Из основного уравнения теплопередачи
 Скачать 443.62 Kb.
|
Участок напорного трубопровода от насоса до теплообменника  м.Согласно расчетной схеме (рис. 12) на напорном участке трубопровода от насоса до теплообменника имеется два местных сопротивления: два плавных поворота –  [1, табл. 3.3].Поэтому  м.Суммарные потери напора на участке напорного трубопровода от насоса до теплообменника:  м.Теплообменник  м.Определим напор, теряемый в местных сопротивлениях теплообменника (рис. 13).  Рис. 13 – Коэффициенты местных сопротивлений теплообменника Предварительно вычислим площади потока в различных участках. 1. Площадь поперечного сечения штуцера:  м2;2. Площадь поперечного сечения крышки (свободного сечения аппарата)  м2;3. Площадь поперечного сечения 56 труб теплообменника:  м2.Скорости и скоростные напоры в соответствующих сечениях:  м/с; м; м/с; м; м/с; м.Коэффициенты местных сопротивлений: а) при входе потока через штуцер в крышку (внезапное расширение):  ;б) при входе потока из крышки в трубы (внезапное сужение):  ;в) при выходе потока из труб в крышку (внезапное расширение):  ;г) при входе потока из крышки в штуцер (внезапное сужение):  .Вычисляем потери напора в местных сопротивлениях: а) при входе потока через штуцер:  м;б) при входе потока из крышки в трубы первого хода аппарата:  м;в) при выходе потока из труб в крышку:  м;г) при выходе потока из крышки через штуцер:  м;д) при повороте из одного хода в другой на 180° (  =2,5): м.Суммарные потери напора в местных сопротивлениях теплообменника:  Общие потери напора (по длине и в местных сопротивлениях теплообменника):  м.Диаметр напорного трубопровода dн = 0,05 м совпадает с диаметрами штуцеров dш = 0,05 м, следовательно при входе и выходе из теплообменника потерь напора не будет . Участок напорного трубопровода от теплообменника до стерилизуемого аппарата  . м.Участок напорного трубопровода от теплообменника до стерилизуемого аппарата включает следующие местные сопротивления: 6 плавных поворот на 900  . Тогда сумма коэффициентов местного сопротивления  . м. м.Суммарные потери напора в насосной установке (сети)  м3.2 Определение требуемого напора насоса Требуемый напор насоса определяем по формуле:  , (17)где Н=8м– высота подъёма жидкости в насосной установке (от насоса), м, hвс – высота всасывания насоса, hвс= 0,5 м; Рк – давление в стерилизуемом аппарате , Рк = 0,55 МПа; Рат – атмосферное давление, Рат = 9,81104 Па;  – суммарные потери напора в сети, = 9,17 м.По формуле (17):  м.3.3 Выбор типа и марки насоса по расчетному напору и заданной подаче По полю характеристик V – Н насосов для чистой воды [8, c. 328] по заданной подаче V = 410-3 м3/с (14,4 м3/ч) к рассчитанному требуемому напору Нтр =64,4 м выбираем насос по ГОСТ 22247-96: К 290/18б-У2, n=1450 об/мин. 3.4 Построение характеристик насоса и трубопровода. Определение рабочей точки насоса По каталогу насоса для химических производств [6] строим рабочие характеристики выбранного насоса – зависимости Н = f(V), N = f(V), h = f(V). Для построения характеристики трубопровода рассмотрим его уравнение (17). Первые два слагаемых уравнения являются величиной постоянной и определяют собой статистический напор, тогда  ,где  м.Так как трубопровод эксплуатируется в квадратичной зоне сопротивлений (Re >105), то зависимость потерь напора в трубопроводе от изменения скоростей носит квадратичный характер, т.е.  , (18)где в – коэффициент пропорциональности, определяемый по координатам т. А, лежащей на этой кривой. Н = f(V), η=f(V) Для этой точки имеются:  м3/с – (по заданию);НД = Нтр = 64,4м  м.Отсюда  .Уравнение кривой сопротивления трубопровода, выражающее собой потребные напоры насоса при подаче различных расходов по заданному трубопроводу  Задаваясь различными значениями расходов V, рассчитываем соответствующие им значения Нтр = f(V). Результаты расчета сводим в таблицу 2. Таблица 2 Характеристики трубопровода
По данным таблицы 2 строим характеристику трубопровода Нтр = f(V), отложив на оси ординат величину Нст =55,3 м. Точка пересечения характеристик насоса и трубопровода определяет рабочую точку А. Координаты рабочей точки: VА = 16 м3/ч = 0,0044 м3/с; Н = 66 м;  %;Ne=  кВт.Так как VА = 16 м3/ч больше заданной подачи VА=14,4 м3/ч, то необходимо отрегулировать работу насоса на сеть одним из способов: прикрытием задвижки на напорной линии (дросселирование); уменьшением частоты вращения вала рабочего колеса насоса; обрезкой рабочего колеса. Заключение Расчет курсового проекта состоит из трех основных расчетов: теплового, конструктивного и гидравлического. В тепловом расчете определили необходимую площадь теплопередающей поверхности, в нашем случае F = 17,5 м2, которая соответствует заданной температуре и оптимальным гидродинамическим условиям процесса. По полученным расчетным путем данным выбрали теплообменник  гр. А ГОСТ 15122-79.В конструктивном расчете произвели расчет диаметров штуцеров, выбрали конструкционные материалы для изготовления аппаратов, трубных решеток, способ размещения и крепления в них теплообменных трубок и трубных решеток к кожуху; конструктивную схему поперечных перегородок и расстояния между ними; распределительные камеры, крышки и днища аппарата; фланцы и прокладки. В гидравлическом расчете выбрали необходимый насос по полученному требуемому напору, в нашем случае Hтр=64,4 м и заданная подача V=4·10-3 м3/с (234 м3/ч) выбираем насос CR 15-6, мощность которого 5,5 кВт, который обеспечивает заданную подачу и рассчитанный напор при перекачке воды. Список использованных источников Логинов А.В. Процессы и аппараты химических и пищевых производств (пособие по проектированию) / А.В. Логинов, Н.М. Подгорнова, И.Н. Болгова. – Воронеж: ВГТА, – 2003. – 264 с. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособ. для студ. химико-технол. спец. вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков; Под ред. П.Г. Романкова. – 8-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1976. – 552 с. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский; Под ред. Н.Н. Логинова. – 2-е изд; перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1970. – 753 с. Ю.И. Дытнерский, Г.С. Борисов, В.П. Брыков. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и допол. – М.: Химия, 1991. – 496 с. Насосы и насосные установки пищевых предприятий: Учеб. пособие / А.В. Логинов, М.Н. Слюсарев, А.А. Смирных. – Воронеж: ВГТА, 2001. – 226 с. А.Г Касаткин Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов.- 10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепеч. С изд. 1973г.- М.: ООО ТИД "Альянс", 2004.-753с. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, м