Контрольная работа по дисциплине «Процессы и аппараты химических технологий»

минобрнауки россии

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

Кафедра «Процессы и аппараты химических  технологий» 
 
 
 

                                                                                          Работа защищена  

                                                                                          с оценкой___________

                                                                                          Преподаватель

                                                                                          ассистент 
 
 

РАСЧЕТ 

НАСОСНОЙ  УСТАНОВКИ 

Контрольная работа по дисциплине

«Процессы и аппараты химических технологий» 

ЯГТУ 240401.65 − 006 к/р 
 
 
 

                                                                                        Задание выполнил

                                                                                        студент гр. ЗО-40

                                                                                           _______Иванов И.И 

                                        16.10.10 
 
 
 
 
 
 

2011

ЗАДАНИЕ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 

     Подобрать насос для перемещения жидкости из аппарата (резервуара) А в аппарат (резервуар) Б при следующих исходных данных: 

Род жидкости   -  вода

Температура жидкости ;

Расход жидкости ;

Геометрическая  высота подъема жидкости ;

Абсолютное давление в аппарате:

А

Б

Общая длина  трубопровода  

длина всасывающей линии;

 длина  напорной линии 

Длина всасывающей линии 

 

высота  всасывающего насоса;

 часть  всасывающей линии, погруженной  в жидкость, и ее горизонтальный участок, м. 

Местные сопротивления  на трубопроводе:

На всасывающей  линии:

Обратный клапан             1шт.

Отвод на 90°                      2 шт. 

На напорной линии:

Задвижка (вентиль)            1 шт.

Отвод на 90°1 шт.

Выход из трубы                 1 шт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Рис.IV – Схема насосной установки 
 
 
 
 
 
 
 

1 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ТРУБОПРОВОДА 

1. Выбор диаметра трубы

     Диаметр трубы (расчетный) вычисляют по формуле 

       

      диаметр трубы (расчетный), м;

       заданный  расход жидкости, м³/с;

      средняя скорость жидкости, м/с.

     Расчет  по (1) выполняют отдельно для всасывающей и напорной линий, при этом скорость  принимают для всасывающей линии 0,8 м/с, для напорной – 1,5 м/с. 

 

 

     Действительный диаметр трубы выбирают из ряда размеров труб, выпускаемых промышленностью.

159 5,0; 219 6,0 мм – ближайшие по сравнению с расчетными диаметры.

     По  принятому действительному диаметру трубы уточняют среднюю скорость жидкости 

       
 

 
 

 
 
 
 
 

     1.2Определение высоты установки насоса (высоты всасывания)

     Допустимую  высоту всасывания рассчитывают по формуле 

 

допустимая  высота всасывания, м;

заданное  давление в исходном резервуаре, Па;

давление  насыщенных паров жидкости при заданной температуре (табл. III), Па;

плотность жидкости (табл.V), кг/м³;

ускорение силы тяжести, м/с²;

потери напора во всасывающей линии, м;

допустимый  кавитационный запас, м. 

           1.2.1Определение допустимого кавитационного запаса

     Критический запас 

       

производительность  насоса (заданный расход жидкости), м³/с;

частота вращения рабочего колеса насоса, об/мин. 

 

            Допустимый кавитационный  запас увеличивают по сравнению  с критическим на 20-30% 

        

     1.2.2Расчет потерь напора во всасывающей линии

     Расчет  выполняется по принципу сложения потерь напора 

 
 

коэффициент трения;

длина всасывающей  линии, м;

диаметр всасывающей  трубы, м;

коэффициенты  местных сопротивлений соответственно обратного клапана и плавного поворота (табл.I,II);

скорость  жидкости во всасывающей линии, м/с, рассчитанная по (2)

Коэффициент трения в общем случае зависит от критерия Рейнольдса Reи относительной шероховатости 

 

      Критерий Рейнольдса вычисляют по формуле 

 

коэффициент динамической вязкости (табл.IV), Па∙с;

плотность жидкости (табл. V), кг/м³. 
 

 

Режим турбулентный.

      Относительная шероховатость 

 

абсолютная  величина эквивалентной шероховатости (табл.VI), мм. 

 

     При 2320 коэффициент трения определяют по графику Мурина (рис.II) 

     

. 

     Величина по заданию связана с определяемой величиной . Поэтому расчет выполняют методом последовательных приближений.

     Пусть 8 м, тогда по формуле (5): 

       
 
 
 
 

Рассчитываем  допустимую высоту всасывания по формуле (3): 

 
 

Условие  
 

     1.2.3Расчет общих потерь напора в трубопроводе

     Общие потери напора во всасывающей и нагнетательной линиях трубопровода 

       
 

       

Критерий Рейнольдса вычисляют по формуле (7): 
 

 

Режим турбулентный.

      Относительная шероховатость по формуле (8): 

 

     При 2320 коэффициент трения определяют по графику Мурина (рис.II) 

       

     По  формуле (10) рассчитываем потери напора во всасывающей линии: 

       
 
 
 
 

По формуле (9) определяем величину общих потерь на всем трубопроводе: 

 
 
 
 

1.2.4Построение кривой потребного напора (характеристики сети)

     Потребный напор  _. – напор в начале трубопровода, обеспечивающий заданный расход жидкости . Зависимость потребного напора от расхода называется кривой потребного напора, или характеристикой сети. Потребный напор вычисляют по формуле  

       
 

      геометрическая высота подъема жидкости, м;

давление  в резервуарах соответственно напорном и расходном,

Па;

      длина трубопровода, м;

      сумма коэффициентов  местных сопротивлений на всем трубопроводе (9). 

     

       
 

  Для построения кривой потребного напора необходимо задаться несколькими значениями расхода жидкости, причем как меньше заданного расхода, так и больше его, а также равным заданному. Расчеты удобно представить в виде таблицы 1. 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 1 – Значения расхода жидкости и потребного напора при различных коэффициентах  

		0	0,25	0,5	0,75	1	1,25
		0	0,0063	0,013	0,019	0,025	0,031
		0	0,26	1,05	2,36	4,19	6,56
		26,89	27,15	27,94	29,25	31,08	33,45