РПР

«Выбор насоса и регулирование его работы на сеть»

1 Расчет сопротивлений трубопровода и включенных в него аппаратов.

1.1 Разбивка трубопровода насосной установки на участки

Гидравлическому расчету подлежит схема, представленная на рисунке

Трубопровод состоит из всасывающей и напорной линий. Всасывающая линия - трубопровод от емкости до насоса, по которому молоко поступает с температурой t_н = 32 ⁰С.

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

- участок напорного трубопровода от насоса до теплообменника с температурой молока t_н=32 ⁰С,

-теплообменник, в котором температура молока понижается от t_н=32 ⁰С до t_к=2 ⁰С. для расчёта принимаем среднюю температуру t_ср= 17⁰С.

- участок напорного трубопровода от теплообменника до танка с температурой молока t_к=2 ⁰С.

1.2 Выбор теплофизических характеристик перекачиваемой жидкости

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

Таблица 1

Характеристика	Температура, 0С
	32	17	2
Динамическая вязкость . 103, Пас	1,30	1,90	3,3
Плотность , кг/м3	1023,8	1029,7	1033

1.3 Уточнение объёмных расходов жидкости, протекающей через различные участки трубопровода

В связи с тем, что температура молока 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 молока, м³/с; ρ_tн - плотность молока, соответствующая начальной температуре, кг/ м³; ρ_i – плотность молока, соответствующая её температуре на рассматриваемом участке трубопровода, кг/ м³

участок всасывающего трубопровода, t_н=32⁰С.

Q₁ = Q₃ = 1.0∙10^-3 м³/с

участок напорного трубопровода от насоса до стерилизатора, t_н=32⁰С.

Q₂ = Q₃ = 1.0∙10^-3м³/с

Стерилизатор, t_ср=17 ⁰С.

м³/с

участок напорного трубопровода от стерилизатора до дезодоратора, t_к = 2 ⁰С.

м³/с

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=0,8 м/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 45×3,5 мм (d_вн=0.038м), для напорного участка трубопровода – трубу бесшовную из нержавеющей стали диаметром 38×3 мм (d_вн=0,032м). эквивалентная шероховатость труб К_эк=0,2 мм.

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

(3)

всасывающий участок трубопровода

напорный участок от насоса до теплообменника

напорный участок от теплообменника до танка

Для теплообменника необходимо рассчитать скорость молока 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 400 мм, рассчитанный на условное давление в трубах и кожухе 1,6 МПа, исполнение по материалу М10, обыкновенное исполнение

по температурному пределу, с гладкими теплообменными трубами диаметром 25 мм и длиной 3 м, расположенными по сторонам правильного шестиугольника, двухходовой.

Скорость жидкости в одной трубке:

(4)

где f_T - площадь сечения трубок одного хода ,м².

Здесь

где d_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 молока, кг/м³; μ - динамическая вязкость молока, Пас.

участок всасывающего трубопровода, t_н=32 ⁰С.

участок напорного трубопровода от насоса до теплообменника, t_н=32 ⁰С.

Теплообменник, t_ср=17 ⁰С.

участок напорного трубопровода от теплообменника до танка, t_к=2 ⁰С.

На всех участках трубопровода режим движения - турбулентный.