Скачиваний:
137
Добавлен:
24.03.2015
Размер:
353.79 Кб
Скачать

Московская государственная академия тонкой химической технологии

им. М.В. Ломоносова.

Кафедра процессов и аппаратов

химической технологии

Домашнее задание

«Расчет центробежного насоса»

вариант № 18

Студент: Тихонов С.И

Группы: ХТ-308

Преподаватель: проф. Захаров М.К.

Москва 2012

1. Задание:

Центробежный насос перекачивает жидкость при температуре t из резервуара с давлением P0 в резервуар с давлением P1 по трубе длиной l и диаметром d. Уровни жидкости в сосудах находятся на расстоянии hГ по вертикали. На трубе имеется nK колен и n0 отводов под углом 900, nC сужений(отношение сечений 2:1) и nP расширений (отношение сечений 1:2), nB полностью открытых прямоточных вентилей. Число оборотов насоса – n(об/мин). Частная характеристика задана сопряжёнными значениями напоров H(м), расходов и КПД .

Найти рабочую точку центробежного насоса, а также предельную геометрическую высоту всасывания и мощность.

При расчёте принять, что длина всасывающего трубопровода составляет 15% от полной его длины

Таблицы исходных данных:

Жидкость: ацетон(CH3-CO-CH3)

P0

P1

l

d

hГ

t

nK

n0

nC

nP

nB

n

ата

ата

м

мм

м

0С

об/мин

6,0

4,5

160

156

29

22

1

2

1

930

Отношение H/ν/η для разных пар сопряженных величин:

H (м)

10

16

14

12

9

ν (л/сек)

0

15

28

47

61

η (%)

0

53

57

47

34

2. Решение:

Для начала необходимо выписать значения плотности и вязкости для воды при t=20°С :

ρ = 791 кг/м3 [1, табл. IV, стр. 512]

μ = 0,322∙10-3 Па∙c [1, табл. IX, стр. 516]

Для дальнейших расчетов потребуются значения скорости движения жидкости в трубе. Его можно рассчитать по формуле:

ω = 4∙ν/πd2 (1)

Для определения гидравлического коэффициента вязкости (λг) необходимо рассчитать значение коэффициента Рейнольдса по формуле:

Re = ωd∙ρ/μ (2)

Из нижеследующих расчетов видно, что коэффициент Рейнольдса лежит в пределах: 106<Re<107. Таким образом, для расчета λг воспользуемся формулой Женеро:

λг = 0,16/Re0,16 (3)

Также выпишем необходимые значения местных сопротивлений:

ξк = 1,1

ξр = 0,25 (для Re > 10000)

ξв = 0,42 (для значения d = 150 мм)

[1, табл. XIII, стр. 520]

∑n∙ξ = 1,1∙nк + 0,25∙nр + 0,42∙nв (4)

Расчетная формула напора, создаваемого в трубопроводе, с учетом (1), (3) и (4) имеет вид:

Hтр = Hг + (λгl/d + ∑nξ) ∙ ((16 ∙ ν2)/(π2d4 ∙ 2g)) + (P1 P0)/(ρg) (5)

Рассчитаем все необходимые значения и занесем их в таблицу:

ν, м3

H, м

ω, м/с

Re

λг

Hтр , м

0

10

0

0

-

10,0

0,015

16

0,785

2,92*105

2,14*10-2

10,8

0,028

14

1,46

5,45*105

1,93*10-2

12,4

0,047

12

2,46

9,14*105

1,78*10-2

16,3

0,061

9

3,19

1,19*106

1,71*10-2

20,2

По данным значениям построим диаграммы зависимости требуемого напора и напора, развиваемого насосом от производительности. Найдем рабочую точку (точка пересечения характеристики насоса (H-ν) и характеристики сети).

Таким образом, параметры рабочей точки: H ≈ 13,5 м, ν ≈ 0,033 м3/сек

Найдем величины Re, ω и λг в рабочей точке:

λг = 0,16/Re0,16=0,16/(6,62*105)0,16=1,87*10-2

ω = 4∙ν/πd2=4*0,033/3,14*0,1562=1,73 м/с

Для нахождения предельной геометрической высоты всасывания выпишем давления насыщенного пара ацетона при 20°С:

Pt = 24793,8 Па [1, табл. XLIV, стр. 541]

Расчетная формула для предельной теоретической высоты всасывания:

(6)

hкав рассчитывается по формуле:

(7)

Подставим найденное в (6):

Найдем мощность, потребляемую насосом, по формуле:

N = (ρνgh)/η (8)

КПД в рабочей точке ≈ 55 %

Рассчитаем мощность для КПД рабочей точки:

N = (ρνgh)/η=(791*0,033*9,81*13,5)/0,55*1000=6,29 кВт.

Список используемой литературы

  1. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов/Под ред. чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. – 13-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М.:ООО ТИД «Альянс», 2006.-576с.

  2. Общий курс Процессов и Аппаратов ХТ. Учебник В.Г. Айнштейн, М. К. Захаров, Г. А. Носков Физмат книга, 2006.

6

Соседние файлы в предмете Процессы и аппараты химической технологии