Расчёт химического трубопровода, подбор насоса и режимов его работы. 3 Расчёт потерь напора в трубопроводах

• Название: 3 Расчёт потерь напора в трубопроводах
• Анкор: Расчёт химического трубопровода, подбор насоса и режимов его работы
• Дата: 06.09.2022
• Размер: 34.86 Kb.
• Имя файла: 3_Raschyot_poter_napora_v_truboprovodakh.docx
• Тип: Документы; #663979

3 Расчёт потерь напора в трубопроводах

Расчёт простых трубопроводов с насосной подачей жидкости проводится на основании того, что при установившемся движении жидкости в трубопроводе напор H, который создаётся насосом, должен быть равен потребному напору Н_п, который определяется по уравнению 3.1 [1]

, (3.1)

где Н_Г – геометрический напор, это значит высота, на которую необходимо подать жидкость, он определяется по формуле (3.2) [1]

Н_Г = z₂ - z₁, (3.2)

где z₂ и z₁ – соответственно геодезические отметки поверхности жидкости в приёмном и подпитывающем резервуарах.

(р₂ - р₁) – разность давлений на поверхности жидкости соответственно в приёмном и питающем резервуарах, Па;

ρ – плотность жидкости, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

- суммарные потери напора на преодаление гидравлических сопротивлений в всасывающем и нагнетательном трубопроводах.

Значения z₂, z₁, р₂, р₁ принимаются с задания, а плотность ρ принимаем с приложения [16] с.130 в зависимости от заданной жидкости и её температуры (ρ =774 кг/м³ при температуре равной 40˚С).
H_Г = z₂ - z₁ =25– 14 = 11 м,

Потери напора расчитываем для каждого трубопровода отдельно в следующем порядке:

1) определяем настоящую (при стандартных диаметрах) скорость движения жидкости по формуле 3.3 [1]

, (3.3)

,

;

2. 
   определяем число Рейнольдса по формуле 3.4 [1] и с его помощью режим движения
   

Re = , (3.4)

где ν – кинематическая вязкость при t = 40 ºC для метилового спирта 100%, которую необходимо определить по зависимости 3.5 [1]

, (3.5)

где μ и ρ – соответственно динамическая вязкость и плотность, которые принимаются по ГОСТам [15,16] с.129-130 в зависимости от заданной жидкости и её температуры.

Re_вс = ,

Re_нагн = ;

Если Rе < 2320 – режим ламинарный, если Rе > 2320 – режим турбулентный;

3) при турбулентном режиме определяем зону сопротивления, для чего необходимо использовать следующие соотношения [1];

если 2320 < Rе < 20 d/Δ_э - зона гидравлически гладких труб,

если 20 d/Δ_э < Rе < 500 d/Δ_э - зона смешанного сопротивления (переходная зона),

если Rе > 500 d/Δ_э - шероховатая (квадратическа) зона.

Где Δ_э - эквивалентная шероховатость выбранного для труб материала, которая принимается по справочным данным [17] с.130.

Для бесшовных стальных новых труб Δ_э= 0.03 – 0.2 мм, для расчётов принимаем Δ_э=0,035 мм.

,

97714,28571 < 205001,64 < 2442857,143 - зона смешанного сопротивления.
,
76571,42857 < 262747,2 < 1914285,714 - зона смешанного сопротивления.
4) в зависимости от режима и зоны сопротивления необходимо выбрать соответствующую формулу для определения потерь напора по длине λ и высчитываем его значение:

для зоны смешанного сопротивления по формуле 3.7 [1]
)^0,25 (3.7)

5. 
   принимаем значения всех местных сопротивлений ζ, которые заданы на схеме трубопровода [Приложение 18] с.131
   

ζ_кл.с = 7; ζ_{к. 90} = 1.1; ζ_з = 0.1; ζ_к.пл. =0.15; ζ_вых = 1;

Определяем суммарные потери напора (по длине и местные) в трубопроводе по формуле 3.8 [1]

Σh = (λ +Σξ) , (3.8)

Σh_вс = (λ_{вс ) ,}

Σh_н = ( м
Σh = Σh_вс + Σh_нагн = 0.233 + 2,43 = 2,663 м.


∑ζвс = ζкл.с + ζк.90 = 7 +1,1 = 8,1

∑ζн = ζз + ζк.пл. + ζвых = 0,1 + 0,15 + 1 =1,25
Определяем величину потребного напора по формуле 2.1 [1]

м