3 Определение гидравлического сопротивления теплообменника

Характеристики теплообменника:

D_кож.в.=1200мм

n=1083

d_труб=25х2 мм

d_труб=21 мм

l=3м

одноходовой.

Скорость жидкости в трубах теплообменника рассчитывается по формуле

W_тр = с.20 [4] (8)

где n – число труб;

d_в – внутренний диаметр теплообменника, равный

d_в=25-2∙2=21 мм.

n= =1200/1=1200,

z-число ходов;

W_тр = 0,0069/(0,785∙0,021² ∙1200)=0,018 м/с

R_e = ,

где - плотность этилового спирта при t_ср=40°С

- динамический коэффициент вязкости при t_ср=40°С

R_e = (0,018∙772∙0,021)/ 0,825∙ 10^-3 = 353,7

Режим течения – ламинарный.

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

λ = с.21[3] (9)

0,18

Потеря давления ∆р равна

∆р = (λ∙(n∙L/d)) ∙ (w²ρ/2) + (∑ζ ∙( w²ρ/2)), с.21[4] (10)

где L – длина трубы теплообменника, м;

d – внутренний диаметр труб, м;

w – скорость жидкости в трубах теплообменника, м/с;

n – число труб;

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

Подставляем данные в формулу (10)

∆р = (0,18∙(1∙3/0,021)) ∙ ((0,018²∙772)/2) + 5∙((0,018²∙772)/2)= 3,84 Па

Напор в теплообменнике равен

H_тепл.= ∆р/ρg = 3,84/(772∙9,81)= 0,0005 м. с.22[4] (11)

4 Определение напора и выбор насоса

Общие потери напора определяется

Н = Н_н + Н_вс + Н_тепл. = 1,97 + 0,99 + 0,0005 = 2,96 м.

Общий напор установки определяется по формуле

Н= с.22[4] (12)

H=

Устанавливаем центробежный насос марки Х45/54, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q=1,25∙10^-2 м³/с, напор Н=54м, КПД насоса η_н=0,60. Насос снабжен двигателем АО2-72-2 номинальной мощностью 30 кВт; частота вращения вала n=48,3 об/с. (с.92 [3]).

Рассчитаем потребляемую мощность насоса по формуле

N = =(0,0069∙789∙9,81∙49,3)/1000∙0,65 = 4 кВт.

с.22[4] (13)

Заключение

В расчетно-графической работе был определен напор и мощность при заданной подаче (расходе) жидкости, перемещаемой насосом. По этим характеристикам был выбран насос марки Х45/54, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q=1,25∙10^-2 м³/с, напор Н=54м, КПД насоса η_н=0,60. Насос снабжен двигателем АО2-72-2 номинальной мощностью 30 кВт; частота вращения вала n=48,3 об/с.

Список использованных источников

1. .Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов.- 10-е изд., стереотипное, доработанное. - М.: ООО ТИД “Альянс”, 2004.- 753 с.

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.