Проект 5-3-3 (ЗАДАНИЕ 5-3-3)

Посмотреть архив целиком







ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по курсу МЖГ


ВАРИАНТ 5-3-3





ТЕМА

Гидравлический расчет гидросистемы

деривационной гидроэлектростанции
























Описание объекта расчета


Объектом расчета в данной работе является гидросистема деривационной гидроэлектростанции, схема которой представлена на рис. 1. В деривационной ГЭС напор создаётся за счет естественного понижения местности от напорного бассейна (отметка - A) до отводящего канала (отметка - B). Основным элементом ГЭС является гидротурбина, вал которой соединен с генератором, вырабатывающим электроэнергию. Гидротурбина представляет собой расположенное в корпусе лопастное колесо, которое преобразует механическую энергию несомую протекающим потоком воды (расход воды – Q) в механическую энергию вращающегося вала турбины. Вода подводится по напорному водоводу длиной – L, диаметром D, эквивалентная шероховатость стенок водовода - 1. Отработавшая вода по отсасывающей трубе поступает из турбины в отводящий канал.

Для регулирования частоты вращения n турбины на водоводе установлен дисковый затвор (отметка уровня расположения цапфы затвора -C, угол наклона канала водовода в месте установки затвора - α, диаметр цапфы затвора - dз, коэффициент трения скольжения в цапфах – f).

Смазка и охлаждение подшипника турбины осуществляются самосмазом (см. рис. 2а), представляющим собой закрепленный на вале турбины барабан (радиус - R0, высота - b) c отверстием в крышке. Часть W объема барабана заполнена смазочным маслом (плотность - ρ, кинематический коэффициент вязкости или просто кинематическая вязкость вязкость - ν). При вращении турбины масло в барабане вращается с той же частотой, что и барабан. Для его подачи к подшипнику (на высоту h) служит труба (длина трубы - l, диаметр трубы - d, эквивалентная шероховатость стенок трубы - 2 ), приемное отверстие которой расположено внутри слоя смазочного масла на радиусе R1 перпендикулярно линейной скорости V0 на этом радиусе вращения (рис. 2б). Расход смазочного масла, необходимый для полноценной работы подшипника скольжения – q. Отработавшая смазка сливается обратно в барабан самотеком.













Задание


Выполните гидравлический расчет гидросистемы и её элементов при следующих данных:

отметка уровня воды в бассейне A – 300 м;

длина канала турбинного водовода L – 3000 м;

диаметр канала турбинного водовода D – 1,5 м;

эквивалентная шероховатость стенок турбинного водовода Δ1 - 2 мм;

отметка уровня расположения цапфы затвора C – 50 м;

угол наклона канала водовода в месте установки затвора α – 15о;

диаметр цапфы затвора dз – 0,22 м;

коэффициент трения скольжения в цапфах f – 0,2;

отметка уровня воды в отводящем канале B – 15 м;

радиус барабана самосмаза R0 - 1 м;

высота барабана самосмаза b – 0,15м;

плотность смазочного масла ρ – 800 кг/м3 ;

кинематический коэффициент вязкости (кинематическая вязкость) смазочного масла ν – 0,36 Ст;

объем смазочного масла, заливаемого в барабан самосмаза

W – 0,09 м3;

высота подачи смазочного масла (высота расположения выходного сечения трубки самосмаза по отношению к входному сечению) h – 4,0 м;

длина трубки самосмаза l – 5 м;

диаметр трубки самосмаза d – 15 мм;

эквивалентная шероховатость стенок трубки самосмаза Δ2 – 0,1 мм;

частота вращения турбинного колеса n –140 об/мин.

плотность воды = 103 кг/м3;

кинематический коэффициент вязкости (кинематическая

вязкость) воды = 10-2 Ст.


Этап первый


Гидростатические расчеты.


Срок выполнения: 7 неделя.


  1. Вычислите силу давления воды на дисковый затвор, перекрывающий сечение турбинного водовода. Считать, что за затвором вода отсутствует и давление воздуха равно атмосферному.

Какой внешний момент силы нужно приложить к затвору, чтобы удержать его в закрытом положении?

  1. Какая сила действует на верхнюю крышку самосмаза при его вращении с заданной частотой при отсутствии поля сил тяжести и при его существовании?



Дополнительное задание:


1. Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по разделу «Гидростатика» написать краткий реферат на тему: «Закон распределения давления в жидкости, находящейся в поле сил тяжести и движущейся вместе с сосудом, в который она налита, прямолинейно с постоянным ускорением или вращающейся вместе с этим сосудом с постоянной угловой скоростью».

2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидростатики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза: II - 13; III - 3; IV - 2; IV – 23.



Этап второй


Расчет кинематических и динамических параметров

движения жидкости


Срок выполнения: 13 неделя.


  1. Пренебрегая влиянием силы тяжести на распределение давления в барабане самосмаза, определить, на каком радиусе R1 следует разместить приемное отверстие трубки самосмаза, чтобы при заданной частоте вращения турбинного колеса подача смазки q равнялась 0,16л/с.

  2. Постройте график зависимости потерь напора в водоводе в функции от протекающего расхода (затвор в турбинном водоводе считать полностью открытым и его коэффициент сопротивления принять равным ζз = 4).


Дополнительное задание:


1. Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по рассматриваемым в курсовой работе разделам «Гидродинамики» написать краткий реферат на тему: «Отличительные особенности ламинарного и турбулентного режимов течения жидкости. Критерий перехода ламинарного режима течения в турбулентный в трубах с круглым поперечным сечением».

2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидродинамики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза: VII –11; IX - 9; X – 24.





Этап третий


Расчет параметров работы гидромашины в системе.


Срок выполнения: 15 неделя.


Определите:

1. Максимальную мощность, которую можно получить в турбинной установке. предполагая КПД турбины ηт = 0,88;

2. Каковы будут при максимальной мощности турбинной установки расход через турбину и КПД водоводаηвд.

Указание: Полезная мощность установки

N=Qρg (Hhп)ηт,

Hп потери напора в водоводе.

КПД водовода

ηвд = (Hhп) / H.

Пользуясь формулой для потери напора

hп = 0,0827λLэ Q2 / D2 (где Lэ – эквивалентная длина водовода при коэффициенте сопротивления затвора ζз = 4)

исследовать на максимум выражение для мощности N в зависимости от расхода.



Рекомендация: воспользоваться сведениями, приведенными во вводной части к XIV главе “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза.






Случайные файлы

Файл
66459.rtf
113571.rtf
185216.rtf
165728.rtf
187162.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.