Расчет трубопровода. Задача необходимо спроектировать трубопровод, транспортирующий жидкий аммиак при температуре минус 25 с и давлением 2,0 мпа, расход продукта 7 кгс
 Скачать 487.43 Kb.
|
|
Расчет трубопровода Задача: необходимо спроектировать трубопровод, транспортирующий жидкий аммиак при температуре минус 25 С и давлением 2,0 МПа, расход продукта 7 кг/с. Решение: 1. Определение степени ответственности трубопровода (назначение категорийности) В данном случае трубопровод относится к I – категории (самый опасный) для которой характерны аммиак и углеводороды при любом давлении. 2. Определение диаметра трубопровода √ √ Где: W – скорость транспортировки аммиака W=1 м/с V – объемный расход аммиака Где : ρ плотность при -25 С ρ=671,3 кг/м 3 На практике для расчета оптимального диаметра трубопровода используют значения оптимальных скоростей перекачиваемой среды, взятые из справочных материалов, составленных на основе опытных данных: Перекачиваемая среда Диапазон оптимальных скоростей в трубопроводе, м/с Жидкости Движение самотеком: Вязкие жидкости 0,1 – 0,5 Маловязкие жидкости 0,5 – 1 Перекачивание насосом: Всасывающая сторона 0,8 – 2 Нагнетательная сторона 1,5 – 3 Газы Естественная тяга 2 – 4 Малое давление 4 – 15 Большое давление 15 – 25 Пары Перегретый пар 30 – 50 Насыщенный пар под давлением: Более 105 Па 15 – 25 (1 – 0,5) · 105 Па 20 – 40 (0,5 – 0,2) · 105 Па 40 – 60 (0,2 – 0,05) · 105 Па 60 – 75 3. Материал трубопровода Все трубопроводы для аммиака, независимо от давления и температуры, относятся к категории I. При диаметре условного прохода до 40 мм применяют бесшовные холоднотянутые трубы, при больших диаметрах — бесшовные горячекатаные. При температуре эксплуатации выше —40 °С используют трубы, изготовленные из стали 20, Диаметры трубопроводов выбираются в соответствии с ГОСТ. Из полиэтилена изготовляют трубопроводы для холодной и нагретой до 50 °С воды. Такие трубы очень легко прокладывать, так как они могут разматываться с катушки материал труб отличается коррозионной стойкостью и малой теплопроводностью. Материал трубопровода выбирается исходя из условия отсутствия химического взаимодействия материала трубы и перекачиваемой среды, необходимо так же помнить, что даже в осушенных средах возможно присутствие воды, наличие которой может запустить химическую реакцию. Сероводородсодержащий газ транспортировать по некоррозионно- стойким трубам даже в осушенном виде не рекомендуется. Связано это с тем, что даже небольшие отклонения в технологическом режиме, приводят к попаданию в трубопровод незначительного количества влаги, и вызывают в короткий срок сероводородное растрескивание материала труб. Наиболее подвержены этому явлению сварные швы, а точнее зоны сплавления сварных швов, где располагаются максимальные остаточные растягивающие сварочные напряжения и наиболее неблагоприятная структура металла. Соответственно, из двух типов труб бесшовных горячекатаных и сварных большей коррозионной стойкостью обладает первый тип. Бесшовные горячекатаные трубы по своей специфике изготовления обладают меньшей дефектностью по неметаллическим включениям, что оказывает очень благоприятное влияние на их стойкость к водородному растрескиванию. В качестве материала для трубопровода указанного в задаче выберем бесшовную трубу из Стали 10Г2 диаметром 121 х 3,5 мм 4. Расчет теплоизоляции При расчете теплоизоляции должно выполняться два условия: Первое условие Где t 1 – температура поверхности теплоизоляционного слоя t рос – температура точки россы Второе условие Где q из – тепловой поток трубы с теплоизоляцией q 0 – тепловой поток трубы без теплоизоляции расчет теплоизоляции с точки зрения не выпадения россы: Указанный в задаче трубопровод находится в помещении, поэтому принимаем температуру в помещении t в =22 С и относительную влажность воздуха ϕ=60%. Температура транспортируемой жидкости t ж = -25 С (по условию задачи) t рос = 14 С – определяется во диаграмме влажного воздуха исходя из параметров воздуха внутри помещения. Где λ из – теплопроводность теплоизоляции (0,035 для пенополиуретана) α в – коэффициент теплоотдачи от воздуха (9,4 для неподвижного воздуха) Отсюда D из =156 Принимаем диаметр изоляции 160 мм Расчет теплоизоляции с точки зрения теплового потока Отсюда условие соблюдается: Диаметр теплоизоляции 160 мм, материал пенополиуритан. Задачи для самостоятельной работы: Задача 1. Необходимо спроектировать трубопровод, транспортирующий воду при температуре +2 С и давлением 2,0 МПа, расход продукта 4 кг/с. Задача 2. Необходимо спроектировать трубопровод, транспортирующий аммиак при температуре - 15 С и давлением 2,0 МПа, расход продукта 8 кг/с. |