РАСЧЁТ И ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Расчёт насоса № 6₁ для подачи окислительной шихты, которая проходит подогреватели № 5а в отд.101.

Для всасывающего и нагнетательного трубопроводов примем одинаковую скорость течения окислительной шихты, равную 0,8 м/с. Зададимся длиной линии всасывания 20 м, длину линии нагнетания примем равной 50 м. Примем геометрическую высоту подъёма окислительной шихты H_г равной 35 м.

Рассчитаем объемный расход перекачиваемой жидкости:

V=G/(ρ*3600)=14214,55/(754,3*3600)=0,00523 м³/с.

Тогда диаметр трубопровода находим по формуле:

d=(4*V/(π*ω_вс))^^1/2=0,0913 м.

Определим потери на трение и местные сопротивления. Находим критерий Рейнольдса:

Re=ρ*ω*d/μ

ω– скорость течения потока, м/с; ρ – плотность потока, кг/м³; μ – динамическая вязкость среды, Н*с/м².

Для окислительной шихты динамическая вязкость составляет 0,000281 Н*с/м².

Re=ρ*ω*d/μ=0,8*796,04*0,0913/0,000281=206913,74.

Режим течения в трубопроводе – турбулентный. В турбулентном потоке различают три зоны, для которых коэффициент λ рассчитывают по разным формулам.

Принимаем абсолютную шероховатость труб Δравной 2*10^-4 м. Отсюда относительная шероховатость составит:

е=Δ/d= 2*10^-4/0,0913=0,0022.

10/е=4564, 9594; 560/е=255637,72.

Поскольку 10/е≤ Re≤560/е, в трубопроводе смешанное трение и расчёт коэффициента трения будем производить по формуле:

λ=0,11*(е+68/Re)^^0,25=0,11*(0,0022+68/206913,74)^^0,25=0,0247

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.

1. Вход в трубу (принимаем с острыми краями): ζ₁=0,5

2. Прямоточные вентили: для d=0,150 м ξ=0,42; для d=0,200 м ξ=0,36. Интерполяцией находим, что для d=0,165 ξ=0,407.

3. Плавный отвод круглого сечения: ζ=А·В ; коэффициент А зависит от угла φ, на который изменяется направление потока в отводе; примем φ = 90°, значит А=1. Коэффициент В зависит от отношения радиуса поворота трубы R₀к внутреннему диаметру трубы d; примем R₀/ d=6, тогда В=0,09.

ζ₃=А*В=0,09.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии равна:

Σζ_{мс. вс.} =ζ₁+2*ζ₂+ζ₃=0,5+2*0,407+0,09=1,41.

Потерянный напор на линии всасывания:

h_{п. вс.}=(λ*l/d+ Σζ_{мс. вс.})*ω²/2g

- коэффициент трения; – соответственно длина и диаметр трубопровода, м; - сумма коэффициентов местных сопротивлений; – скорость потока, м/с.

h_п =(0,0247*20/0,0913+1,41)*0,8^2/(2*9,81)=0,22 м.

Рассчитаем потери напора на линии нагнетания.

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.

1.Выход из трубы ζ₁=1

2. Прямоточные вентили: для d=0,150 м ξ=0,42; для d=0,200 м ξ=0,36. Интерполяцией находим, что для d=0,165 ξ=0,407.

3. Плавный отвод круглого сечения: ζ=А·В ; коэффициент А зависит от угла φ, на который изменяется направление потока в отводе; примем φ = 90°, значит А=1. Коэффициент В зависит от отношения радиуса поворота трубы R0 к внутреннему диаметру трубы d; примем R₀/ d=6, тогда В=0,09.

ζ₃=А*В=0,09.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетательной линии:

Σζ_{мс. вс.} =ζ₁+2*ζ₂+ζ₃=0,5+2*0,407+2*0,09=1,99.

Потерянный напор на линии нагнетания:

h_{п. наг.}=(λ*l/d+ Σζ_{мс. наг..})*ω²/2g=(0,0247*50/0,0913+1,99)*0,8^2/(2*9,81)=0,506 м.

Общие потери напора

h_п =h_{п. вс.}+ h_{п. наг.}=0,506+0,22=0,728 м.

Начальное давление подачи сырья P₁ - атмосферное (101325 Па), рабочее давление в колонне P₂ = 3 атм. Рассчитаем напор насоса по формуле:

Н=Н_Г+(Р2-Р1)/(ρ*g)+h_п.=50+(304000-101325)/(796,04*9,81)+0,728=76,68 м.

Полезную мощность насоса определим по формуле:

N_п=Q*ρ*g*H, где – подача (расход), м³/с; – напор насоса, м; - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³.

N_п=Q*ρ*g*H=(0,00523*796,04*9,81*76,68)/1000=3,132 кВт.

Принимая КПД передачи η_пер=0,8 и КПД насоса η=1 для центробежного насоса средней производительности, рассчитаем мощность на валу двигателя:

N=N_п/( η_пер* η)=3,132/0,8=3,915 кВт.

Заданным напору и подаче соответствуют 2 насоса марки 2ЦГ 100/80-К-37-5-У5 , установленные на производстве, для которых в оптимальных условиях работы производительность составляет 100 м³/ч и мощностью 37 кВт. Число оборотов 3000 об/мин.

Поиск по сайту: