Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

Факультет химических технологий

Кафедра промышленной экологии процессов и аппаратов химических производств

РАСЧЕТ ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА

Расчетно-графическая работа

(ИТ.240702.84.ПЗ)

Руководитель:

___________В.М.Ушанова

(подпись)

__________________________

(оценка, дата)

Разработал:

Студент группы 63-3

___________Белова А.В.

(подпись)

__________________________

(дата)

Красноярск,2012

Задание

Подобрать и рассчитать центробежный насос для перемешивания 0,83 кг/с ацетона из емкости Е₁ в емкость Е₂ через теплообменник 3 при t=50⁰C. Давление в емкости 1и 2 атмосферное. Трубопровод выполнен из стальных труб с небольшой коррозией. Общая длина трубопровода 14 м. На трубопроводе установлены 2 задвижки, 2 отводова под углом 90⁰ (R₀/d=3,0). Высота подъема жидкости Н_г=7 м. Определить мощность потребляемая насосом, к.п.д. 0,7.

Е- резервуары; Н- насос; Т- теплообменник;

Рисунок 1 – Схема установки

Реферат

Основными 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

Введение

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

Диаметр трубопровода определяется по формуле

d = , с.16 [4] (1)

где V – объемный расход, м³/с;

w – скорость этилового спирта 100% во всасывающей и нагнетательной линиях одинаковая и равна 1,5 м/с;

d = = 0,076 м = 76 мм.

Выбираем стандартный диаметр трубопровода 76 мм, толщина стенки 4 мм (Приложение А) [4].

Внутренний диаметр трубопровода равен

d = 76 – 2∙4 = 68 мм.

2 Расчет потерь на трение и местные сопротивления

Определим 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 = 60 ⁰С.

ρ _{при 50}= 754 кг/м³;

Подставим найденные значения в формулу (2)

R_e = 130132

Режим течения – турбулентный.

Среднее значение шероховатости стенок труб ℓ = 0,2 мм (табл. XII [3]). Относительная шероховатость d_э/ℓ = 68/0,2=340. По графику 1.5 [3] находим значение коэффициента трения λ=0,0325.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающей линии:

∑ ζ _вс= ζ₁+ ζ₂, с.90[3] (3)

где ζ₁ = 0,5 вход в трубу (с острыми краями); ζ₂ = 0,5 –задвижка(условный проход 15-100мм); (табл. XIII [3]). Тогда

∑ ζ _вс = 0,5+0,5= 1

Потеря давления ∆р равна

∆р =(λL_вс/d+∑ ζ _вс)(ρw² /2)=(0,0325∙16/0,068+1)(754∙1,5²/2)=7334,8 Па

с.90 [3] (4)

Потери напора на всасывающей линии:

Н_вс= ∆р/(ρg)= 7334,8/(754∙9,81)= 0,99 м, с.90[3] (5)

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии до теплообменника:

∑ ζ_н= ζ₁+2 ζ₂+ζ₃+ζ₄ , с.92[3] (6)

где ζ₁ = 0,5 задвижка(условный проход 15-100мм) ;(табл. XIII [3]). Тогда

∑ ζ_н = 0,5

Примем L_наг=7м.

Потеря давления ∆р равна

∆р =((λL_наг)/d+∑ ζ_н)((ρw²) /2)=(0,0325∙7/0,068+0,5)(754∙1,5²/2)= 3262 Па

Потери напора на нагнетательной линии:

Н_н= ∆р/(ρg)= 3262/(754∙9,81)= 0,44м.

Определим плотность этанола по таблице IV [3], при t = 20 ⁰С.

ρ _{при 20}= 789 кг/м³;

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии после теплообменника:

∑ ζ_н= ζ₁+3 ζ₂ , с.92[3] (7)

где ζ₁=4-диафрагма, m=(d₀/D)²,примем d₀=48мм , отсюда m=(48/68)²=0,5. (табл. XIII [3]); ζ₂=А*В=1*0,11=0,11*3=0,33 т.к у нас 3 отвода под углом 90°,R₀/d=4.Тогда

∑ ζ_н = 4+0,33=4,33

Примем L_наг=17м.

Потеря давления ∆р равна

∆р =((λL_наг)/d+∑ ζ_н)((ρw²) /2)=(0,0325∙18/0,068+4,33)(789∙1,5²/2)= 11479,6 Па

Потери напора на нагнетательной линии:

Н_н= ∆р/(ρg)= 11479,6/(789∙9,81)= 1,48м.