Ф едеральное агентство по образованию Российской Федерации

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

Факультет химических технологий

Кафедра промышленной экологии процессов и аппаратов химических производств

РАСЧЕТ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Расчетно-графическая работа

(Вариант 3)

Руководитель:

___________В.М.Ушанова

(подпись)

__________________________

(оценка, дата)

Разработал:

Студент группы 63-3

___________А.С.Заборских

(подпись)

__________________________

(дата)

Задание

Подобрать и рассчитать центробежный насос для перемешивания жидкости из емкости Е₁ в ректификационную колонну (КР) через подогреватель (П) кожухотрубчатый. Исходное вещество этанол перекачивается по трубопроводу, выполненному из нержавеющей стали, с незначительной коррозией. На трубопроводе установлена диафрагма (m=0,9), 2 крана, 5 отводов под углом 90⁰ (R₀/d=2,0). Длину трубопровода принять (15-20 м). Высота подъема жидкости Н_г=25 м. В подогревателе вещество нагревается от t_н=25 ⁰С до t_к=t_кип. Давление в колонне атмосферное. Расход жидкости 1,2∙10^-3 м³/с. L_вс=10м и L_наг=20м. Теплообменник кожухотрубчатый двухходовой, число труб n=240, диаметр труб d=25∙2 мм, длина труб l=3м.

Е- резервуар; Н- насос; Т- теплообменник; КР - колонна ректификационная

Рисунок 1 – Схема установки

Реферат

О сновными задачами при расчете насосов является определение необходимого напора и мощности двигателя при заданном расходе жидкости, выбор насоса по каталогам или ГОСТ.

Данная расчетно-графическая работа состоит из 13 страниц машинописного текста, 1 рисунка и 4^х литературных источников.

Содержание

Введение…………………………………………………………………5

1 Определение диаметра трубопровода………………………………6

2 Расчет потерь на трение и местные сопротивления……………….7

3 Определение гидравлического сопротивления теплообменника…9

4 Определение напора и выбор насоса………………………………11

Заключение……………………………………………………………...12

Список использованных источников………………………………….13

В ведение

Применяемые в химической технологии жидкости и газы часто необходимо транспортировать по трубопроводам как внутри предприятия так и вне его. Для этой цели используют гидравлические машины – насосы, в которых механическая энергия двигателя преобразуется в энергию транспортируемой жидкости вследствие повышения ее давления. Различают насосы: динамические и объемные. В динамических жидкость перемещается при воздействии сил на незамкнутый объем жидкости, который непрерывно сообщается с входом в насос и выходом из него. Наиболее распространенными динамическими насосами являются центробежные.

Центробежные насосы получили наибольшее распространение в промышленности, что обусловлено простотой устройства, компактностью, высокой производительностью, удобством регулирования и возможностью изготовления из любых материалов. Центробежными насосами перекачивают воду, химикаты, волокнистые суспензии и другие жидкости.

1 Определение диаметра трубопровода

Д иаметр трубопровода определяется по формуле

d = , с.16 [4] (1)

где V – объемный расход, м³/с;

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

d = = 0,132 м = 132 мм.

Выбираем стандартный диаметр трубопровода 133 мм, толщина стенки 6 мм (Приложение А) [4].

Внутренний диаметр трубопровода равен

d = 133 – 2∙6 = 121 мм.

Определим среднюю температуру этанола

t_{кип(этанола)}= 78,3 ⁰С ; t_н=25 ⁰С; t_{этанола(средняя)}= 49,15 ⁰С с.541[3]

t_сред. = (25+78,3)/2 = 49,15 ⁰С

2 Расчет потерь на трение и местные сопротивления

О пределим режим течения этанола

R_e = , с.17 [4] (2)

где μ – вязкость этанола при средней температуре, Па*с, (с.517 [3]);

w- скорость этанола, м/с;

d- внутренний диаметр трубопровода, м;

Определим плотность этанола по таблице IV [3], при t = 49,15 ⁰С.

ρ_{этанола при 49,15}⁰ _С= 763 кг/м³;

Подставим найденные значения в формулу (2)

R_e = 1975527

Режим течения – турбулентный.

Среднее значение шероховатости стенок труб ℓ = 0,2 мм (табл. XII [3]). Относительная шероховатость d_э/ℓ = 121/0,2=605. По графику 1.5 [3] находим значение коэффициента трения λ=0,023.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающей линии:

∑ ζ _вс= ζ₁+ 2ζ₂, с.90[3] (3)

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 равна

∆р =(λL_вс/d+∑ ζ _вс)(ρw² /2)=(0,023∙10/0,121+2,5)(763∙1,5²/2)= 3777,6 Па

с.90 [3] (4)

Потери напора на всасывающей линии:

Н_вс= ∆р/(ρg)= 3777,6/(763∙9,81)= 0,50 м, с.90[3] (5)

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии:

∑ ζ_н= ζ₁+ ζ₂+2ζ₃+5ζ₄ , с.92[3] (6)

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

∑ ζ_н = 1+0,13+2+5∙0,15=3,88

Потеря давления ∆р равна

∆р =((λL_наг)/d+∑ ζ_н)((ρw²) /2)=(0,023∙20/0,121+3,88)(763∙1,5²/2)= 6593,74 Па

Потери напора на всасывающей линии:

Н_н= ∆р/(ρg)= 6593,74/(763∙9,81)= 0,88 м.

Общие потери напора:

Н_п = Н_вс+ Н_н = 0,50+0,88=1,38 м. с.91[3] (7)