5.3 Расчет насоса
Подберем насос для перекачивания раствора при температуре t = 18°С из емкости в аппарат. Расход раствора Gн = 5 кг/с.
Рисунок 6. – Монтажная схема трубопровода
5.3.1 Выбор трубопровода
Диаметр трубопровода d, м определяется по формуле (1.8) [2]:
, (5.23)
где Q
− объемный расход жидкости,
w
− скорость
течения жидкости для всасывающего и
нагнетательного трубопровода,
,
(5.24)
где ρ – плотность при t = 18 °С 7%-ного раствора NаNO3, кг/м3
ρ=1046,4кг/м3
w = 2 м/с – для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения жидкости – по данным, приведенным в [2].
.
Выбираем стальную трубу наружным диаметром 70 мм, толщиной стенки 3 мм. Внутренний диаметр трубы d = 0,064 м по [2] страница 16.
Фактическая скорость воды в трубе w, м/с определяется по [2]:
(5.25)
5.3.2 Определение потерь давления на трение и местные сопротивления
Для линии нагнетания до теплообменника.
Определим режим течения жидкости, т.е. критерий Рейнольдса Re:
,
(5.26)
где ρ – плотность при t = 18 °С 7%-ного раствора NаNO3, кг/м3
μ – динамическая вязкость 7%-ного раствора NаNO3 при tн = 18 ° Па · с.
ρ=1046,4кг/м3, μ = 1,1041 · 10-3 Па · с – по данным, приведенным в справочнике [4].
Режим течения турбулентный.
Относительная шероховатость труб определяется по [3]:
,
(5.27)
где Δ − абсолютную шероховатость труб, м.
Δ = 0,0001 м – для стальных труб, бывших в эксплуатации, с незначительной коррозией − по данным, приведенным в справочнике [4].
Далее получим:
;
;
640 < Re < 358514,7
Коэффициент трения λ Вт/(м·К), для зоны смешанного трения определяется по формуле [2]:
, (5.28)
.
Сумму коэффициентов местных сопротивлений определяется: для нагнетательной линии (по данным, приведенным в справочнике [2]:
нормальный вентиль: 3 штуки ξ1 = 4,0.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений Σξ в нагнетательной линии определяется:
, (5.29)
.
Потерянный напор на нагнетательной линии hп.наг, м до теплообменника определяется по [4]:
(5.30)
где l – длина трубопровода, м.
l = 20 м.
Для линии нагнетания после теплообменника.
Определим режим течения жидкости, т.е. критерий Рейнольдса Re по формуле (5.18):
ρ = 1028 кг/м3 - по данным, приведенным в справочнике [1] при конечной температуре жидкости tк = 59,96 °С; μ = 5,016 · 10-4 Па · с – по данным, приведенным в справочнике [3].
Режим течения турбулентный.
Относительная шероховатость труб определяется по формуле (5.27):
Далее получим:
; ;
Re > 200000,
Коэффициент трения λ Вт/(м·К), для зоны смешанного трения определяется по формуле (5.28):
.
− колено под углом 90°: 1 штука ξ1 = 1,1;
− нормальный вентиль: 2 штуки ξ2 = 4;
− выход из трубы: ξ3 = 1.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений Σξ в нагнетательной линии определяется по формуле (5.29):
.
Потерянный напор на нагнетательной линии hп.наг, м после теплообменника определяется по формуле (5.30):
Потерянный напор на нагнетательной линии hп.наг, м:
,
(5.31)
Для всасывающей линии hп.вс, м принимаем 10% от нагнетательной линии:
Общие потери напора hп, м определяются по [2]:
,
(5.32)
