Расчет гидравлического сопротивления трубопровода

Размещено на http://www.allbest.ru/

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).

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.

Также необходимо найти местные сопротивления на участках трубопровода.

Вентиль нормальный [1, табл.XIII]

Колено (угольник) 90^о[1, табл.XIII]

Значения для данной таблицы найдены интерполяцией табличных данных.

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

_т = 1+k(w_б/w_с)² (1)

где k -- безразмерный коэффициент. Для стандартных тройников на резьбе из нового чугуна k=1,5; w_б и w_с - 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)

= 0,91504 м/с;

w₂ = = 1,27089 м/с

w₃ = w₄ = = 1,27089м/с

так как d₃ = d₄ = 0,03 м и G₃ = G₄ = 4750 кг/час, то w₃ = w₄ = 1,27089 м/с;

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

Re = , (3)

Re₁ = =131828;

Re₂ = =109857;

Re₃ = Re₄ = = 109857

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

Re₃ = Re₄=109857;

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 >10000

= _{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;

= =15388 Па;

= =10874 Па;

= =16911Па;

Тогда полное гидравлическое сопротивление трубопровода равно:

p = 7854+15388+10874+16911=51027 Па

Полное гидравлическое сопротивление трубопровода составляет 51027 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

6,464м³/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.

Размещено на Allbest.ru