Расчет гидравлического сопротивления трубопровода

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)

= 0,91 504 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

= _{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

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.