Пояснительная записка. национальный исследовательский томский политехнический университет

• Название: национальный исследовательский томский политехнический университет
• Дата: 18.12.2018
• Размер: 1.24 Mb.
• Имя файла: Пояснительная записка.docx
• Тип: Пояснительная записка; #60872
• страница: 4 из 6

2. Гидравлический расчёт

Конденсат

ВНП

Пар

15 м

Хлороформ-бензол


Рисунок 9 – Схема трубопровода

Рассчитаем мощность, потребляемую двигателем насоса для перемещения смеси из резервуара в теплообменник (в трубную зону) по формуле 1.33 [2, ст. 20]:

, (26)

где V - объемный расход смеси, м³/с;

ΔP_общ - повышение давления, сообщаемое насосом перекачиваемому потоку и равное полному гидравлическому сопротивлению сети, Па;

η - КПД насоса (принимаем 0,5).

Общее гидравлическое сопротивление сети находим по формуле

1.34 [2, ст. 21]:

ΔP_общ = ΔP_тр + Δр, (27)

где ΔP_тр - потери давления в трубопроводе, Па;

Δр - давление на гидравлические испытания, Па.

2.1 Расчёт потерь давления в трубопроводе

Трубопровод выполнен из стальных труб ⌀ 38×3 мм. Длина всего трубопровода, включая местные сопротивления. 45 м. На трубопроводе установлены: диафрагма (d₀=20,2 мм), две задвижки и 4 отвода под углом 90° с радиусом изгиба 160 мм.

Массовый расход бинарной смеси равен: М=2,78 кг/с.

Объемный расход находим по формуле 1.18 [2, ст. 16]:

2,411·10^-9 м³/с. (28)

Скорость смеси находим по формуле 1.17 [2, ст. 16]:

м/с, (29)

где f - площадь поперечного сечения потока, м².

Критерий рейнольдса находим по формуле 1.21 [2, ст. 17]:

, (30)

где d - диаметр трубопровода, м.

Определяем коэффициент трения. По таблице XII [2, ст. 519] шероховатость стальных труб равна е = 0,2 мм.

Тогда по рисунку 1.5 [2, ст. 22] для и Re = 304640 находим, что коэффициент трения λ=0,0323.

По таблице XIII [2, ст. 520] находим коэффициенты местных сопротивлений и сводим их в таблицу:

Таблица 2 – Коэффициенты местных сопротивлений

Вид сопротивления	Σζ
Вход жидкости из бака в трубопровод (труба с острыми краями)	0,5
Задвижка	0,5·2=1
Отвод (φ=90°, R0/d=160/32=5)	0,1·4=0,4
Диафрагма (m=(d0/dвн.тр.)2=0,4)	8,25
Итого	10,15

Тогда потери давления в трубопроводе на местные сопротивления находим из формулы 1.49 [2, ст. 25]:

, (31)

где W - скорость бинарной смеси, м/с;

L - длина трубопровода, равная 45 м;

- высота подъема жидкости, равная 15 м;

λ - коэффициент трения.

Па.

2.2 Расчёт давления на гидравлические испытания

Рассчитываем давление для гидравлических испытаний по основной формуле 1.6 [2, ст. 13]:

Δр=ρ_см·g·Н=1152,94·9,81·2,5=28275,85 Па, (32)

где Н рассчитывается как Н=h_тр+1, в котором h_тр - высота труб в кожухотрубном теплообменнике, м.

2.3 Подбор насоса из каталога по рассчитанным данным

Находим общие потери давления по формуле (27):

ΔР_общ = 441844,71 + 28275,85 = 470120,56 Па.

Тогда высоту всасывания насосом определим по формуле 1.33 [3, ст. 20]:

м. (33)

Зная необходимые данные, определяем мощность, потребляемую двигателем насоса по формуле (26):

N==2,17 кВт.

По рассчитанным данным подбираем насос по таблице 1 [3, ст. 38]:

Таблица 3 – Технические характеристики центробежного насоса

Насос					Электродвигатель
Марка	Q, м3/с	Н, м ст.	п, 1/с	ηн	Тип	N, кВт	η
Х20/53	5,5·10-3	44	48,3	0,5		13	0,89