Студопедия — Определение диаметра трубопровода
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Определение диаметра трубопровода






Диаметр трубопровода определяется по формуле

 

d = √ V/0,785∙w, с.16[4] (1)

 

где V – объемный расход

w – скорость воды во всасывающей и нагнетательной линиях одинаковая и равна 1,5 м/с

 

d =√ 2,5∙10-3/0,785∙1,5 = 0,146 м = 146 мм.

 

Выбираем стандартный диаметр трубопровода 159 мм, толщина стенки 4,5 мм (Приложение А) [4].

Внутренний диаметр трубопровода равен

 

d = 159 – 2∙4,5 = 150 мм.

 

Определим среднюю температуру смеси

tкип(этанола)= 78,3 0С (с.541[3]); tкип(воды)=100 0С; tкип(средняя)= 89,15 0С

 

tсм= 20+89,15/2 = 54,6 0С

 


Расчет потерь на трение и местные сопротивления

Определим режим течения заданной смеси этанол вода

 

Re = w∙ρсм∙d/μсм, с.17[4] (2)

 

где μсм – вязкость смеси жидкости, которая рассчитывается по формуле

 

μсм = μэх ∙ μв(1-х), с.17[4] (3)

 

где μэ и μв – динамический коэффициент вязкости веществ, взятые при средней температуре (с.516 [3]), μэ = 0,825 мПа∙с = 0,825∙10-3 Па∙с; μв = 0,509 мПа∙с = 0,509∙10-3 Па∙с;

х1 – мольная доля этанола, которая рассчитывается по формуле

 

х1 = х1∙ Мэ/ (х1∙ Мэ+(1- х1) ∙ Мв), с.18[4] (4)

 

где Мэ, Мв–мольная масса этанола(с.541[3]) и воды,

Мэ = 46,07 кг/кмоль; Мв= 18 кг/кмоль;

 

х1= 0,2∙46,07/ (0,2∙46,07+(1-0,2) ∙18)= 0,998;

 

μсм = 0,8250,998 ∙ 0,509(1-0,998) = 0,824∙ 10-3 Па∙с

 

Определим плотность веществ по таблице IV [3], при tсм = 54,6 0С.

 

ρэтанола при 55 С= 948,75 кг/м3;

ρводы при 55 С= 985,25 кг/м3;

 

Плотность смеси жидкостей рассчитывается по формуле

 

1/ρсм= (х1/ ρэ)+((1-х1)/ ρв); с.16[3] (5)

 

1/ρсм =(0,2/948,75)+((1-0,2)/985,25);

 

ρсм = 977,73 кг/м3

 

Подставим найденные значения μсм и ρсм в формулу (3), тогда

 

Re = (1,5∙977,73∙0,150)/(82,4∙10-5)=266977.

 

Режим течения – турбулентный


Среднее значение шероховатости стенок труб ℓ = 0,2 мм (табл. XII [3]). Относительная шероховатость dэ/ℓ = 150/0,2=750. По графику 1.5 [3] находим значение коэффициента трения λ=0,0253.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающей линии:

∑ ζ вс= ζ1+ ζ2, с.90[3] (6)

 

где ζ1 = 0,5 вход в трубу (с острыми краями); ζ2 = 1 – кран пробочный; (табл. XIII [3]). Тогда

∑ ζ вс = 0,5+2= 2,5

 

Потеря давления ∆р равен

 

∆р =(λLвс/d+∑ ζ вс)(ρсмw /2)=(0,0253∙10/0,150+2,5)(977,73∙1,52/2)= 4605,11 Па с.90[3] (7)

 

Потери напора на всасывающей линии:

 

Нвс= ∆р/(ρg)= 4605,11/(977,73∙9,81)= 0,48 м, с.90[3] (8)

 

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии:

∑ ζн= ζ1+ ζ2+2ζ3+5ζ4 , с.92[3] (9)

 

где ζ1 = 1 выход из трубы; ζ2 = 0,13 – диафрагма (отверстие) с острыми краями в прямой трубе (m=0,9); ζ3 = 1 – кран пробочный; ζ4=А∙В= 1∙0,15=0,15 – отвод под углом 900 (табл. XIII [3]). Тогда

 

∑ ζн = 1+0,13+2+5∙0,15=3,88

 

Потеря давления ∆р равен

 

∆р =(λLнаг/d+∑ ζн)(ρсмw /2)=(0,0253∙15/0,150+3,88)(977,73∙1,52/2)= 7050,66 Па

 

Потери напора на всасывающей линии:

 

Нн= ∆р/(ρg)= 7050,66/(977,73∙9,81)= 0,74 м.

 

Общие потери напора:

 

Нп = Нвс+ Нн = 0,48+0,74=1,22 м. с.91[3] (10)

 


Определение гидравлического сопротивления теплообменника

Скорость жидкости в трубах теплообменника рассчитывается по формуле

Wтр = V/ (0,785∙dв2∙n), м/с, с.20[4] (11)

 

где n общее число труб;

dв – внутренний диаметр теплообменника, равный

dв=25-2∙2=21 мм.

 

n=nтруб/z, с.20[4] (12)

где z – число ходов;

n=240/2=120;

 

Wтр = 2,5∙10-3/(0,785∙0,0212 ∙120)=0,06 м/с

 

Re =(0,06∙977,73∙0,021)/ 0,824∙ 10-3 = 1495,07.

 

Режим течения – ламинарный

 

При ламинарном течении коэффициент λ не зависит от шероховатости стенки трубы, а зависит только от Re: для труб круглого сечения

 

λ =64/ Re=64/1495,07=0,0428 с.21[3] (13)

 

Потеря давления ∆р равен

 

∆р = (λ∙(n∙L/d)) ∙ (w2ρ/2) + (∑ζ ∙(w2ρ/2)), с.21[4] (14)

 

где L – длина трубы теплообменника;

d – диаметр труб;

w – скорость жидкости в трубах теплообменника;

n – число ходов;

∑ζ – сумма коэффициентов местного сопротивления в теплообменнике (с. 26[3]).

 

∆р = (0,0428∙(2∙3/0,021)) ∙ (0,062∙977,73/2) + (5∙ (0,062∙977,73/2)) = 30,22 Па

 

Напор в теплообменнике равен

 

Hтепл.= ∆р/ρg =30,32/(977,73∙9,81)=0,00316 м. с.22[4] (15)


Определение напора и выбор насоса

Общий напор установки определяется по формуле

 

Н = Нг + Нп + Нтепл. = 20 + 1,22 + 0,00316 = 21,22 м. с.22[4] (16)

 

Устанавливаем центробежный насос марки Х20/31, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q=5,5∙10-3 м3/с, напор Н=25м, КПД насоса ηн=0,55. Насос снабжен двигателем АО2-41-2 номинальной мощностью 5,5 кВт; ηд=0,87, частота вращения вала n=48,3 об/с. (с.92 [3]).

Рассчитаем потребляемую мощность насоса по формуле

 

N =(V∙ρ∙g∙Н)/1000∙ηн =(2,5∙10-3∙977,73∙9,81∙21,22)/1000∙0,55 = 0,93 кВт.

с.22[4] (17)

 


Заключение

В данной расчетно-графической работе был определен напор и мощность при заданной подаче (расходе) жидкости, перемещаемой насосом. Далее по этим характеристикам был выбран насос марки Х20/31, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q=5,5∙10-3 м3/с, напор Н=25м, КПД насоса ηн=0,55. Насос снабжен двигателем АО2-41-2 номинальной мощностью 5,5 кВт; ηд=0,87, частота вращения вала n=48,3 об/с.

 

 

 


Список использованных источников

1 Левин Б.Д., Ченцова Л.И., Шайхутдинова М.Н., Ушанова В.М. процессы и аппараты химических и биологических технолгий. Учеб. пособие для студентов химических специальностей вузов / Под общ. ред. д-ра. хим. Наук С.М. Репяха. – Красноярск: Сибирский государственный технологический университет, 2002. - 430с.

2 Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. – 496 с.

3 Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ред. чл. – корр. АН России П.Г. Романкова. – 12-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 576 с.

4 Ченцова, Л.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебное пособие к самостоятельной работе студентов специальностей 240901, 240403, 240502, 240701, 240702, 240406, 280201, 050501, 240801, 260601, 200503, 080502, 0240100 очной формы обучения / Л.И. Ченцова, М.К. Шайхутдинова, В.М. Ушанова. – Красноярск: СибГТУ, 2006. – 262 с.

 

 







Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 666. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Типовые ситуационные задачи. Задача 1.У больного А., 20 лет, с детства отмечается повышенное АД, уровень которого в настоящее время составляет 180-200/110-120 мм рт Задача 1.У больного А., 20 лет, с детства отмечается повышенное АД, уровень которого в настоящее время составляет 180-200/110-120 мм рт. ст. Влияние психоэмоциональных факторов отсутствует. Колебаний АД практически нет. Головной боли нет. Нормализовать...

Эндоскопическая диагностика язвенной болезни желудка, гастрита, опухоли Хронический гастрит - понятие клинико-анатомическое, характеризующееся определенными патоморфологическими изменениями слизистой оболочки желудка - неспецифическим воспалительным процессом...

Признаки классификации безопасности Можно выделить следующие признаки классификации безопасности. 1. По признаку масштабности принято различать следующие относительно самостоятельные геополитические уровни и виды безопасности. 1.1. Международная безопасность (глобальная и...

Классификация и основные элементы конструкций теплового оборудования Многообразие способов тепловой обработки продуктов предопределяет широкую номенклатуру тепловых аппаратов...

Именные части речи, их общие и отличительные признаки Именные части речи в русском языке — это имя существительное, имя прилагательное, имя числительное, местоимение...

Интуитивное мышление Мышление — это пси­хический процесс, обеспечивающий познание сущности предме­тов и явлений и самого субъекта...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия