Расчёт напора и подбор центробежного насоса
Потери напора в сети, состоящей из всасывающего трубопровода, нагнетательного трубопровода и теплообменника:
.
Давление в нижней ёмкости:
.
Давление в колонне:
.
Напор, необходимый для данной сети:
.
Коэффициенты уравнения характеристики
сети
:
первый коэффициент
,
второй коэффициент
.
Для данной сети требуется подобрать
центробежный химический насос,
обеспечивающий при заданном числе
оборотов
и при заданной производительности
напор больший, чем напор сети
.
Из всех насосов, удовлетворяющих данному
условию, следует выбрать насос,
потребляющий наименьшую мощность.
Подходящим является насос Х 90/33.
Характеристика насоса по ГОСТ 10168-75 [5]:
Производительность, л/с |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
Напор, м |
39,1 |
40,1 |
40,2 |
39,2 |
37,0 |
33,4 |
29,0 |
24,0 |
Мощность, кВт |
6,0 |
6,6 |
7,6 |
9,1 |
10,8 |
12,1 |
23,1 |
13,7 |
КПД, % |
0 |
29,2 |
52,0 |
63,5 |
67,3 |
67,8 |
65,2 |
60,1 |
Уравнение характеристики насоса:
.
Напор насоса при заданной производительности составляет:
.
Потребляемая мощность насоса (мощность
на валу) при заданной производительности
составляет
,
коэффициент полезного действия насоса
.
Полезная мощность насоса:
.
Мощность на валу насоса (расчётная):
.
Проверка:
,
следовательно, насос рассчитан и подобран
верно.
Найдем координаты рабочей точки (точки пересечения характеристики сети и характеристики насоса):
.
.
Расчет максимальной высоты всасывания
Давление паров ацетона при температуре в трубопроводе:
pнк = 30020 Па
(найдено по справочным данным зависимости давления насыщенного пара ацетона от температуры).
Давление паров уксусной кислоты при температуре в трубопроводе:
pвк = 2113 Па
(найдено по справочным данным зависимости давления насыщенного пара уксусной кислоты от температуры).
Давление паров над смесью при температуре в трубопроводе:
(корректней было бы использовать для расчёта не состав жидкой смеси, а состав паров, найденный по Т-x,y диаграмме, построенной для соответствующего пониженного давления, однако при низких давлениях диаграмма сужается и состав пара становится близким к составу жидкости).
Число оборотов рабочего колеса насоса:
Запас на кавитацию:
Максимальная высота всасывающей линии:
Список литературы
Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром: Справочное пособие. Книга первая. – М.: изд. «Наука», 1966. – 645 с.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Издание 10-ое, переработанное и дополненное. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.
Бобылёв В.Н. Физические свойства наиболее известных химических веществ: Справочное пособие. – М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2003. – 24 с.
Дытнерский Ю.И., Борисов Г.С., Брыков В.П. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. Издание 2-ое, переработанное и дополненное. – М.: Химия, 1991. – 496 с.
Мягков Л. В. Сборник заданий по процессам и аппаратам химической технологии. Гидромеханические процессы и аппараты. – М.: МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1981. – 40 с.