3 Определение гидравлического сопротивления теплообменника

Скорость жидкости в трубах теплообменника рассчитывается по формуле

W_тр = V/ (0,785∙d_в∙n), м/с , с.20[4] (11)

где n – общее число труб;

d_в – внутренний диаметр теплообменника, равный

d_в=25-2∙2=21 мм.

W_тр = 2,2∙10^-3/(0,785∙0,021² ∙240)=0,03м/с

R_e=(0,03∙676,59∙0,021)/ 0,644∙ 10^-3 = 661,88.

Режим течения – ламинарный

При ламинарном течении коэффициент λ не зависит от шероховатости стенки трубы, а зависит только от R_e: для труб круглого сечения

λ =64/ R_e=64/661.88=0,097 с.21[3] (12)

Потеря давления ∆р равен

∆р = (λ∙(n∙L/d)) ∙ (w²ρ/2) + (∑ζ ∙( w²ρ/2)), с.21[4] (13)

где L – длина трубы теплообменника;

d – диаметр труб;

w – скорость жидкости в трубах теплообменника;

n – число труб;

∑ζ – сумма коэффициентов местного сопротивления в теплообменнике (с. 26[3]).

∆р = (0,029∙(240∙3/0,021)) ∙ (0,03∙676,59/2) + (5∙ (0,03²∙676,59/2)) = 10092 Па

Напор в теплообменнике равен

H_тепл.= ∆р/ρg = 10092/(676,59∙9,81)= 1,52 м. с.22[4] (14)

4. Определение напора и выбор насоса

О бщий напор установки определяется по формуле

Н = Н_г + Н_п + Н_тепл. = 10 + 1,824 + 1,52 = 13,34м. с.22[4] (15)

Устанавливаем центробежный насос марки Х20/18, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q=5,5∙10^-3 м³/с, напор Н=13,8м.КПД.насос η_н=0,60. Насос снабжен двигателем АО2-52-2 номинальной мощностью 3 кВт; частота вращения вала n=48,3 об/с. (с.92 [3]).

Рассчитаем потребляемую мощность насоса по формуле

N =(V∙ρ∙g∙Н)/1000∙η_н =(2,5∙10^-3∙676,59∙9,81∙13,34)/1000∙0,60 = 0,37 кВт.

с.22[4] (16)

Заключение

В данной расчетно-графической работе был определен напор и мощность при заданной подаче (расходе) жидкости, перемещаемой насосом. Далее по этим характеристикам был выбран насос марки Х20/18, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q=5,5∙10^-3 м³/с, напор Н=13,34 КПД насоса η_н=0,60. Насос снабжен двигателем АО2-41-2 номинальной мощностью 3 кВт; частота вращения вала n=48,3 об/с.

Список использованных источников

1. Левин Б.Д., Ченцова Л.И., Шайхутдинова М.Н., Ушанова В.М. процессы и аппараты химических и биологических технолгий. Учеб. пособие для студентов химических специальностей вузов / Под общ. ред. д-ра. хим. Наук С.М. Репяха. – Красноярск: Сибирский государственный технологический университет, 2002. - 430с.

2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. – 496 с.

3. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ред. чл. – корр. АН России П.Г. Романкова. – 12-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 576 с.

4. Ченцова, Л.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебное пособие к самостоятельной работе студентов специальностей 240901, 240403, 240502, 240701, 240702, 240406, 280201, 050501, 240801, 260601, 200503, 080502, 0240100 очной формы обучения / Л.И. Ченцова, М.К. Шайхутдинова, В.М. Ушанова. – Красноярск: СибГТУ, 2006. – 262 с.