1.4 Определение режима течения жидкости в трубопроводах.

Для определения режима течения жидкости в трубопроводах применяют критерий Рейнольдса, Re, который определяется по формуле:

(8)

где: w - скорость течения жидкости, м/с ;

d_вн - внутренний диаметр трубопровода, м ;

v - кинематическая вязкость жидкости, м² /с .

Подставим известные значения и получим:

- Критерий Рейнольдса для трубопровода нагнетания:

(8а)

- Критерий Рейнольдса для трубопровода всасывания:

(8б)

Затем сравниваем число Re с значением зоны перехода от ламинарного режима течения жидкости к турбулентному, равное Re=2300. Число Re>2300, то это означает, что в трубопроводах - турбулентный режим.

1.5 Определение коэффициента сопротивления трения

Для турбулентного режима в пределах Re>2300 коэффициент сопротивления трения жидкости определяем по формуле Блазиуса:

(9)

где Re - критерий Рейнольдса

Коэффициент сопротивления трения жидкости определяем для всасывающего трубопровода:

_(9а)

Коэффициент сопротивления трения жидкости определяем для нагнетательного трубопровода:

_(9б)

Коэффициент сопротивления трения жидкости определяют для нагнетательного и всасывающего трубопровода по – отдельности.

Определение длины трубопровода:

Длина нагнетательного трубопровода:

м (10)

где - данные из задания, м.

Длина всасывающего трубопровода:

∑L_B=L= 2 м

где L - данные из задания, м. (11)

1.6 Определение коэффициентов местных сопротивлений

Находим коэффициенты местных сопротивлений ξ по справочной литературе для элементов входящих, согласно заданию, во всасывающий и нагнетательный трубопроводы [8, c. 3-5] :

• одно сужение в районе перехода от ёмкости к трубе ξ_вх = 0,2;

• проходной вентиль ξ_В.П. = 5;

• одно колено с поворотом на 90° ξ_П. = 1;

• одно отверстие при входе жидкости в насос ξ_Н. = 0,64;

• одно расширение в районе перехода от трубы к емкости ξ_вых = 1;

• один обратный клапан ξ_О.К. =5;

• одно отверстие при выходе жидкости из насоса ξ_Н = 0,42;

• теплообменник ξ_Т = 50…100;

• Сопротивление диафрагмы примем ξ_Д= 225.

Таким образом, сумма коэффициентов местных сопротивлений на всасывающем трубопроводе будет равна:

(12)

Сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетательном трубопроводе будет равна:

(13)

1.7 Определение потерь напора на преодоление сил трения и местных сопротивлений.

Потери напора на преодоление сил трения и местных сопротивлений ΔН вычисляется по формуле:

, (14)

где: L - фактическая длина трубопровода , м; d - диаметр трубопровода – выбран по ГОСТ 8732-58 (Приложение 2), м; λ - коэффициент трения м; - сумма местных сопротивлений на рассматриваемом тракте; w - скорость течения жидкости, м/с.

Суммарная потеря напора во всасывающем трубопроводе:

м (14а)

Суммарная потеря напора в нагнетающем трубопроводе:

м (14б)

1.8 Определение потребного напора насоса

Потребный напор определяют путём сложения рассчитанных составляющих, а именно, геометрической разницы уровней в ёмкости и в колонне, потерь на преодоление разницы давлений в ёмкости и в колонне, а также местных суммарных потерь напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, плюс 5…8% на неучтённые потери.

м

где: к - коэффициент запаса на неучтенные потери потребного напора (1,05…1,08); ΔZ - геометрическая высота подъёма жидкости ; ΔН_р - потери напора на преодоление разности давлений в приёмном и напорном резервуарах; ΔН_В - суммарная потеря напора во всасывающем трубопроводе; ΔН_Н - суммарная потеря напора в нагнетательном трубопроводе.