Моделирование и оптимизация ХТП

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение  высшего профессионального образования

«Ярославский  государственный технический университет»

Кафедра «Химическая технология органических веществ» 
 
 

                                                                                Контрольная работа защищена

                                                                                с оценкой              

                                                  Преподаватель,

                                                                 канд. хим. наук, доцент                                                                                                                                                 

                                                                                                      А.К. Григоричев                                           

                                                             «       »                 2011                                     
 
 
 
 

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО

ДИАМЕТРА  ТРУБОПРОВОДА 

Контрольная работа

по дисциплине «Моделирование и оптимизация 

химико-технологических  процессов» 

ЯГТУ 080502.65 – 013 к/р 
 
 
 
 

                                                                                  Работу выполнил

                                                                                   студент гр. ЗЭУХ-58а                                                                                                                                                    

                                                                                                          Р.Е.Волков

                                                                                   «       »                 2011                                   

                                                                     

                                                                                                                                                                  

                                            
 

2011

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

                                                              ЯГТУ 080502.65 – 013 к/р

                                              Подпись Дата                    

  Зав. каф. А.В.Тарасов                                                                                            Лит.       Лист        Листов

Нормок.   А.К.Григоричев                                                                                       У             2                  16

Руковод.  А.К.Григоричев                                                                                       

                                                                                                                          ЯГТУ гр.ЗЭУХ-58а

Консул.    А.К.Григоричев

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

                                                              ЯГТУ 080502.65 – 013 к/р

                                              Подпись Дата

 Зав. каф. А.В.Тарасов                                                                                Лит.     Лист        Листов

 Нормок.   А.К.Григоричев                                                                                       У             3                  16                                                                                  

Руковод.  А.К.Григоричев                                                                                       

Консул.    А.К.Григоричев                                                                                       ЯГТУ гр.ЗЭУХ-58  

     1  Задание для контрольной работы 

     Выбрать экономически оптимальный диаметр  трубопроводов для перекачки  G кг/ч жидкости при температуре 20 ºС по маршруту, показанному на рисунке 1. 

                                                                                                                           В        р₂, атм.

 р₁, атм.

      А

                                                                                                          F

                                                    D          E

                                    С                   n₁                 n₂                      n₃                          

         h₁, м                                                                                                                                       

                                                                                                                     h₂, м

 

 

                                                                        L, м 

A, В – емкости;

С – насос;

D – задвижка;

E – диафрагма;

F – П-образный изгиб трубопровода;

р₁, р₂ – давление в емкостях, атм;

h₁, h₂ – высота расположения емкостей, м; 
L – длина трубопровода, м;

n₁, n₂, n₃ – количество местных сопротивлений. 

    Рисунок 1 – Схема маршрута перекачки жидкости 

    Исходные данные для расчета занесены в таблицу 1. 

    Таблица 1 – Исходные данные для расчета 

 
 
 
 
 
 
 

     2  Методика расчета 

     Основной  задачей является нахождении суммарных  годовых затрат на перекачку по данной схеме в зависимости от различных  диаметров трубопроводов и соответствующих  насосах.

     Суммарные годовые затраты определяются по формуле [1, c. 107]: 

                                                                                                      (1) 

где З_эл – затраты на электроэнергию, фунт;

       А_о – амортизационные отчисления, фунт. 

     Амортизационные отчисления определяются по формуле [1, c. 111]: 

                                                                                                             (2) 

где С_общ – суммарная стоимость оборудования, фунт;

      τ – время окупаемости, лет. 

     Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле [2]: 

                                                                                   (3)

                                

где N_дв – мощность, потребляемая двигателем насоса, кВт;

       Р_д – время работы оборудования, дни;

       Р_ч – количество рабочих часов в день;

       – стоимость единицы электроэнергии, фунт. 

     Мощность, затрачиваемая на перемещение жидкости, определяется по формуле [3, с. 90]: 

                                                                                                     (4) 

где ρ – плотность жидкости, кг/м³;

      g – ускорение свободного падения, м/с²;

      Н – напор, м;

      V – объемный расход жидкости, м³/с 

   
 
 

     Напор определяется по формуле[3, с. 65]: 

                                                                                         (5) 

где p₁ – давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость, Па;