Гидравлический расчет технологического трубопровода подбор насоса (стр. 1 из 3)
Содержание
Введение
Цели и задачи курсовой работы
1. Расчет трубопровода
1.1 Задание
1.2 Расчеты
1.2.1 Определение скоростей и расходов
1.2.2 Определение статического и скоростного напоров
1.2.3 Расчет потерь напора
1.2.4 Определение требуемого напора
2. Подбор насоса
3. Регулирование работы насоса
4. Расчет допустимой высоты всасывания
Выводы
Список литературы
Технологическими трубопроводами называют такие трубопроводы промышленных предприятий, по которым транспортируют смеси, полупродукты и готовые продукты, отработанные реагенты, воду, топливо и др. материалы, обеспечивающие ведение технологического процесса.
С помощью технологических трубопроводов на химических предприятиях перемещают продукты как между отдельными аппаратами в пределах одного цеха или технологической установки, так и между технологическими установками и отдельными цехами, подают исходное сырье из хранилищ или транспортируют готовую продукцию к месту ее хранения.
На предприятиях химической промышленности технологические трубопроводы являются неотъемлемой частью технологического оборудования. Затраты на их сооружение в отдельных случаях могут достигать 30 % от стоимости всего предприятия. На некоторых химических заводах протяженность трубопроводов измеряется десятками и даже сотнями километров. Бесперебойная работа технологических установок и химического предприятия в целом, качество выпускаемой продукции и безопасные условия работы технологического оборудования в значительной степени зависят от того, насколько грамотно спроектированы и эксплуатируются трубопроводы, и на каком уровне поддерживается их исправное состояние.
Применяемые в химической технологии и транспортируемые по трубопроводам сырьевые материалы и продукты обладают различными физико-химическими свойствами. Они могут находиться в жидком, пластичном, газо- или парообразном состоянии, в виде эмульсий, суспензий или газированных жидкостей. Температуры этих сред могут находиться в пределах от низких минусовых до чрезвычайно высоких, давление – от глубокого вакуума до десятков атмосфер. Эти среды могут быть нейтральными, кислыми, щелочными, горючими и взрывоопасными, вредными для здоровья и экологически опасными.
Трубопроводы подразделяются на простые и сложные, короткие и длинные. Трубопроводы, не имеющие по пути следования жидкости в трубе ответвлений для отбора или дополнительной подачи в трубопровод жидкости, называются простыми. К сложным относят трубопроводы, состоящие из основной магистральной трубы и боковых ответвлений, образующих сеть трубопроводов различной конфигурации. Трубопроводы технологических установок химических предприятий в большинстве своем являются простыми.
Наиболее простым способом перемещения жидкости из одного аппарата в другой является ее слив самотеком. Такое перемещение оказывается возможным, только если начальная ёмкость располагается выше заполняемой.
Цели и задачи курсовой работы.
· Ознакомление с устройством технологических трубопроводов химических предприятий, способами перемещения по ним жидкостей и методами использования фундаментальных зависимостей для получения расчетных уравнений, необходимых для построения гидравлических характеристик трубопроводов.
· Выполнение индивидуального задания по построению кривой требуемого напора для простого технологического трубопровода, определению способа перемещения жидкости по нему для заданного расхода, и подбор насоса, а также приобретение навыка анализа работы трубопровода на основании его гидравлических характеристик.
1.1 Задание для курсовой работы №1 по дисциплине «Процессы и аппараты химической технологии»
Вариант И-1
Выполнить гидравлический расчет технологического трубопровода и построить кривую требуемого напора. Подобрать насос для перекачивания по трубопроводу жидкости с заданным расходом.
Схема трубопровода
Данные для расчета:
РА=1,5 кг/см2 изб; РВ=0,5 кг/см2 вак; L1=200 м; L2=150 м; d1=95x5 мм; d2=45x4 мм;
Перекачиваемая жидкость: Серная кислота 60%;
Вид местного сопротивления: 1-вентиль нормальный;
2-отвод φ=90°
;Вид и состояние трубы: 1-стальная с большими отложениями;
2-стальная новая;Внезапное изменение диаметра: внезапное сужение
Высота подъёма жидкости: ΔZ=40 м;
Расход перекачиваемой жидкости: qv=1.8·10-3 м3/с.
Срок готовности и защиты: 22 ноября 2004г.
Переведём, где это необходимо, исходные данные в систему СИ:
L1=200 м
L2=150 м
Па; 
Па;ΔZ=40 м
Для 60%-й серной кислоты справочные значения плотности и динамической вязкости равны соответственно:
, 
Па·с;1.2.1 Определение скоростей и расходов
Зададим 6 значений скорости на участке трубы меньшего диаметра (IIучасток трубопровода) из интервала [0.5;3] м/с.
Найдём объёмный расход жидкости:
qv1=5.37·10-4 м3/c;
qv2=1.07·10-3 м3/c;
qv3=1.61·10-3 м3/c;
qv4=2.15·10-3 м3/c;
qv5=2.69·10-3 м3/c;
qv6=3.22·10-3 м3/c;
Рассчитаем площадь сечения первой трубы:
Найдём скорость течения жидкости в первой трубе:
Получим: uI, 1=0.10 м/с;
uI, 2=0.19 м/с;
uI, 3=0.28 м/с;
uI, 4=0.38 м/с;
uI, 5=0.47 м/с;
uI, 6=0.57 м/с;
1.2.2 Определение статического и скоростного напоров
Напор, требуемый для преодоления сопротивления столба жидкости:
, где 
.Скоростной напор:
Получим:
Hsk1=
Hsk2=
Hsk3=
Hsk4=
Hsk5=
Hsk6=
Рассчитаем потери напора:
Для этого найдём значения критерия Рейнольдса для жидкости в первой трубе:
Получим:
ReI, 1=2307
Re I, 2=4383
Re I, 3=6459
Re I, 4=8766
Re I, 5=10842
Re I, 6=13148
Шероховатостьтрубы:
Для первой стальной трубы с большими отложениями примем
.Тогда
Критические значения критерия Рейнольдса:
Поскольку все значения критерия Рейнольдса входят в интервал [ReКР1; ReКР2], то для смешанного турбулентного течения можно воспользоваться следующей формулой для расчета коэффициента трения:
Тогда потери на 1-м линейном участке трубопровода будут равны:
Потери на 2-м линейном участке трубы:
Шероховатость трубы:
Для второй новой стальной трубы примем:
м.Тогда:
Критические значения критерия Рейнольдса:
Поскольку первые 4 значения критерия Рейнольдса меньше ReКР1, течение гладкое турбулентное, и:
, получим: