5.5 Подбор насоса для подачи исходной смеси

Выберем трубопровод. Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения исходной смеси, равную 2 м/с.

Рассчитаем диаметр трубопровода, по которому исходная смесь из емкости будет поступать в ректификационную колонну.

Внутренний диаметр м, трубопровода определяется по формуле

где – объемный расход исходной смеси, ; w – скорость течения исходной смеси в трубопроводе, м/с.

Примем трубопровод с наружным диаметром 36 мм и толщиной стенки 3 мм, в этом случае, внутренний диаметр = 30 мм.

Рассчитаем фактическую скорость движения исходной смеси в трубопроводе:

Примем, что коррозия трубопровода незначительна.

Определим потери на трение и местные сопротивления.

Рассчитаем критерий Рейнольдса Re:

Режим течения течения турбулентный, поэтому примем абсолютную шероховатость трубы .

Относительная шероховатость трубы находится по формуле

В турбулентном потоке различают три зоны, для которых коэффициент рассчитывают по разным формулам [5, с. 14]:

Для зоны, автомодельной по отношению к Re (

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений. Для всасывающей линии [5, с. 14]:

1. вход в трубу, примем его с острыми краями ;

2. отводы под углом 90° (2 отвода): для d = 0,03 м = 1,83;

3. вентили нормальные при полном открытии (2 вентиля): для d = 0,03 м = 6,45;

4. вентиль прямоточный при полном открытии: для d = 0,030 м ξ4 = 0,967.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:

Для нагнетательной линии:

1) нормальные вентили при полном открытии (2 вентиля): для d = 0,03 м = 6,45;

2) прямоточный вентиль при полном открытии: для d = 0,03 м = 0,967;

3) отводы под углом 90° (1 отвод): для d = 0,03 м = 1,83;

4) выход из трубы = 1.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:

Потерянный напор во всасывающей и нагнетательной линиях находим по формуле:

где l и – соответственно длина и эквивалентный диаметр трубопровода, м. Для круглого сечения .

Принимаем длину трубопровода для всасывающей линии 8 м. Потерянный напор во всасывающей линии:

Длина трубопровода в нагнетательной линии 20 м. Потерянный напор в нагнетательной линии:

Общие потери напора:

Находим потребный напор насоса:

где Па; – геометрическая высота подъема жидкости, м; – суммарные потери напора во всасывающей и нагнетательной линиях, м; Примем = 28 м.

Производительность по исходной смеси: . Такой напор при заданной производительности обеспечивается одноступенчатым центробежным насосом марки Х45/54 с производительностью , с обеспечиваемым напором 42 м. ст. жидкости, частотой вращения 48,3 , и к.п.д. на валу [5, табл. 1, с. 38].

Определим полезную мощность насоса:

где и – к.п.д. соответственно насоса и передачи от электродвигателя к насосу; – полезная мощность.

Примем = 1 и = 0,6. Тогда мощность на валу двигателя:

Зная N, выберем электродвигатель к насосу [5, табл. 1, с. 38] марки ВAO 252 2 с номинальной мощностью = 13 кВт. По табл. [5, табл. 10, с. 42] находим, что полученным данным лучше всего удовлетворяет газодувка ТВ 25-1.1.