Расчет насоса

Дано:

Перекачиваемая жидкость – бензол. Жидкость перекачивается из реактора в напорный бак

М=11 т/час.

Т_ж =40ºС.

р₁=110 мм. рт. ст.

р₂ = р_атм.

h _г = 12,5 м

Трубопровод - стальной, диаметром d =219×6 мм и длинной L =25 м. На линии трубопровода три отвода и один кран.

Определить N_нас.-?

Рисунок 12-Эскиз установки насоса

1 – реактор; 2 – линия всаса насоса; 3 – насос; 4 – кран; 5 – линия нагнетания; 6 – напорный бак; h_г – высота подъема жидкости

Эскиз установки насоса изображен на рисунке 12.

Решение:

1. Массовый расход бензола, кг/с, составит [3]:

М = 11000/3600 = 3,05 кг/с (3)

2. Объемный расход бензола,м³/с определим по формуле [3]:

V=M/ρ,где (4)

М - массовый расход бензола, кг/с;

ρ- плотность бензола при заданной температуре, кг/м³, тогда:

V=M/ρ =3,05 /858=0,003561 м³/с.

3. Среднюю скорость бензола, м/с, определим по формуле [3]:

ω = V/ ƒ,где (5)

V - объемный расход бензола, м³/с;

ƒ – площадь поперечного сечения,м², тогда

ω = V/ ƒ = 0,003561/0,785·0,207² =1,0587 м/с

4. Критерий Рейнолдьса, определим по формуле [3]:

Re = ωdρ/ μ, где (6)

ω – средняя скорость бензола, м/с;

d – внутренний диаметр трубопровода, м;

ρ- плотность бензола при заданной температуре, кг/м³;

μ- динамический коэффициент вязкости бензола, мПа·с (сП), тогда:

Re = ωdρ/ μ =(1,0587·858·0,207)/ 0,492·10^-3 = 38219,5 > 10000- развитое турбулентное течение

5. Определим относительную шероховатость стальных труб, по формуле[3]:

ε = е /d_э, где (7)

е - отношение средней высоты выступов на стенках труб, мм;

d_э – эквивалентный диаметр, мм, тогда:

ε = е /d_э =0,2/207 =0,000966183

6.

(/(- 2lg·

,где (8)

]))

[

)

(

Коэффициент трения определим по формуле [3]:

λ = 1

+

Re

6,81

3,7

ε

_{0,9 2}

ε - относительная шероховатость стальных труб, мм;

  /(- 2lg·

Re - Критерий Рейнолдьса, тогда:

λ =(

])) = 0,0249537

(

[

0,000966183  

6,81

+

38219,5

3,7

)

1 ^{0,9 2}

Формула (8) применима при Re > 2300, при Re < 2300 коэффициент трения рассчитывается по формуле [3]:

λ=64/ Re (9)

Коэффициенты местных сопротивлений, взятые из таблиц [3], сводим в таблицу 1:

7. Определим общее сопротивление трубопровода (сети), Па, по формуле[3]:

	ρω^2				∑ ζ)

+ ρgh_под. + (р₂ – р₁), где

+

d

∆р = · (10)

L – длинна трубопровода, м;

d – внутренний диаметр трубопровода, м;

∑ ζ – сумма местных сопротивлений, тогда:

∆р = (858∙1,0587² /2)∙(1+ ((0,0249537∙25)/0,207 +2,95))+858∙9,81∙12,5 + +86645 = 191890,7376Па

8.

0,003561∙120810 1000∙0.65

V∆р 1000η

Определим потребляемую мощность насоса, кВт, по формуле[3]:

N = = =1,051340881кВт (11)

Таблица 1

Вид сопротивления	∑ ζ
Вход жидкости из бака в трубопровод (труба с острыми краями)	0,5
Кран
Отвод (при φ =90º и R 0/d = =400/207≈2): ζ = АВ = 1∙0,15=0,15∙3= 0,45	0,45
	∑ ζ = 2,95

Ответ: N =1,05 кВт

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассматривается процесс подогрева бинарной смеси, объектом проектирования является подогреватель сырья ректификационной установки.

Для решения задачи курсового проекта, с помощью программы Microsoft Excel была разработана программа расчета нахождения необходимой поверхности теплообмена при минимуме данных о свойствах веществ. Основные трудности расчета теплообменного оборудования представляет определение физических свойств, что реализовано данной программой, позволяющее с высокой точностью подобрать необходимый теплообменный аппарат.

В курсовом проекте рассмотрена ректификационная установка и кратко описаны все материальные потоки, рассчитаны основные физические свойства и другие характеристики заданных агентов, сделан обзор существующих видов колонн, представлены их характеристики.

Произведен обзор теплообменного оборудования, представлены достоинства и недостатки различных теплообменных аппаратов, на основе которых был выбран горизонтальный кожухотрубчатый аппарат для подогрева заданной исходной смеси.

Проведенные технологические расчеты позволили выбрать подогреватель сырья ректификационной установки, который отвечает необходимым требованиям. Значение толщины стенки аппарата, размеры штуцеров, фланцев, а также их расположение и размеры опоры выбраны конструктивно, т.к. тематика курсового проекта не предусматривает их расчет.

Можно сделать вывод, что спроектированный подогреватель сырья соответствует выданному заданию и отвечает благоприятным технико-экономическим характеристикам.

Дата добавления: 2015-07-19