21. Расчёт центробежного насоса.

21.1. Для исходной смеси.

Рассмотрим на примере подбора насоса для исходной смеси подробный расчёт:

Выбираем трубопровод:

Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения, равную 2м/с.Тогда диаметр равен:

Выбираем стальную трубу наружным диаметром 70мм, толщиной стенки 3мм. Внутренний диаметр трубы.

Фактическая скорость воды в трубе:

Примем, что коррозия трубопровода незначительна. Пусть длина трубопровода на линии всасывания 10м, а на линии нагнетания 40м. На линии нагнетания имеется два отвода под углом 120⁰, десять отводов под углом 90⁰с радиусом поворота равным 6 диаметрам трубы, и два нормальных вентиля.

Определим потери на трение и местные сопротивления:

Режим турбулентный. Примем абсолютную шероховатость равной , тогда

Таким образом, в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчёт следует проводить по формуле:

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений:

Для нагнетательной линии:

1) отводы под углом 120⁰:A=1,17;B=0,09;

2) отводы под углом 90⁰:

3) нормальные вентили: для

4) выход из трубы:

Для всасывающей линии:

1) вход в трубу (принимаем с открытыми краями):

2) прямоточные вентили: для прии

3) отводы: коэффициент А=1, В=0,09,

Потерянный напор во всасывающей линии:

Потерянный напор в нагнетательной линии:

Общие потери напора:

Выбор насоса:

Находим потребный напор насоса:

Такой напор при заданной производительности обеспечивается одноступенчатыми центробежными насосами (приложение 1.1., табл. 1 {4}). Учитывая широкое распространение этих насосов в промышленности ввиду достаточно высокого к.п.д., компактности и удобства комбинирования с электродвигателями, выбираем эти насосы:

Полезная мощность:

Принимая ;(для центробежного насоса средней производительности), мощность на валу:

Заданным подаче и напору более всего соответствует центробежный насос марки Х45/31, для которого при оптимальных условиях работы ,,.

Насос обеспечен электродвигателем АО2-52-2 номинальной мощностью 13кВт.

. Частота вращения вала.

Определение предельной высоты всасывания:

Запас на кавитацию:

21.2. Насос дистиллята. Упрощённый расчёт.

Выбираем насос марки Х20/31

21.3. Насос для подачи флегмы в колонну.

Выбираем насос марки Х20/31.

22. Расчёт аппарата на ветровую нагрузку.

22.1. Расчёт массы аппарата.

По табл.16.1. стр.441 {3}:

Коэффициент заполнения: 1,28

22.2. Расчёт периода вынужденных колебаний.

Район размещения аппарата – III, тогда

Между вынужденными и собственными колебаниями должно быть не менее 20% разницы, чтобы не было резонанса.

- момент поперечного сечения аппарата

- угол поворота плоскости фундамента.

- коэффициент упругого сжатия грунта

- момент инерции сечения фундамента

- наружный диаметр

Если , то

,

Резонанс отсутствует.

22.3. Определение нагрузки на аппарат от силы ветра.

- номер участка

- коэффициент лобового сопротивления (функция от формы аппарата)

- длина участка

- диаметр рассматриваемого участка

- скоростной напор (давление ветра) на-ом участке.

- коэффициент, учитывающий динамичность нагрузки.

При

- коэффициент, учитывающий возможную пульсацию порыва ветра

,

- коэффициент, учитывающий высоту

Если , тои

На фундамент и фундаментное кольцо действует два вида нагрузки: постоянная – сила тяжести; переменная – момент.

- удельная нагрузка

- масса аппарата

- площадь фундаментного кольца

- момент сопротивления фундаментного кольца

,

Вся поверхность не прижата, необходимо укрепление.

22.4. Определение толщины фундаментного кольца.

; В=296мм

,

Выбираем

22.5. Расчёт опорной юбки

Нужно проверить прочность сварного шва.

- напряжение в сварном шве.

- площадь поперечного сечения шва

,,

- коэффициент запаса прочности сварного шва

Сварной шов проходит по прочности.

22.5. Выбор фундамента

Бетон характеризуется прочностью на сжатие – это марка бетона: Бетон 200:

Бетон 200 пригоден

Список литературы

1. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии»

2. Артамонов Д.С., Орлов В.Н. «Расчёт тарельчатой ректификационной колонны: Методические указания»

3. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. «Основы конструирования и расчёта химической аппаратуры»

4. Г.С.Борисов, В.П.Быков, Ю.И.Дытнерский и др. «Основные процессы и аппараты химической технологии».

34