Расчет гидравлического сопротивления сети и подбор насоса

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИРСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии

Контрольная работа

"Расчет гидравлического сопротивления сети и подбор насоса"

Москва 2015

• Оглавление
• 1. Гидравлическое сопротивление трубопроводов
• 2. Гидравлическое сопротивление теплообменника
• 3. Давление в реакторе
• 4. Подбор насоса
• 5. Максимальная допустимая высота всасывания
• Библиографический список

1. Гидравлическое сопротивление трубопроводов

Свойства вещества в трубопроводах [1]

Объемный расход жидкости:

Сечение трубопроводов:

Скорость потоков в трубопроводах:

Значения критерия Рейнольдса в трубопроводах:

По таблице абсолютных шероховатостей на стр. 14 в [2] определяем для материала труб соответствующие значение.

Для труб на участке "емкость - ректор" сталь с незн. коррозией?₁ = 0,2 мм

для труб на участке "реактор - колонна" стеклянные?₂ = ?₃ = 0,01 мм

Относительная шероховатость трубопроводов:

Границы зон трения:

Для трубопроводах на всех участках , это соответствует зоне смешенного трения. В этой зоне трения для расчета используют формулу (1.6) на стр. 14 в [2]:

Коэффициенты пропорциональности для коэффициента местного сопротивления диафрагмы:

Коэффициенты местных сопротивлений (табл. XIII стр. 520 [3]):

Сумма коэффициентов трения:

Потери напора на трубопроводе:

Гидравлическое сопротивление трубопроводов:

2. Гидравлическое сопротивление теплообменника

Параметры теплообменника:

Сечение трубки в теплообменнике:

Средняя температура между входом в теплообменник и выходом из него:

Свойства жидкости в при средней температуре [1]:

Объемный расход жидкости:

Скорость потока в трубках:

Значения критерия Рейнольдса в трубопроводах:

В условии нет четкого определения шероховатости труб в теплообменнике, тогда примем наиболее распространенный вариант: трубы с незначительной коррозией.

Абсолютная шероховатость: .

Тогда относительная шероховатость:

Коэффициент трения для трубок теплообменники можно рассчитать по формуле (2.31) на стр. 69 [2]:

Коэффициенты местных сопротивлений (табл. XIII стр. 520 [3]):

Сумма коэффициентов трения:

Потери напора в теплообменнике:

Гидравлическое сопротивление теплообменника:

3. Давление в реакторе

В условии дано абсолютное давление в колонне, но определить нужно избыточное давление. Чтобы из абсолютного получить избыточное, нужно воспользоваться следующей формулой:

Тогда избыточное давление в колонне равно (избыточное давление измеряется в ати):

Давление в реакторе А можно определить по простой формуле:

Для перевода в размерность, которая наиболее часто используется для измерения избыточного давления, необходимо:

4. Подбор насоса

Рассчитаем полный напор, который необходимо развить насосу для перекачки жидкости с необходимым расходом, называемый также напором сети (по формуле 2,1 стр. 65 [3]):

Так как по условию емкость открытая, значит Р_о = Р_ат = 1 ат.

В формуле для расчета напора сети к давлению в реакторе добавлено атмосферное давление для перевода избыточного давления в абсолютное.

Потери при перекачивании от емкости до реактора:

По приведенной выше формуле вычислим напор сети при заданной производительности:

Известно, что напор сети изменяется с изменением расхода перекачиваемой жидкости. Выведем эту зависимость, так как именно посредством неё подбирается насос:

Коэффициент пропорциональности:

Важно помнить про размерность [Q] = [м³/сек], а также то, что 1 л = 0,001 м³. Если перевести Qв л/сек, то операции перевода из одной размерности в другую необходимо осуществить и для К_сети:

С учетом этого уравнение напора сети приобретает вид:

Результат расчета двумя разными способами полного напора сетевой магистрали верен, так как: трубопровод гидравлический насос

Строим диаграмму Н_сети = f(Q) и делаем это для насоса Х 20/53,данные насоса находятся на стр. 20-22 [4]:

Напор и КПД выбранного насоса:

Мощность на валу электродвигателя насоса:

5. Максимальная допустимая высота всасывания

Для того, чтобы происходило всасывание, величина Р_вс (или пропорциональная ей Н_вс) должна быть больше давления насыщенных паров перекачиваемой жидкости Р_нас, так как в противном случае произойдет испарение жидкости и растворенных в ней газов и может произойти разрыв потока. Последнее приведет к резкому снижению Р_вс или даже к прекращению поступления жидкости в насос.

Высота всасывания может быть рассчитана по формуле (1.36) стр. 20 [2]:

Давление насыщенных паров жидкости при t₁(см. [1]):

Запас напора, необходимый для исключения кавитации, возможно рассчитать по формуле, указанной на стр. 68[3]:

Теперь максимально допустимая высота всасывания:

Библиографический список

1. 4248 - Бобылев В.Н. Физические свойства наиболее известных химических веществ.

2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. идополн. М.: Химия, 1991 - 496 с.

3. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.

4. Характеристика насосов, скаченная с сайта кафедры ПАХТ РХТУ.

Размещено на Allbest.ru