Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

гидравлический комплекс

.pdf
Скачиваний:
54
Добавлен:
04.01.2017
Размер:
2.77 Mб
Скачать

Федеральное агентство по образованию РФ

Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова

Кафедра Процессы и аппараты химической технологии им. Н.И. Гельперина

М.К. Захаров, В.В. Карасев

Гидродинамический лабораторный комплекс

Методические указания по выполнению лабораторных работ

Москва, 2011

http://www.mitht.ru/e-library

3 – 38

УДК 532

ББК 30.123

Рецензент: проф. Г.И. Лапшенков (каф. СУ и АХТП) Авторы: М.К. Захаров, В.В. Карасев Гидродинамический лабораторный комплекс Методические указания по выполнению лабораторных работ 36 страниц, 8 рисунков.

Москва, 2011 В пособии приведено подробное описание

установки, порядок выполнения лабораторных работ и методика обработки результатов опыта.

Методические указания предназначены для студентов 3 курса направлений бакалавриата 550800 «Химическая технология и биотехнология», 551600 «Материаловедение и технология новых материалов», 553500 «Защита окружающей среды» и других, в учебные планы которых входит дисциплина с разделом «Гидравлика».

Утверждено библиотечно – издательской комиссией в качестве учебно–методического пособия

2

http://www.mitht.ru/e-library

Содержание

 

1.Назначение установки.....................................................

4

2.Описание экспериментальной установки.......................

4

3. Порядок работы..............................................................

7

Задача 1. Определение коэффициента гидравлического

сопротивления λг и коэффициентов местных

 

сопротивлений ξ вентиля и диафрагмы.........................

7

Задача 2. Изучение гидравлического сопротивления

 

теплообменника...............................................................

8

Задача 3. Изучение гидравлического сопротивления

 

тарелок массообменного аппарата.................................

9

4. Пульт управления..........................................................

14

5. Обработка результатов опытов. Анализ полученных

 

результатов расчёта...........................................................

18

Задача 1. Изучение перепада давления на местных

 

сопротивлениях и на прямом участке трубы................

18

Задача 2. Гидравлическое сопротивление

 

теплообменника..............................................................

22

2.1. Расчёт перепада давления в трубном пространстве

теплообменника..............................................................

22

2.2. Расчёт перепада давления в межтрубном

 

пространстве теплообменника. .....................................

24

Задача 3. Гидравлическое сопротивление тарелок.......

26

Литература.........................................................................

33

3

http://www.mitht.ru/e-library

Гидродинамический лабораторный комплекс.

1.Назначение установки.

Экспериментальное определение

коэффициентов гидравлического сопротивления в трубопроводе;

коэффициентов сопротивлений вентиля и диафрагмы;

гидравлического сопротивления в трубах теплообменника;

гидравлического сопротивления в межтрубном пространстве теплообменника;

гидравлического сопротивления ситчатых и колпачковых тарелок;

гидравлического сопротивления неподвижного и псевдоожиженного слоёв.

Сопоставление с литературными данными полученных экспериментальных значений коэффициентов местных сопротивлений и гидравлического сопротивления в прямой трубе. Сравнение опытных значений перепадов давлений в аппаратах с рассчитанными по рекомендуемым [1 3] методикам.

2.Описание экспериментальной установки.

Установка (рис. 1) имеет 2 центробежных насоса НЦ1 (НЦ2), расходный бак Е1, где установлен датчик

4

http://www.mitht.ru/e-library

температуры ДТ и указатель уровня УР1, регулирующий расход жидкости вентиль ВР1 (ручное регулирование на напорной линии насоса НЦ2) и параллельно подключенного вентиля ВРА (регулирование расхода жидкости частотной электрической характеристикой насосов с пульта управления на напорной линии насоса НЦ1). На всасывающих линиях насосов НЦ1 (НЦ2) установлены мано вакуумметры МВ1 (МВ2), а на нагнетающей линии установлен манометр с выходным электрическим сигналом (МЭ).

Дистиллированная вода из расходного бака Е1 (V=300 л) с помощью одного из центробежных насосов НЦ1 или НЦ2 поступает в напорный трубопровод через регулирующие вентили ВР1 или ВРА. Далее жидкость поступает через измерительный датчик турбинного типа ДРЖ в гидравлический испытательный стенд. После датчика расхода ДРЖ жидкость при помощи переключения кранов К6, К7, К20, К13 может быть направлена для измерения перепадов давления:

1

– в трубное или межтрубное пространство

 

кожухотрубного теплообменника ТКТ;

 

2

– в калиброванный трубопровод длиной l = 6 м и

 

внутренним диаметром d = 22 мм, через диафрагму

 

Д1 с внутренним диаметром d0 = 11 мм (при

 

открытых кранах К20, К10и К16);

 

3

– в тарельчатую колонну КТ, состоящую

из трех

 

секций,

где находятся две

ситчатых

тарелки

 

( fа 0,1 0,3

0,03 м2) и между

ними расположена

колпачковая тарелка с двумя колпачками.

5

http://www.mitht.ru/e-library

После прохождения воды через аппараты (теплообменник ТКТ, колонна КТ), она самотеком по сливному трубопроводу возвращается в емкость Е1 для последующей циркуляции по измерительному контуру.

Для измерения температуры воды в емкости Е1 и, соответственно, в измерительном контуре имеется датчик ДТ с индикацией показаний в градусах Цельсия на пульте управления.

Перепады давления измеряются с помощью датчиков Р (в кПа) и передаются через преобразователь давления ПРД на пульт управления установки.

Для измерения перепадов давления на гидравлическом стенде служат следующие датчики:

На калиброванном трубопроводе – датчик ПРД 2 (кПа); На диафрагме D1 – датчик ПРД 7 (кПа);

На вентиле ВР2 – датчик ПРД 6 (кПа);

Вмежтрубном пространстве теплообменника – датчик

ПРД 5 (кПа);

Втрубном пространстве теплообменника – датчик ПРД

4 (кПа);

Втарельчатой колонне КТ (общий перепад давления) – датчик ПРД 10 (кПа); Сопротивление одной колпачковой тарелки – датчик

ПРД 11 (кПа).

Гидродинамический лабораторный комплекс

обеспечивает различные гидродинамические режимы работы и позволяет проводить лабораторные исследования перепадов давления, возникающих в результате гидравлических сопротивлений таких устройств, как теплообменник кожухотрубный,

6

http://www.mitht.ru/e-library

трубопровод калиброванный, вентиль, диафрагма, колонна тарельчатая, аппараты псевдоожиженного слоя, патронный фильтр при различных режимах течения.

3.Порядок работы.

1.Перед началом работы проверить наполнение расходного бака Е1. Заправку емкости Е1 производить только дистиллированной водой. Дистиллированная вода необходима для обеспечения чистоты и прозрачности отдельных узлов установки. Уровень воды в емкости Е1 контролировать по указателю уровня УР1.

2.Пуск насосов НЦ1 (НЦ2):

Открыть краны К23, К26 (К24, К25), К4 (К5) соответственно запускаемому насосу НЦ1 или НЦ2. Проверить закрытие вентиля ВР1 и регулятора ВРА.

Включить насос нажатием соответствующей кнопки на пульте управления (ПУ) и убедиться в наличии давления за насосом по манометру МЭ. Байпасным краном К26 (К25) отрегулировать давление за насосом Р 1,0 1,5 атмпо манометру МЭ.

Открыть краны К20, ВР2, К10, К16. Плавно открыть вентиль ВР1 (ВРА).

Закрыть кран К26 (К25) и обеспечить прохождение воды по напорному и калиброванному трубопроводам до емкости Е1.

Установка позволяет выполнять несколько задач исследований:

Задача 1. Определение коэффициента гидравлического сопротивления λг и коэффициентов местных сопротивлений ξ вентиля и диафрагмы.

7

http://www.mitht.ru/e-library

Перепад давления в калиброванном трубопроводе определяется преобразователем ПРД 2 (канал 3 на ПУ). Расход жидкости через калиброванный трубопровод регулировать вентилем ВР1 (ВРА) (канал 5 на ПУ) в

пределах от 0 2,4

м3

. Провести замеры перепадов

 

час

 

давления в калиброванном трубопроводе при 6 или 7 различных расходах воды. Результаты опытов перенести в табл. 1.

При проведении опытов на калиброванном трубопроводе одновременно произвести замеры перепада давления на вентиле ВР2 и диафрагме D1. Перепады давления на вентиле и диафрагме определяются преобразователями ПРД 6 и ПРД 7 соответственно.

Замеры перепадов давления произвести 6 – 7 раз.

Результаты опытов перенести в табл. 2В и 2Д.

Задача 2. Изучение гидравлического сопротивления теплообменника.

Изучение гидравлического сопротивления при течении жидкостей в трубном и межтрубном пространствах теплообменника проводится в аппарате ТКТ, схематически представленном на рис. 2.

Течение воды:

узел А

dн

в межтрубном пространстве

по трубкам

 

8

http://www.mitht.ru/e-library

Рис. 2. Схема течения воды в теплообменнике и его поперечный разрез

Для работы теплообменника ТКТ необходимо открыть краны К6, К7, а кран К20 – закрыть. Заполнить теплообменник жидкостью и удалить воздушные пробки из кожуха теплообменника и трубной части, приоткрыв (примерно на 16 хода) краны К8, К9. Перепады давления

втрубной части теплообменника и в межтрубном пространстве определяются преобразователями ПРД 4, ПРД 5 с индикацией показаний на пульте управления (ПУ). Расход жидкости через теплообменник регулировать вентилем ВР1 (ВРА). Произвести

измерения перепадов давления в трубной части и кожухе (межтрубном пространстве) теплообменника при 5 – 6 расходах жидкости. Результаты опытов занести

втабл. 3 и 4.

Задача 3. Изучение гидравлического сопротивления тарелок массообменного аппарата

Изучение гидравлического сопротивления тарелок проводится в колонне КТ. Крепление колонны к раме показано на рис. 3, а её вид во время работы на рис. 4. Основные характеристики колонны приведены ниже.

9

http://www.mitht.ru/e-library

Рис. 3, Крепление колонны к раме

10

http://www.mitht.ru/e-library

Соседние файлы в предмете Процессы и аппараты химической технологии