1 Расчет сопротивлений трубопровода и включенных внего аппаратов.

Задание:Рассчитать трубопровод,подобрать марку центробежного насоса и отрегулировать его работу на сеть.

Вода насосом 1 перекачивается из автоцистерны 2 через теплообменник 3 и счетчик 4 в танк 5. В теплообменнике вода охлаждается от t_н = 24⁰С до t_к=2⁰С рассолом. Давление воды на выходе из трубопровода в танк p_Т=0,17 Мпа. Расход воды V=2,5·10^-3.

Вода подается по трубопроводу длиной l= + ( , ). Длинна трубопровода. Длина трубопровода от насоса до теплообменника , максимальная высота подъема H=18м.

Рисунок 1 – Схема насосной установки.

1.1 Разбивка трубопровода насосной установки на участки

Трубопровод состоит из всасывающей и напорной линий.Всасывающая линия - трубопровод от емкости до насоса, по которому вода поступает с температурой t_н = 24⁰С.

Напорная линия - участок трубопровода от насоса до танка с включенным в него теплообменником.

- участок напорного трубопровода от насоса до теплообменника с температурой водыt_н=24⁰С,

-теплообменник, в котором температура водыпонижается от t_н=24⁰С до t_к=2⁰С. для расчёта принимаем среднюю температуру t_ср= 13⁰С.

- участок напорного трубопровода от теплообменника до танка с температурой водыt_к=2⁰С.

1.2 Выбор теплофизических характеристик перекачиваемой жидкости

Так как на рассматриваемых участках трубопровода температура воды имеет разные величины, то выбирают значения динамической вязкости и плотности при соответствующих температурах. Полученные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Характеристика	Температура , 0С
	24	13	2
Динамическая вязкость . 103, Пас	0,921	1,251	1,750
Плотность , кг/м3	997	999	1000

1.3 Уточнение объёмных расходов жидкости, протекающей через различные участки трубопровода.

В связи с тем, что температура воды на различных участках трубопровода неодинакова, различны и объёмы, протекающие по трубам в единицу времени. Для уточнения объёмных расходов используется формула

, (1)

где Q₃ - заданный расход воды, м³/с; ρ_tн - плотность воды, соответствующая начальной температуре, кг/ м³; ρ_i – плотность воды, соответствующая её температуре на рассматриваемом участке трубопровода, кг/ м³

участок всасывающего трубопровода, t_н=24⁰С.

Q₁ = Q₃ = 2.5∙10^-3м³/с

участок напорного трубопровода от насоса до теплообменника, t_н=24⁰С.

Q₂ = Q₃ = 2.5∙10^-3м³/с

Теплообменник, t_ср=13⁰С.

участок напорного трубопровода от теплообменника до танка, t_к= 2⁰С.

1.4 Определение диаметров участков трубопровода, скоростей и режимов движения жидкости в них

Диаметры всасывающего и напорного трубопроводов определяют из уравнения расхода

, (2)

Откуда

,

где Q - расход жидкости на рассматриваемом участке, м³/с; υ - средняя скорость движения жидкости, м/с.

скорость движения жидкости на всасывающем участке трубопровода выбирают из интервала υ_вс=0,8÷1,1 м/с [29]. принимая υ_вс=0.8м/с, по формуле определяют диаметр всасывающего трубопровода

Для напорного трубопровода рекомендуемый интервал скоростей υ_н=1,1÷1,5 м/с. принимая υ_н=1,1 м/с, по формуле определяют диаметр труб на напорном участке

Так как для изготовления трубопровода используют стандартные трубы, то расчётные диаметры всасывающего и напорного трубопроводов необходимо округлить до ближайшего размера по государственному стандарту. Выбирают по ГОСТ 8732-78, для всасывающего участка трубопровода бесшовную трубу из нержавеющей стали диаметром 70×3.5мм (d_вн=0.063м), для напорного участка трубопровода – трубу бесшовную из нержавеющей стали диаметром 56×3.5мм (d_вн=0,049м). эквивалентная шероховатость труб К_эк=0,2 мм.

Поскольку внутренние диаметры стандартных труб отличаются от расчётных, то уточняют значения скорости движения воды на отдельных участках трубопровода, используя уравнение:

(3)

всасывающий участок трубопровода

напорный участок от насоса до теплообменника

напорный участок от теплообменника до танка

Длятеплообменника необходимо рассчитать скорость воды в одной трубке и значение скорости во входном и выходном штуцерах.

В связи с этим используют условное обозначение заданного теплообменника теплообменник вертикальный, с неподвижными трубными решетками, с кожухом диаметром 325 мм, рассчитанный на условное давление в трубах и кожухе 0,6 МПа, исполнение по материалу М10, обыкновенное исполнение по температурному пределу, с гладкими теплообменными трубами диаметром 25 мм и длиной 4 м,двуходовой.

Скорость жидкости в одной трубке:

(4)

где f_T- площадь сечения трубок одного хода ,м².

Здесь

гдеd_вн – внутренний диаметр труб теплообменника, м; n– общее количество труб в аппарате [29], z– число ходов.

Тогда

Для установления режима движения жидкости в трубах необходимо рассчитать число Рейнольдса

где υ - скорость движения молокана данном участке, м/с; d - внутренний диаметр трубы, м; ρ – плотность воды, кг/м³; μ - динамическая вязкостьводы, Пас.

участок всасывающего трубопровода, t_н=24⁰С.

участок напорного трубопровода от насоса до теплообменника, t_н=24⁰С.

Теплообменник,t_ср=13⁰С.

участок напорного трубопровода оттеплообменника до танка, t_к=2⁰С.

На всех участках трубопровода режим движения - турбулентный.