7.2 Расчет насоса

Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения воды, равную 2 м/с. Тогда диаметр по формуле [1] равен

м, (7.5)

Примем, что трубопровод стальной, коррозия незначительна.

Определение потерь на трение и местные сопротивления:

Находим критерий Рейнольдса:

, т.е. режим турбулентный. (7.6)

Определим относительную шероховатость:

Абсолютную шероховатость трубопровода принимаем , тогда

. (7.7)

Далее получим:

; ; .

;

В трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчет следует поводить по формуле [1]:

. (7.8)

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений отдельно для всасывающей и нагнетательной линий.

Для всасывающей линии:

1) Вход в трубу (принимаем с острыми краями): ;

2) Прямоточный вентиль: для , ;

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:

. (7.8)

Потерянный напор во всасывающей линии находим по формуле [1]:

м. (7.10)

Для нагнетательной линии:

1) Прямоточный вентиль ;

2) Выход из трубы: ;

Сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетательной линии:

. (7.11)

Потерянный напор в нагнетательной линии:

м. (7.12)

Общие потери напора

м. (7.13)

Выбор насоса

Находим напор насоса по формуле:

[1], (7.14)

где р₁ – давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость, Па;

р₂ – давление в аппарате, в который подается жидкость, Па.

м .

Учитывая, что центробежные насосы широко распространены в промышленности ввиду достаточно высокого к.п.д., компактности и удобства комбинирования с электродвигателями, выбираем для последующего рассмотрения именно такой насос.

Полезную мощность насоса определим по формуле:

[1,с.12], ( 7.15)

где Q – подача (расход),

, м³/с, (7.16)

H – напор насоса (в метрах столба перекачиваемой жидкости).

кВт

Принимая и (для центробежного насоса средней производительности), найдем по мощность на валу двигателя:

кВт. (7.17)

По таблице 2.5 [4, с.92] подбираем центробежный насос марки Х2/25, для которого в оптимальных условиях работы Q=4,2∙10^-4 м³/с, Н=25 м ст. воды. Насос обеспечен электродвигателем АОЛ – 12 – 2.

7.3 Расчет холодильника

Принимаем, охлаждающая вода нагревается от 20 до 40 °С[4]

Температурная схема при противотоке:

100 2 5

40 20

Δt_б=60 Δt_м=5

[4], (7.18)

°C=22,2 К.

Средняя температура охлаждаемой жидкости:

°С (7.19)

Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи К=300 Вт/(м²·К)

[4, с.172, табл. 4.8].

Расход передаваемой теплоты:

[4], (7.20)

здесь - теплоемкость жидкости при Т_ср. Вт

Площадь поверхности теплообмена:

[4], (7.21)

м².

Принимаем четырехходовой кожухотрубчатый теплообменник с внутренний диаметром кожуха 600 мм, длиной труб 2 м и общим числом труб 257 [4, с.215].

Глава 8. Методы интенсификации процесса.

8.1. Определим лимитирующую стадию процесса абсорбции, для этого определим сопротивления:

, ; (8.1)

(м²с)/кг;

(м²с)/кг.

Как видно из расчётов, наибольшим диффузионным сопротивлением является R₁, то есть скорость данного процесса абсорбции лимитируется подводом компонента (Cl₂) от газовой фазы к абсорбенту.