Реферат: 24. Расчет мазутопровода при движении вязкопластичной жидкости

Курсовые работы.





24. Расчет мазутопровода при движении вязкопластичной жидкости.


Содержание работы:

Теоретическая часть.
Классификация неньютоновских жидкостей. Зависимость между расходом и перепадом давления при ламинарном течении вязкопластичной жидкости в трубе.
Расчетная часть.
Пользуясь  – теоремой, получить безразмерные параметры, характеризующие движение вязкопластичной жидкости в трубе.

Получить формулу для определения коэффициента гидравлического сопротивления при ламинарном течении вязкопластичной жидкости в трубе.

Построить графики зависимости гидравлического сопротивления  от параметра Рейнольдса Re и параметра Ильюшина

, т.е.  =(Re, И).

Рассчитать потери движения при транспорте мазута по горизонтальному трубопроводу к печам технологических установок нефтезавода, считая, что мазут описывается моделью вязкопластичной жидкости (реологические параметры жидкости определяются при средней температуре).


^ Исходные данные



Варианты


Данные

1

2

3

4

Предельное динамическое напряжение , н/м2

10

10

12

11

Диаметр трубопровода d, м

0,207

Длина трубопровода L, м

1000

950

1050

1100

Плотность мазута кг/м3

950

940

990

920

Расход Q, м3/с

0,0972

0,0972

0,0972

0,0972


Методические указания.

Для определения коэффициента гидравлического сопротивления воспользоваться формулой Дарси-Вейсбаха:



Выразить p из формулы и подставить в формулу Букингама, определяющую расход Q при течении вязкопластичной жидкости в трубе. Получить формулу для  в виде  =(Re, И), где

, .

Задаваясь различными значениями И (), построить зависимость  от Re ().


^ 25. Расчет мазутопровода при движении псевдопластичной жидкости.

Содержание работы

Теоретическая часть.

Классификация неньютоновских жидкостей. Ламинарное стационарное течение псевдопластичной жидкости в трубе. Профиль скорости. Зависимость между расходом и перепадом давления.

Расчетная часть.

Построить профиль скорости неньютоновской жидкости, подчиняющейся степенному реологическому закону



при течении в круглой трубе.

Принять n = 3, 2, 1, 0,7, 0,33.

Пользуясь  – теоремой, получить безразмерные параметры, характеризующие движение псевдопластичной жидкости в трубе.

Получить формулу для определения коэффициента гидравлического сопротивления при ламинарном течении псевдопластичной жидкости в трубе.

Рассчитать потери движения при транспорте мазута по горизонтальному трубопроводу к печам технологических установок нефтезавода, считая, что мазут описывается моделью псевдопластичной жидкости и движение изотермическое.


^ Исходные данные
Реологические параметры жидкости:

n = 1/1,398; k = 0,304 н.с.0.716м-2.



Варианты


Данные

1

2

3

4

Длина трубопровода L, м

100

80

150

120

Диаметр трубопровода d, мм

0,207

0,207

0,207

0,207

Плотность мазута , кг/м3

950

950

950

950

Расход мазута Q, м3/с

0,277∙10-3

0,250∙10-3

0,425∙10-3

0,319∙10-3



^ Методические указания

Для определения коэффициента гидравлического сопротивления воспользоваться формулой Дарси-Вейсбаха:



Выразить p из формулы и подставить в уравнение, определяющее зависимость между расходом Q и p перепадом давления при ламинарном течении псевдопластичной жидкости в трубе. Получить формулу для  в виде:

,

где –– обобщенное число Рейнольдса.


^ 26. Исследование пульсаций давления на расход при ламинарном движении неньютоновских жидкостей в трубах

Содержание работы

1. Теоретическая часть.

Классификация неньютоновских жидкостей.


2. Расчетная часть.

Рассматривается ламинарное неустановившееся течение неньютоновской жидкости, подчиняющейся степенному реологическому закону



в круглой трубе.

Градиент давления меняется по закону

, (1)

где , .

Исследовать влияние пульсаций давления на расход жидкости.

Рассмотреть случай, когда инерционными членами в уравнении движения можно пренебречь по сравнению с вязкими (квазистационарного движение).

а) Найти скорость u = u(r,t).

б) Определить средний за период колебания расход.

Исследовать влияние пульсаций давления на средний за период колебания расход в случае n < 1 и n > 1 ().

^ Методические указания

Уравнение неустановившегося ламинарного движения жидкости в трубе имеет вид:

.

При пульсирующем движении градиент давления представляют в виде суммы постоянной компоненты и пульсационной компоненты с амплитудой и частотой :

.

Для неньютоновской жидкости, подчиняющейся степенному реологическому закону

,

расход жидкости определяется по формуле

,

где а – радиус трубы.

Средний расход жидкости за период колебания находится из соотношения

.

При стационарном ламинарном движении с постоянным градиентом давления расход жидкости q0 выражается через среднюю скорость v по формуле

q0 = a2v.

Отношение расхода жидкости при пульсирующем течении к расходу q0 при стационарном течении обозначим через Q

. (2)

В работе надо исследовать зависимость Q от n, т.е. определить влияние пульсаций давления на расход при различных n в случае квазистационарного движения, когда вязкие силы значительно больше чем силы инерции. В этом случае уравнение (1) примет вид

. (3)

Уравнение (3) надо проинтегрировать, т.е. найти u(r,t) и по формуле (2) определить Q.

Удобно в уравнении (3) перейти к безразмерным переменным:

.

Тогда

.

Зависимость Q от n представить на графике при .