Скачиваний:
289
Добавлен:
08.01.2014
Размер:
1.97 Mб
Скачать

Российский химико-технологический Университет им. Д.И.Менделеева

Кафедра процессов и аппаратов химической технологии

Курсовая работа

Расчет гидравлического сопротивления сети и подбор насоса

Вариант 24

Выполнил:

Проверил: Кабанов О. В.

Москва 2004

Принципиальная последовательность проведения расчетов:

  1. Расчет скоростей

  2. Расчет критериев Рейнольдса

  3. Расчет потерянного напора

  4. Расчет давления в реакторе

  5. Расчет параметров насоса

Все этапы вычислений проводятся последовательно для каждой части всей технологической схемы. При этом принимаются следующие условные обозначения:

Т1 - трубопровод на участке «ёмкость-реактор»;

Т1-1 - всасывающая часть трубопровода;

Т1-2 - нагнетательная часть трубопровода;

Т2 - трубопровод на участке «реактор-теплообменник»;

ТО - теплообменник;

Т3 - трубопровод на участке «теплообменник-колонна».

СХЕМА:

Жидкость - толуол m1-1 = 9 G2 = 31 т/час LT = 4 м d0, 3 = 63,2 мм

Р1 = 1,0 ат O1-2 = 70х3,5 мм t2 = 80°C NT = 196 m3 = 6

G1 = 26 т/час l1-2 = 44 м H2 = 2,2 м kT = 6 Р3 = 1,2 ата

t1 = 20°C Dу 1-2 = 80 мм O2 = 169х9,5 мм t3 = 40°C

H1 = 4,8 м n1-2 = 2 l2 = 49 м H3 = 3,5 м

О1-1 = 25х6 мм ξmin = 5,0 Dу,2 = 150 мм O3 = 116х8 мм

l1-1 = 87 м d0, 1 = 34,5 мм n2 = 3 l3 = 135 м

Dу 1-1 = 80 мм m1-2 = 10 m2-1 = 5 Dу,3 = 100 мм

n1-1 = 2 w = 2900 об/мин m2-2 = 1 n3 = 1

  1. Расчет скоростей ω³:

а) Т1-1:

ρ20 (толуол) = 866 кг/м3

б) Т1-2:

ρ20 (толуол) = 866 кг/м3

в) Т2:

ρ80 (толуол) = 808 кг/м3

г) ТО:

ρ60 (толуол) = 828 кг/м3

д) Т3:

; ρ40 (толуол) = 847 кг/м3

  1. Расчет критериев Рейнольдса Rei

- для круглых сечений

а) Т1-1:

Па∙с

б) Т1-2:

Па∙с

в) Т2:

Па∙с

г) ТО:

Па∙с

д) Т3:

Па∙с

На всех участках режим течения жидкости турбулентный (Re >> 2300)

  1. Расчет потерь на местные сопротивления: ∑ξмс

а) Т1-1:

  • вход ξ = 0,5 (с острыми краями)

  • выход ξ = 1

  • задвижки (D = 80 ; n = 2): ξ = 0,5 · 2 = 1

  • отводы (90° ; R0/d = 1 ; m = 9): ξ = (1 · 0.21) · 9 = 1,89

б) Т1-2:

- вход ξ=0,5

- выход ξ=1,0

  • вентили нормальные (D = 80 ; n = 2): ξ = 4,0 · 2 = 8,0

  • вентиль прямоточный: ξ = 5,0

  • диафрагма d0,1 = 34,5 мм => ξ = 18,2

  • отводы (90° ; R0/d = 1 ; m = 10): ξ = (1 · 0.21) · 10 = 2,1

в) Т2:

  • вход: ξ = 0,5

  • выход ξ=1

  • вентили нормальные (D = 150 ; n = 3): ξ = 4,4 · 3 = 13,2

  • отводы (90° ; R0/d = 1 ; m = 5): ξ = (1 · 0,21) · 5 = 1,05

  • отводы (90° ; R0/d = 2 ; n = 1): ξ = (1 · 0,15) · 1 = 0,15

г) ТО:

  • вход: ξ = 1,5

  • выход: ξ = 1,5

  • вход + выход в трубу: ξ = 2 · kT = 2 · 6 = 12

  • поворот на 180°: ξ = 2,5(kT - 1) = 2,5(6 - 1) = 12,5

д) Т3:

  • вход ξ=0,5

  • выход ξ=1,0

  • вентили нормальные (D = 100 ; n = 1): ξ = 4,1 · 1 = 4,1

  • диафрагма d0,3 = 63,2 мм => ξ = 8,25

  • отводы (90° ; R0/d = 2 ; n = 6): ξ = (1 · 0,15) · 6 = 0,9

  1. Расчет потерь на трение: ∑ξтр

, где λ- коэффициент трения;

- (для турбулентного течения), где

- относительная шероховатость

l - длина трубопровода

d - внутренний диаметр трубопровода

- средняя абсолютная шероховатость

Re - значения критерия Рейнольдса

а) Т1-1:

мм ; Re = 196254 ; м ; м

б) Т1-2:

мм ; Re = 196254 ; м ; м

в) Т2:

мм (очень мала); Re = 227962 ; м ; м

г) ТО:

мм ; Re = 41987 ; м ; м

д) Т3:

мм (очень мала); Re = 234470 ; м ; м

  1. Расчет общего потерянного напора на разных частях технологической схемы:

а) Т1-1:

кПа

б) Т1-2:

кПа

в) Т2:

кПа

г) ТО:

д) Т3:

кПа

6). Расчет давления в реакторе: Рреакт

Для расчета давления в реакторе используем уравнение Бернулли:

Для данной схемы оно имеет вид:

;

кПа

кПа

;

(т.к. из-за большого диаметра ёмкости реактора скорость изменения уровня жидкости в нем очень мала.)

кПа

кПа

  1. Расчет параметров насоса.

а) Расчет напора насоса: Н

,

где - геометрическая высота подачи: м

м

б) Полезная мощность насоса:

, кВт; ;

кВт

в) Высота установки насоса:

; ; ;

, где → давление насыщенного пара

(очень мало, можем пренебречь)

м

г) Выбор насоса:

Основные характеристики насоса (рассчитаны выше)

м

кВт

Данным параметрам удовлетворяет следующий тип насоса:

Х20/31

д) Расчет реальной потребляемой мощности:

кВт