Определяем значение критерия Рейнольдса для принятого расчетного расхода из выражения:
(2.5)
где f - площадь сечения трубопровода, м2; μ – динамический коэффициент вязкости, Па∙с.
Для горючего газа и воздуха динамический коэффициент вязкости приведен в таблице 2.3, для воды и водяного пара - в таблице 2.4 Таблица 2.3 Физические параметры горючих газов и воздуха
№
| Наименование среды
| Динамический коэффициент вязко- сти, µ·106, Па·с при температуре,
°С
| Плотность при нормальных
условиях, ρ кг/м3
| 0
| 100
| 200
| 1
| Газ доменных
печей
| 16,45
| 20,6
| 24,6
| 1,296
|
Окончание таблицы 2.3
2
| Газ коксовых
печей
| 12,5
| 15,6
| 18,6
| 0,483
| 3
| Газ природный
бугурусланский
| 10,75
| 13,6
| 16,5
| 0,884
| 4
| Газ природный
елшанский
| 10,4
| 13,1
| 15,9
| 0,765
| 5
| Газ природный
дашавский
| 10,43
| 13,2
| 15,9
| 0,730
| 6
| Воздух
| 17,16
| 21,77
| 25,89
| 1,293
|
Таблица 2.4 Динамический коэффициент вязкости воды и водяного пара
(µ·105 Па·с)
Примечание: над чертой - вода, под чертой – пар
t, оС
| Р, ат
| 1
| 20
| 40
| 60
| 80
| 100
| 150
| 0
| 178
| 178
130,5
100
80,1
65,3
54,9
46,9
40,5
35,4
31,5
28,2
23,7
20,1
17,4
15,3
13,6
| 178
130,5
100
80,2
65,3
55,0
47,0
40,5
35,5
31,6
28,3
23,8
20,2
17,5
15,4
13,7
12,6
11,5
| 177
130,5
100
80,2
65,4
55,0
47,0
40,6
35,5
31,6
28,3
23,8
20,2
17,5
15,4
13,7
12,6
11,6
10,7
| 177
130,5
100
80,2
65,5
55,1
47,1
40,7
35,6
31,6
28,4
23,9
20,3
17,6
15,5
13,8
12,7
11,6
10,7
9,9
| 177
131,5
100
80,2
65,5
55,1
47,1
40,7
35,6
31,6
28,4
23,9
20,3
17,6
15,5
13,8
12,7
11,7
10,9
10,0
9,1
| 176
31,5
100
80,3
65,6
55,2
47,2
40,8
35,7
31,7
28,5
24,0
20,4
17,7
15,6
13,9
123
11,8
10,9
10,1
9,2
8,64
7,78
| 10
| 130,5
| 100
| 20
| 80,1
| 30
| 65,3
| 40
| 54,9
| 50
| 46,9
| 60
| 40,5
| 70
| 35,4
| 80
| 31,5
| 90
| 100
| 1,195
| 120
| 1,275
| 140
| 1,3
| 160
| 1,43
| 180
| 1,51
| 200
| 1,59
| 220
| 1,67
| 1,69
| 240
| 1,76
| 1,77
| 260
| 1,83
| 1,84
| 1,87
| 280
| 1,92
| 1,93
| 1,95
| 1,98
| 300
| 2,0
| 2,01
| 2,03
| 2,06
| 2,10
| 320
| 2,09
| 2,09
| 2,11
| 2,14
| 2,17
| 2,22
| 340
| 2,17
| 2,18
| 2,20
| 2,22
| 2,2
| 2,29
| 360
| 2,2
| 2,27
| 2,28
| 2,30
| 2,32
| 2,36
| 2,51
| 380
| 2,34
| 204
| 2,37
| 2,38
| 2,40
| 2,44
| 2,56
| 400
| 2,42
| 2,43
| 2,45
| 2,46
| 2,49
| 2,52
| 2,62
| 420
| 2,51
| 2,52
| 2,5
| 2,55
| 2,58
| 2,60
| 2,68
| 440
| 2,60
| 2,61
| 2,62
| 2,64
| 2,66
| 2,68
| 2,76
| 460
| 2,69
| 2,70
| 2,71
| 2,72
| 2,74
| 2,76
| 2,84
| 480
| 2,78
| 2,78
| 2,79
| 2,80
| 2,82
| 2,84
| 2,91
| 500
|
2,88
|
2,88
|
2,89
|
2,90
|
2,92
|
2,94
|
2,99
| 520
|
2,95
|
2,96
|
2,97
|
2,98
|
3,00
|
3,01
|
3,07
| 540
| 3,04
| 3,05
| 3,06
| 3,07
| 3,09
| 3,10
| 3,16
| 560
| 3,14
| 3,14
| 3,15
| 3,16
| 3,18
| 3,19
| 3,25
| 580
| 3,22
| 3,22
| 3,23
| 3,24
| 3,26
| 3,28
| 3,33
| 600
| 3,33
| 3,34
| 3,35
| 3,6
| 3,37
| 3,38
| 3,42
| При определении численных значений динамического коэффициента вязкости следует применять линейное интерполирование. В первом приближении можно считать, что динамический коэффициент вязкости не зависит от давления, а определяется лишь одной температурой.
С помощью табличных данных и метода интерполяции определяем значение динамического коэффициента вязкости.
(2.6)
Отсюда получаем значение критерия Рейнольдса:
(2.7)
Выбираем максимальный расчетный перепад давления:
∆𝑝=𝑝1−𝑝2 (2.8)
∆𝑝=11−10,5=0,5МПа (2.9)
Определяем диаметр трубопровода при рабочей температуре t по уравнению:
(2.10)
где α0 - средний коэффициент линейного теплового расширения материала трубопровода; Kt - поправочный множитель на тепловое расширение (значения Kt приведены в таблице 2.5).
С помощью метода интерполяции определяем коэффициент Kt при температуре 190 ºС для стали Х23Н13.
(2.11)
С учетом коэффициента Kt рассчитываем диаметр D:
(2.12)
Таблица 2.5 Поправочный множитель Kt на тепловое расширение трубопровода и диафрагм
Материалы
| Температура, °С
| 100
| 200
| 300
| 400
| 500
| 600
| Сталь марок 20, 20Н, 15М,
15ХМ, 12МХ
| 1,0009
| 1,0021
| 1,0036
| 1,0050
| 1,0066
| 1,0082
| Сталь марок
Х23Н13, Х18Н25С2
| 1,0010
| 1,0025
| 1,0045
| 1,0066
| 1,0081
| 1,0093
| Сталь марки
1Х18Н9Т
| 1,0012
| 1,0029
| 1,0048
| 1,0066
| 1,0082
| 1,0099
| Бронза
| 1,0014
| 1,0031
| 1,0050
| 1,0069
| 1,0091
| -
|
Чугун
| 1,0007
| 1,0017
| 1,0030
| 1,0044
| 1,0060
| -
|
Диаметр расточки диафрагмы d определяем в следующей последовательности:
-подсчитываем значение mα из соотношения:
(2.13)
Величину берут из таблицы 2.6 по подсчитанному значению ∆p/p1 принимая m=0,3 (в первом приближении). Сначала находим соотношение ∆p/p1:
(2.14)
|