1 семестр - Гидродинамика / Курсовая работа / Кабанов - вариант 24 - 2005 / kyrsovik
.docРоссийский 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:
-
Расчет скоростей
-
Расчет критериев Рейнольдса
-
Расчет потерянного напора
-
Расчет давления в реакторе
-
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
-
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
-
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)
-
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
-
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
-
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
-
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