Расчет гидравлического сопротивления трубопровода

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Химия


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Расчетно-графическая работа

по дисциплине

" Процессы и аппараты химической технологии"

на тему:

" Расчет гидравлического сопротивления трубопровода «

Одесса-2010

Исходные данные

Рассчитать гидравлическое сопротивление трубопровода, подобрать гидравлическую машину (насос, компрессор, вентилятор).

Расход

Жидкость

Раб. условия

Q, кг/час

t, °C

9500

Хлороформ

30

Размеры трубопровода, м

d1

d2

d3

d4

l1

l2

l3

l4

0,06

0,04

0,03

0,03

10

11

10

12

Трубы стальные при незначительной коррозии.

Рис. 1. Принципиальная схема трубопровода

I. Расчёт гидравлического сопротивления трубопровода

1. Найдём плотность [1, табл. IV] и динамический коэффициент вязкости [1, табл. IX] для этилацетата при температуре 50.

50 = 1469,5 кг/м3;

50 = 0,51·10−3 Па с

Также необходимо найти местные сопротивления на участках трубопровода.

Вентиль нормальный [1, табл. XIII]

d, мм

d1= 50

d2 =30

d3= d4=30

*

5,45

6,45

6,45

Колено (угольник) 90о[1, табл. XIII]

Условный проход, мм

d3=30

*

1,83

Значения для данной таблицы найдены интерполяцией табличных данных.

Коэффициент сопротивления тройника при нагнетании может быть вычислен по формуле, предложенной Левиным:

т = 1+k (wб/wс)2 (1)

где k -- безразмерный коэффициент. Для стандартных тройников на резьбе из нового чугуна k=1,5; wб и wс — скорости потоков в прямой трубе и в бок. трубах

2. Рассчитываем массовый расход глицерина на каждом участке трубопровода, т.к. на первом и пятом участках у нас имеется тройник, т. е. поток в таких тройниках делится пополам, т. е.

G1 =9500 кг/час;

G2 = G3 = G4 = = = 4750 кг/час;

Теперь приступим к расчёту линейной скорости потока жидкости (w, м/с) на каждом из участков трубопровода. Для этого используем уравнение (2), т. е.

(2)

= 0,91 504 м/с;

w2 = = 1,27 089 м/с

w3 = w4 = = 1,27 089м/с

так как d3 = d4 = 0,03 м и G3 = G4 = 4750 кг/час, то w3 = w4 = 1,27 089 м/с;

3. Далее рассчитываем значения критерия Рейнольдса для каждого участка трубопровода. Расчёт проводится по формуле (3), т. е.

Re =, (3)

Re1 = =131 828;

Re2 = =109 857;

Re3 = Re4 = = 109 857

так как d3 = d4 = 0,03 м и G2 = G3 = 4750кг/час, то

Re3 = Re4=109 857;

По проведенным расчётам видно, что гидродинамический режим на всех участках -- турбулентный, т.к. Re> 2300.

4. На данном этапе определяются значения коэффициента трения. Они при турбулентном режиме для стальных труб рассчитываются по формуле (4):

, (4)

5. В данном пункте рассчитываем сначала суммы всех местных сопротивлений на участке трубопровода с соответственной длиной (l, м), а затем приступаем к расчёту гидравлического сопротивления каждого участка трубопровода и сумму их, т. е. полное гидравлическое сопротивление. Значит, для расчёта сумм местных сопротивлений необходимы справочные константы приведенные выше в п. 1.

Найдём сужения [1, табл. XIII] интерполяцией табличных данных., учитывая, что значение Рейнольдса > 10 000

Внезапное сужение, м

*

0,125

= вентеля +тройника +сужения= +0,125= 8,468;

=вентеля = 4,9;

= колена = 1,83;

=вентеля = 5,45

Гидравлическое сопротивление каждого участка трубопровода рассчитываем по уравнению (5), т. е.

(5)

= = 7854 Па;

= =15 388 Па;

= =10 874 Па;

= =16 911Па;

Тогда полное гидравлическое сопротивление трубопровода равно:

p = 7854+15 388+10874+16 911=51027 Па

Полное гидравлическое сопротивление трубопровода составляет 51 027 Па

II. Выбор насоса

Выбор насоса производится по значениям напора и объёмного расхода, которые необходимо рассчитать по формулам (6) и (7):

(6)

(7)

3,5 м

6,464 м3/час

По справочным данным[2] подобран насос для найденных значений H и Q. НАСОС: центробежный ЦНШ-40

Характеристики насоса: H = 3,5 м

n = 1425 об/мин

КПД=45%

трубопровод гидравлический сопротивление жидкость

Литература

1. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. -- 9-е изд., перераб. и доп. -- Л.: Химия, 1981. -- 560 с.

2. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М. -Л., Госэнергоиздат, 1960. 458с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой