Гидравлический расчет топливопровода, Определение гидравлических потерь системы Опции

[an0ns]

Мне нужно теоретически определить гидравлические сопротивления системы ( топливная система СЭУ) , из расходной цистерны топливо самотеком идет к ТНВД и далее на форсунки. Известно начальное давление (атмосферное), внешний диаметр и длина трубопровода. Я приступаю к расчету прямой задачи, нахожу расход по формуле : Расход=скорость среды*площадь поперечного сечения (не буду углубляться как узнал скорость и сечение), далее проведя ряд расчетов прихожу к определению гидравлических потерь.
И собственно нужно построить график где кривая характеристик системы пересекается с характеристикой насоса. Какой тут может быть насос если жидкость самотеком? или это как то ТНВД замешан?
Ниже пример такого графика:

Прикрепленные файлы

 DSC_0385.jpg ( 2,27 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 60

 

[an0ns]

Мне нужно теоретически определить гидравлические сопротивления системы ( топливная система СЭУ) , из расходной цистерны топливо самотеком идет к ТНВД и далее на форсунки. Известно начальное давление (атмосферное), внешний диаметр и длина трубопровода. Я приступаю к расчету прямой задачи, нахожу расход по формуле : Расход=скорость среды*площадь поперечного сечения (не буду углубляться как узнал скорость и сечение), далее проведя ряд расчетов прихожу к определению гидравлических потерь.
И собственно нужно построить график где кривая характеристик системы пересекается с характеристикой насоса. Какой тут может быть насос если жидкость самотеком? или это как то ТНВД замешан?
Ниже пример такого графика:

Прикрепленные файлы

 DSC_0385.jpg ( 2,27 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 60

 

[Twonk]

Непонятно для какого участка требуется выполнить расчет гидравлического сопротивления. Если от бака до форсунок, тогда характеристика насоса необходима.
И вот про это любопытно услышать:

(не буду углубляться как узнал скорость и сечение)

чтобы понять насколько корректны Ваши вычисления.

Прикрепленные файлы

 fuel_injection.jpg ( 74,93 килобайт ) Кол-во скачиваний: 88

 

[an0ns]

Непонятно для какого участка требуется выполнить расчет гидравлического сопротивления. Если от бака до форсунок, тогда характеристика насоса необходима.
И вот про это любопытно услышать:

чтобы понять насколько корректны Ваши вычисления.

Участок от цистерны до ТНВД.
На фото я приложил пример расчета и под графиком говориться о насосе,хотя у нас жидкость идет самотеком. Может ли пониматься под насосом гидростатическое давление в цистерне?

Сообщение отредактировал an0ns - 24.4.2016, 10:24

Прикрепленные файлы

 APhTko6cSII.jpg ( 351,34 килобайт ) Кол-во скачиваний: 77
 B3_jtnZrEHA.jpg ( 351,63 килобайт ) Кол-во скачиваний: 54
 H8VaGiBSamc.jpg ( 406,74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 44

 

[shvet]

Может ли пониматься под насосом гидростатическое давление в цистерне?

Гидростатическая разница высот уровня жидкости в баке и на форсунке и есть "напор насоса". Эта величина постоянная, не зависящая от расхода, в отличие от насоса. На Вашем графике это будет просто прямая горизонтальная линия. Пересечение с гидравличеким сопротивление сети - это будет максимально возможный расход через трубопровод при полностью открытом регулирующем устройстве (регулирующем клапане). Если регулирующее устройство (регклапан) входит в конструкцию форсунки, то Вам только достаточно обеспечить давление на входе в форсунку при максимальном потреблении топливо больше чем указано в паспорте. Если регклапан вне границ поставки и входит в проект, то нужно задаться диапазоном регулирования и по графику найти перепад давления по регклапану при максимальном расходе (имеется в виду максимум диапазона регулирования, а не максимум пропускной способности гидравлической сети) и при минимальном расходе. Соответственно вы получите dP (кПа) и Q (м3/ч) по регклапану. По этим параметрам производитель регклапанов (или вы сами руками по ISA 75.01.01 или СТ ЦКБА 040-2006) найдет коэффициенты пропускной способности регклапана Cv (Кv) и подберет клапан.

Минимальным расходом, соответствующим нижнему диапазону регулирования, можно и не задаваться. Тогда придется себе в голове держать факт, что регклапан ниже какого-то расхода регулировать будет очень плохо. Т.е. он будет "дергать" расход, не поддаваясь точной настройке. Нижний гарантированный возможный диапазон скажет производитель, его расчеты будут сильно зависеть от требуемой точности регулирования расхода. Если Вы запросите повышенную точность регулирования расхода, то производитель потребует от Вас увеличить перепад давления по регклапану и снизить разницу между верхним и нижним диапазоном.

Как альтернативный способ можете регулировать расход топлива на форсунку не перепадом давления по клапану, а гидрастатическим столбом жидкости. Для этого можете подымать бак выше-ниже бойлера. Нужно больше расхода - вилочным погрузчиком подняли бак, подложили под него поддонов, столб жидкости стал выше, расход увеличился. Или бойлер аналогично выше-ниже опускать.

Сообщение отредактировал shvet - 24.4.2016, 12:37

[an0ns]

Гидростатическая разница высот уровня жидкости в баке и на форсунке и есть "напор насоса". Эта величина постоянная, не зависящая от расхода, в отличие от насоса. На Вашем графике это будет просто прямая горизонтальная линия. Пересечение с гидравличеким сопротивление сети - это будет максимально возможный расход через трубопровод при полностью открытом регулирующем устройстве (регулирующем клапане). Если регулирующее устройство (регклапан) входит в конструкцию форсунки, то Вам только достаточно обеспечить давление на входе в форсунку при максимальном потреблении топливо больше чем указано в паспорте. Если регклапан вне границ поставки и входит в проект, то нужно задаться диапазоном регулирования и по графику найти перепад давления по регклапану при максимальном расходе (имеется в виду максимум диапазона регулирования, а не максимум пропускной способности гидравлической сети) и при минимальном расходе. Соответственно вы получите dP (кПа) и Q (м3/ч) по регклапану. По этим параметрам производитель регклапанов (или вы сами руками по ISA 75.01.01 или СТ ЦКБА 040-2006) найдет коэффициенты пропускной способности регклапана Cv (Кv) и подберет клапан.

Минимальным расходом, соответствующим нижнему диапазону регулирования, можно и не задаваться. Тогда придется себе в голове держать факт, что регклапан ниже какого-то расхода регулировать будет очень плохо. Т.е. он будет "дергать" расход, не поддаваясь точной настройке. Нижний гарантированный возможный диапазон скажет производитель, его расчеты будут сильно зависеть от требуемой точности регулирования расхода. Если Вы запросите повышенную точность регулирования расхода, то производитель потребует от Вас увеличить перепад давления по регклапану и снизить разницу между верхним и нижним диапазоном.

Как альтернативный способ можете регулировать расход топлива на форсунку не перепадом давления по клапану, а гидрастатическим столбом жидкости. Для этого можете подымать бак выше-ниже бойлера. Нужно больше расхода - вилочным погрузчиком подняли бак, подложили под него поддонов, столб жидкости стал выше, расход увеличился. Или бойлер аналогично выше-ниже опускать.

к форсункам топливо подает ТНВД, а не регклапан

Сообщение отредактировал an0ns - 24.4.2016, 15:27

[Twonk]

Давайте внесем ясность. В первом посте спрашивается о расчете гидравлического сопротивления. Это задача довольно простая - зная расход, высчитываем скорость, из скорости критерий Рейнольдса. По критерию определяем область и для области используем соответствующую формулу расчета коэффициента гидравлического сопротивления. Вроде все понятно.
Теперь Вы говорите про характеристику насоса и рабочую точку. Это метод решает другую задачу - определить, с какой производительностью будет качать конкретный насос на конкретную сеть. И ответом как раз и будет величина производительности. Поэтому я Вас и попросил разъяснит, как Вы получили расход, раз Вы еще не решили задачу. Задача решается так - в одной системе координат строится характеристика насоса и характеристика системы. Характеристикой системы будет зависимость сопротивления всей системы от производительности. Всей - это означает всасывающий трубопровод, нагнетательный трубопровод со всеми фильтрами, регуляторами, форсунками.
Раз у Вас расход не дан в условии, я так понимаю, нужно решать вторую задачу

[an0ns]

Давайте внесем ясность. В первом посте спрашивается о расчете гидравлического сопротивления. Это задача довольно простая - зная расход, высчитываем скорость, из скорости критерий Рейнольдса. По критерию определяем область и для области используем соответствующую формулу расчета коэффициента гидравлического сопротивления. Вроде все понятно.
Теперь Вы говорите про характеристику насоса и рабочую точку. Это метод решает другую задачу - определить, с какой производительностью будет качать конкретный насос на конкретную сеть. И ответом как раз и будет величина производительности. Поэтому я Вас и попросил разъяснит, как Вы получили расход, раз Вы еще не решили задачу. Задача решается так - в одной системе координат строится характеристика насоса и характеристика системы. Характеристикой системы будет зависимость сопротивления всей системы от производительности. Всей - это означает всасывающий трубопровод, нагнетательный трубопровод со всеми фильтрами, регуляторами, форсунками.
Раз у Вас расход не дан в условии, я так понимаю, нужно решать вторую задачу

Немного всё прояснилось. У нас есть расходная цистерна, длина трубопрвода со всей арматурой ,внешний диаметр , ТНВД неизвестной марки и дизель-генератор. Получаеться мы считаем расход(формулы приведены в таблице на фотках выше) используя параметры трубопровода (это предположительно расход нашего диз.ген.) считаем потери давления в системе и для восполнения этих потерь нам нужно определить напор, который нам обеспечит цистерна за счет разности высот. Далее нам нужно построить график и найти рабочую точку системы, одна кривая это характеристика системы и другая кривая напор цистерны, ТНВД нам оказывается не нужен.
Могу ошибаться...

[Twonk]

Вот что я понял, если что - поправьте:
1. имеется дизель-генератор со встроенным ТНВД
2. хотим на новой площадке поставить ДЭС и цистерну с топливом и с размещением на плане есть ясность
3. нужно определить диаметр трубопровода и проверить всасывающую линию на потери

Если это так, выполняем следующие действия:
1. Берем расход топлива на максимальную мощность ДЭС
2. Задаваясь рекомендуемыми скоростями движения сред высчитываем диаметр всасывающего трубопровода
3. Принимаем ближайший бОльший диаметр по сортаменту труб (можно принять и меньший, если расчетный не превышает его на 5%)
4. По принятому диаметру труб пересчитываем скорость среды в трубопроводе
5. Высчитываем критерий Рейнольдса, определяем режим течения
6. Для полученного режима течения высчитываем коэффициент гидравлического сопротивления
7. Находим гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода
8. Определяем располагаемый кавитационный запас системы (NPSHa) в точке всасывания ТНВД
9. Проверяем превышение располагаемого кавитационного запаса системы над требуемым кавитационным запасом (NPSHr) ТНВД
10. Если превышение более 0,5 м - всасывающий трубопровод спроектирован нормально
11. Если нет - увеличиваем диаметр труб, задираем цистерну выше и goto 4

Комментарии: Поскольку я так понимаю ТНВД - это плунжерный насос, то все эти приемы с графическим нахождением рабочей точки не нужны. Плунжерный насос прокачает свою производительность по любой трубе. Желательно ДЭС и топливную емкость располагать в одном квартале, чтобы не пересекать проезды. Если же пересекать проезды, то желательно делать подземные переходы

И еще насчет фото 3 - принимать такую характеристику плунжерного насоса (восходящая кривая) неверно - должна быть вертикальная линия

[an0ns]

Вот что я понял, если что - поправьте:
1. имеется дизель-генератор со встроенным ТНВД
2. хотим на новой площадке поставить ДЭС и цистерну с топливом и с размещением на плане есть ясность
3. нужно определить диаметр трубопровода и проверить всасывающую линию на потери

Если это так, выполняем следующие действия:
1. Берем расход топлива на максимальную мощность ДЭС
2. Задаваясь рекомендуемыми скоростями движения сред высчитываем диаметр всасывающего трубопровода
3. Принимаем ближайший бОльший диаметр по сортаменту труб (можно принять и меньший, если расчетный не превышает его на 5%)
4. По принятому диаметру труб пересчитываем скорость среды в трубопроводе
5. Высчитываем критерий Рейнольдса, определяем режим течения
6. Для полученного режима течения высчитываем коэффициент гидравлического сопротивления
7. Находим гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода
8. Определяем располагаемый кавитационный запас системы (NPSHa) в точке всасывания ТНВД
9. Проверяем превышение располагаемого кавитационного запаса системы над требуемым кавитационным запасом (NPSHr) ТНВД
10. Если превышение более 0,5 м - всасывающий трубопровод спроектирован нормально
11. Если нет - увеличиваем диаметр труб, задираем цистерну выше и goto 4

Комментарии: Поскольку я так понимаю ТНВД - это плунжерный насос, то все эти приемы с графическим нахождением рабочей точки не нужны. Плунжерный насос прокачает свою производительность по любой трубе. Желательно ДЭС и топливную емкость располагать в одном квартале, чтобы не пересекать проезды. Если же пересекать проезды, то желательно делать подземные переходы

И еще насчет фото 3 - принимать такую характеристику плунжерного насоса (восходящая кривая) неверно - должна быть вертикальная линия

Я посчитал все гидравлические потери в системе, теперь нужно их восполнить, для этого определяем высоту столба жидкости в расходной цистерне и принимаем по ряду номинальных давлений?

[Twonk]

Я посчитал все гидравлические потери в системе, теперь нужно их восполнить, для этого определяем высоту столба жидкости в расходной цистерне

необязательно восполнять подъемом емкости всю величину потерь на трение - главное, это нужно обеспечить превышение NPSHa над NPSHr. Может сложиться так (большой диаметр, короткое расстояние), что емкость вообще не нужно поднимать.

и принимаем по ряду номинальных давлений?

вот это я не понял. Какое давление? Вроде давление атмосферное же?

[nagger]

Столько буков, а расчетной схемы - нет.

[an0ns]

Столько буков, а расчетной схемы - нет.

На выносках обозначены : расход, скорость среды, длина участка, внутренний диаметр

Прикрепленные файлы

 34wpfQkq0SU.jpg ( 175,61 килобайт ) Кол-во скачиваний: 97

 

[Twonk]

чтоб за Вами дети так в старости ухаживали (я про качество схемы).
почему на последнем участке производительность и скорость движения не изменились, а диаметр изменился? и что за трехходовой клапан посередке?

[an0ns]

чтоб за Вами дети так в старости ухаживали (я про качество схемы).
почему на последнем участке производительность и скорость движения не изменились, а диаметр изменился? и что за трехходовой клапан посередке?

А как может измениться расход? сколько втекает столько и вытекает. Скорость дана на всех участках максимальная,что бы были максимальные потери.

[Twonk]

А как может измениться расход? сколько втекает столько и вытекает. Скорость дана на всех участках максимальная,что бы были максимальные потери.

Безусловно, на всех участках расход д.б. одинаковый, если нет ответвлений. Но больше имел ввиду скорость. Там однозначная формула зависимости скорости от производительности и диаметра. Расход неизменный, диаметр изменился - должна измениться скорость. А у Вас не так

Вот! до этого фотачки не смотрел, тем более все повернуто. Там где в таблице скорость стоит 1 это неправильно - скорость будет разная для каждого участка. Нужно находить расчетом. Формула, кстати, в начале приведена Q=w*F. Соответственно w=Q/F. Таким образом все Рейнольдсы тоже уплывут и далее весь расчет.

P.S. А тот факт, что никто из пользователей не указал на эти ошибки говорит о том, что никто их не смотрел. Что еще раз указывает на качество представленных материалов. Как Вы показываете, так Вам и помогают

[an0ns]

Безусловно, на всех участках расход д.б. одинаковый, если нет ответвлений. Но больше имел ввиду скорость. Там однозначная формула зависимости скорости от производительности и диаметра. Расход неизменный, диаметр изменился - должна измениться скорость. А у Вас не так

Вот! до этого фотачки не смотрел, тем более все повернуто. Там где в таблице скорость стоит 1 это неправильно - скорость будет разная для каждого участка. Нужно находить расчетом. Формула, кстати, в начале приведена Q=w*F. Соответственно w=Q/F. Таким образом все Рейнольдсы тоже уплывут и далее весь расчет.

P.S. А тот факт, что никто из пользователей не указал на эти ошибки говорит о том, что никто их не смотрел. Что еще раз указывает на качество представленных материалов. Как Вы показываете, так Вам и помогают

Скорость брал по Морскому Регистру Судоходства для топливной системы, она колеблется от 0,8 до 1 м/с. Скорость брал везде максимальную, чтобы были максимальные потери давления.

[Twonk]

прочитайте внимательно мой пост №8. Рекомендуемые скорости используются на этапе 2 для выбора диаметра труб, а на этапе 4 используются скорости, рассчитанные по выбранным диаметрам труб