6. Гидравлический расчет теплообменных аппаратов

Основной целью гидравлического расчета теплообменных аппаратов является определение затрат энергии на перемещение жидкости (пара) через теплообменник и подбор насоса или венти­лятора. Подбор насоса (вентилятора) осуществляется по следую­щим основным параметрам: свойствам теплоносителя, необходи­мой объемной производительности, развиваемого напора и мощ­ности двигателя. Во всех случаях при подборе насосов или венти­ляторов их паспортные характеристики должны быть не ниже требуемых по расчету. Наибольшее применение в химической промышленности получили центробежные насосы и вентиляторы, основные характеристики которых приведены в таблицах 9-11 (см. приложение).

0. 6.1 Расчет потребляемой мощности.

Основными типами насосов, применяемых в химической технологии, являются центробежные, поршневые и осевые насосы. При проектировании обычно возникает задача определения необходимого напора и мощности при заданной подаче (расходе) жидкости, перемещаемой насосом. Далее по этим характеристикам выбирают насос конкретной марки.

В общем случае мощность N (в кВт), потребляемая двига­телем насоса (или вентилятора) рассчитывается по уравнению:

(6.1)

здесь Q - объемная производительность, м³ /с;

- потеря давле­ния при течении теплоносителя, Па;

- потеря напора, м;

- соответственно коэффициенты полезного дейст­вия собственно насоса, передаточного механизма и электродвигателя.

Если КПД насоса неизвестен, можно руководствоваться следующими примерными значениями:

Насос Центробежный Осевой Поршневой

КПД 0,4 – 0,7 (малая и средняя подача) 0,7 – 0,9 0,65 – 0,85

0,7 – 0,9 (большая подача)

КПД передачи зависит от способа передачи усилия. В центробежных и осевых насосах вал электродвигателя обычно непосредственно соединяется с валом насоса; в этих случаях . В поршневых насосах чаще всего используют зубчатую передачу;

при этом .

Зная N, по каталогу выбирают электродвигатель к насосу; он должен иметь номинальную мощность равную N. Если в каталоге нет электродвигателя с такой мощностью, следует выбрать двигатель с ближайшей большей мощностью.

Если КПД двигателя неизвестен, его можно выбирать в зависимости от номинальной мощности:

	0,4 – 1	1 – 3	3 – 10	10 – 30	30 – 100	100 – 200
	0,7 – 0,78	0,78 – 0,83	0,83 – 0,87	0,87 – 0,9	0,9 – 0,92	0,92 – 0,94

1. 6.2 Расчет объемной производительности (подачи).

Расчет объемной производительности производится на основании уравнения объемного расхода:

(6.2)

здесь - площадь поперечного сечения потока, м²;

- скорость движения теплоносителя в данном сечении, м/с².