Расчет вентилятора

Размещено на http://www.allbest.ru

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования

«Сибирский государственный технологический университет»

Факультет химических технологий

Кафедра ПЭ ПАХТ

Расчетно-графическая работа

Расчет вентилятора

(Вариант 3)

Разработал:

студенты группы 63-4

Голованов И.В.

г. Красноярск 2007

Дано:

Таблица 1 - исходные данные для расчета вентилятора.

В абсорбере непрерывного действия производится очистка газа от примесей при атмосферном давлении.

Расход газа V_с (при нормальных условиях), его начальная температура t₀. В циклоне газ предварительно обеспыливается и затем охлаждается в теплообменнике до температуры t₁; после абсорбера газ поступает в газохранилище, где поддерживают избыточное давление ?p.

Колонный насадочный абсорбер имеет диаметр D и высота слоя насадки H, плотность орошения насадки Г, м3/(м²*с). Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от абсорбера до газохранилища имеет длину L₁. Длина участка от теплообменника до абсорбера L₂ = 25 м и от начала трубопровода до теплообменника L₃ = 50 м. На трубопроводе имеются: нормальная диафрагма с модулем m, n₁ задвижек и n₂ плавных поворотов на 900 с R₀/d_тр = 4. Теплообменник кожухотрубчатый с трубами 25Ч2 мм и длиной l; диаметр кожуха D_k и внутренний диаметр штуцеров d_ш.

Рассчитать значение оптимального диаметра трубопровода (по участку наибольшей длины) и подобрать вентилятор, обеспечивающий данный расход газа. трубопровод газ вентилятор воздух

1. Технологический расчет.

1.1 Определение значение плотности и коэффициента динамической вязкости воздуха.

Плотность воздуха при заданных температурах определяется по формуле:

где с₀ - плотность этилена при н.у.,

М - мольная масса этилена, ;

Т - температура, К.

Плотность воздуха при средней температуре, равной:

Динамический коэффициент вязкости этилена рассчитывается по формуле:

где м₀ - динамический коэффициент вязкости при 0 ⁰С, м₀ = 9,85*10^-6 Па*с (таблица V [1]);

С - постоянная Сатерленда, С = 241 К.

1.2 Определение диаметра трубопровода

Рассчитаем объем этилена при рабочих условиях по формуле:

Для напорного трубопровода примем скорость этилена равной 12 м/с (таблица 1.1 [1]).

Диаметр трубопровода определяется по формуле:

где d_тр - внутренний диаметр трубы, м.

Стандартный диаметр трубопровода примем равным 325Ч10 мм (приложение А1 [2]) тогда внутренний диаметр трубы равен 325-2*10 = 305 мм.

Фактическая скорость газа в трубе равна:

1.3 Определение гидравлического сопротивления сети

Полное гидравлическое сопротивление сети определяется по формуле:

где ?Р_тр - сопротивление трубопровода, Па;

?Р_ц - сопротивление циклона, Па;

?Р_тепл - сопротивление теплообменника, Па;

?Р_абс - сопротивление абсорбера, Па;

?Р_изб - избыточное давление, примем ?Р_изб = 0.

Гидравлическое сопротивление трубопровода определяется по формуле:

где л - коэффициент трения, зависящий от величин (Re, d_тр/e).

Определим режим течения в трубопроводе:

Среднее значение шероховатости стенок труб принимаем e=0,2 мм (таблица 12 [1]). Относительная шероховатость стенки трубы d_тр/e=305/0,2=1525. По графику 1.5 [1] находим значение коэффициента трения л=0,0185.

Сумма коэффициентов местного сопротивления равна:

где о₁ - коэффициент местного сопротивления на входе в трубу, о₁=0,5;

о₂ - коэффициент местного сопротивления на выходе из трубы, о₂=1;

о₃ - коэффициент местного сопротивления задвижки, о₃=0,15;

n₁ - число задвижек, n₁=4;

о₄ - коэффициент местного сопротивления на повороте, о₄=0,11;

n₂ - число поворотов, n₂=16;

о₅ - коэффициент местного сопротивления диафрагмы, о₅=2.

Коэффициенты местного сопротивления определяется по таблице XIII [1], тогда:

Тогда

Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства теплообменника определяется по формуле:

где m - число труб, омываемых теплоносителем в межтрубном пространстве, приблизительно можно принять

, принимаем m=6;

n - число труб, n=111 (таблица 4.12 [1]);

x - число сегментных перегородок, принимаем х=0;

w_м.тр - скорость газа в межтрубном пространстве;

w_м.тр.шт - скорость газа в штуцере.

Скорость w_м.тр ? w_м.тр.шт. Рассчитываем скорость газа в штуцере:

Рассчитаем критерий Рейнольдса газа:

Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства равно:

Гидравлическое сопротивление циклона определяется по формуле:

Гидравлическое сопротивление абсорбера определяется по формуле:

где Н - высота слоя насадки;

d_э - эквивалентный диаметр;

w_г - скорость газа в абсорбере;

л - коэффициент сопротивления насадки;

Г - плотность орошения.

Эквивалентный диаметр можно выразить через характеристики насадки: свободный объем V_св=0,78 м³/м³ и удельную поверхность у=140 м²/м³.

Скорость этилена в абсорбере равна:

Так как Re>40, то коэффициент сопротивления рассчитывается по формуле:

Общее гидравлическое сопротивление установки:

1.4 Подбор вентилятора

По рассчитанному значению ?Р=10736 Па и объемному расходу V=0,87 м3/с подбираем газодувку марки ТВ-100-1.12, производительностью V=1,67 м3/с, ?Р=12000 Па. (Приложение А2).

Список литературы

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ред. чл. - корр. АН России П.Г. Романкова. -12-е изд., стереотипное. М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. - 576 с.

2. Ченцова Л.И., Шайхутдинова М.К. Процессы и аппараты химической технологии: учебное пособие к самостоятельной работе студентов специальностей: 240901, 240403, 240502, 240701, 240702, 240406, 280201, 050501, 240801, 260601, 200503, 080502, 0240100 очной формы обучения / Л.И. Ченцова, М.К. Шайхутдинова, В.М. Ушанова. - Красноярск: СибГТУ, 2006. - 262 с.

Размещено на Allbest.ru