,4 | 3,8 | 2 |
| 16 | 1,25 | 0,7 | 4,0 | 0,8 | 17,5 | 4,5 | 4 |
| 17 | 1,25 | 0,8 | 4,5 | 0,9 | 18,6 | 3,2 | 2 |
| 18 | 1,25 | 0,9 | 4,2 | 1,0 | 18,6 | 3,5 | 3 |
| 19 | 1,25 | 1,0 | 3,5 | 1,1 | 20.2 | 4,2 | 2 |
| 20 | 1,25 | 1,1 | 3,7 | 0,7 | 21,5 | 3,8 | 3 |
| 21 | 1,25 | 0,7 | 4,0 | 0,8 | 19,4 | 4,5 | 4 |
| 22 | 1,25 | 0,8 | 4,5 | 0,9 | 17,5 | 3,2 | 3 |
| 23 | 1,25 | 0,9 | 4,2 | 1,0 | 18,6 | 3,5 | 4 |
| 24 | 1,25 | 1,0 | 3,5 | 1,1 | 20.2 | 4,2 | 2 |
| 25 | 1,25 | 1,1 | 3,7 | 0,7 | 21,5 | 3,8 | 3 |
3. Порядок расчета.
3.1 По расчетной схеме газопровода строим аксонометрическую схему тупиковой системы.
3.2 Разбиваем аксонометрическую схему на участки, в зависимости от изменения расхода.
3.3 Определяем расчетный расход газа на каждом участке нарастающим итогом.
3.4 По таблице гидравлического расчета (см Приложение 1) подбираем диаметры участков и удельные потери давления.
3.5 Определяем потери давления по длине участков, умножая удельные потери давления на длину участка.
3.6 Определяем потери в местных сопротивлениях, исходя из условия:
- потери на стояках – 20% от потерь по длине
- потери на разводящих трубопроводах – 25% от потерь по длине
3.7 Определяем естественное давление газа по формуле:
Рест = g*l*(pг – рв), Па
где:
Рест – дополнительное естественное давление, возникающее на вертикальных участках газопровода, Па
g – ускорение свободного падения, 9,8 кг/м3
l – длина участка, м
pг – плотность газа = 0,73 кг/м3
рв – плотность воздуха = 1,29 кг/м3
3.7 Результаты расчетов заносим в таблицу 2.
Табл.2
| № участка | Длина участка, м | Расчетный расход на участке, м3/ч | Диаметр участка, мм | Потери давления | Рест, Па | Рдл+Рмс, Па | |||
| Δ Р, Па/м | Рдл = Δ Р*l, Па | Рмс, % | Рмс, Па | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
3.8 Определяем полные потери давления в газопроводе по формуле:
Р полн = Σ(Рдл + Рмс) - Σ Рест + Рг пл + Рf, Па
где:
Рг пл – потери давления в арматуре газовой плиты, Па,
Рг пл = 50 Па
Рf – свободный напор газа (давление на газовой горелке), Па,
Рf = 2000 Па
3.9 Сравниваем потери давления во внутреннем тупиковом газопроводе с располагаемым напором в наружном газопроводе.
Рнар = 2,5МПа
4. Вывод
Задания для самостоятельной работы:
1. Выполнение и оформление индивидуального задания по выданному преподавателем заданию.
2. Подготовка к защите задания.
Контрольные вопросы к защите работы:
1. Что такое гидравлические сопротивления.
2. Какие сопротивления возникают в газопроводах.
3. Откуда берутся нормы расхода газа для основных потребителей
4. В каких единицах измеряют расчетные расходы газа.
5. В каких единицах измерят расчетное давление газа.
6. Какое давление газа во внутридомовых системах газоснабжения.
7. Как определяют потери давления в местных сопротивлениях.
8. Условие подбора диаметров по таблицам гидравлического расчета.
9. Что такое естественное давление.
10.Чему равны потери давления в арматуре газовой плиты.
11. Почему системы газоснабжения не предусматривают в домах выше 10 этажей.
Литература:
1. Брюханов О.Н., Коробко В.И., Мелик-Аракелян А.Т. «Основы гидравлики, теплотехники и аэродинамики». Москва, ИНФРА, 2013
2. Газоснабжение строительные нормы СНиП 2.04.08-87*
3. ГОСТ 21.610-85* "СПДС. Газоснабжение. Наружные газопроводы. Рабочие чертежи"
