6.1.2. Определение потерь напора на трение и местные сопротивления в трубопроводе

Геометрическую высоту подъема исходного раствора принимаем равной Н_г = 6,0 м и длина трубопровода в 2-3 раза больше: l = 15,0 м.

Критерий Рейнольдса:

где ν₀ = 0,300∙ 10^-6 м²/с при средней температуре 57.

Коэффициент гидравлического сопротивления находим по формуле Никурадзе, так как режим течения турбулентный:

Выбираем значения местных сопротивлений [2, стр.520]:

•вход в трубу с острыми краями: ξ_вх = 0,5; количество n_вх = 1;

• выход из трубы: ξ_вых = 1; количество n_вх = 1;

• отвод круглого сечения с углом 90°: ξ_о = А ∗ В = 1 ∗ 0,09; количество n_о = 1;

• вентиль запорный (нормальный) при диаметре 70 мм: ξ_вз = 4,29; количество n_вз = 4;

• вентиль регулирующий (прямоточный) при диаметре 70 мм и 𝑅𝑒 коэффициент 𝑘 = 0,92: ξ_вр = 𝑘 ∗ ξ_в = 0,92 ∗0,641 = 0,55; количество n_вр = 1;

• колено под углом 90° при диметре >50 мм: ξ_о = 1,1; количество n_о =1;

• теплообменник однходовой типа ТН: вход в камеру (1 шт.) – ξ = 1,5; выход из камеры (1 шт.) – ξ = 1,5; вход в трубчатку (1 шт.) – ξ = 1,0; выход из трубчатки (1 шт.) – ξ = 1,0; поворот на 180° (1 шт.) –ξ = 2,5.

Общее сопротивление в теплообменнике:

ξт = 1,5 ∗ 1 + 1,5 ∗ 1 + 1,0 ∗ 1 + 1,0 ∗ 1 + 2,5 ∗ 1 = 6,5

∑ ξ = ξ_вх ∗ n_вх + ξ_вых ∗ n_вых + ξ_о ∗ n_о + ξ_вз ∗ n_вз + ξ_вр ∗ n_вр + ξ_к ∗ n_к + ξ_т

∑ ξ = 0,5 ∗ 1 + 1 ∗ 1 + 0,09 ∗ 1 + 4,29 ∗ 4 + 0,55 ∗ 1 + 1,1 ∗ 1 + 9,5 = 26,9

Потери напора в трубопроводе:

(6.3)

где м/с²;

λ_г – коэффициент гидравлического сопротивления;

-высота барометрической трубы принята 15 м;

-диаметр барометрической трубы, м;

-сумма коэффициентов местных сопротивлений;

скорость воды в барометрической трубе, м/с.

Гидравлическое сопротивление:

где -плотность исходного раствора при средней температуре ^oC; = 1042 кг/м³;

- потери напора на трубопроводе, м.

6.1.3. Выбор центробежного насоса

Давление в первом корпусе: Р₁ =0,98 бар = 98000 Па.

Давление в емкости, откуда перекачивается жидкость – атмосферное, р_атм = 101325 Па.

Напор, который необходимо преодолеть центробежному насосу:

(6.4)

где Р_атм атмосферное давление, 1,013 бар;

- рабочее давление в сепараторе 0,98 бар;

-плотность исходного раствора при средней температуре ^oC; = 1042 кг/м³;

м/с²;

- потери напора на трубопроводе, м;

- высота подъема раствора принята 6 м;

Объемный расход исходной смеси:

По рассчитанным значениям напора и объемного расхода подбираем насос со следующими характеристиками [5, стр.38]:

• Марка X20/18;

• Объемный расход Q = 0,0055 м³/с;

• Напор Н = 10,5 м;

• Частота вращения n = 48,3 с^-1;

• К.п.д. насоса η_н = 0,6.

Мощность на валу насоса:

6.1.4. Определение предельной высоты всасывания

Устанавливая насос в технологической схеме, следует учитывать, что высота всасывания Н_вс не должна превышать значения, вычисленного по формуле:

(6.5)

где где Р_атм атмосферное давление, 1,013 бар;

-плотность исходного раствора при средней температуре ^oC; = 1042 кг/м³;

м/с²;

- давлению насыщенного водяного пара, бар;

- потери всасывания на трубопроводе, м;

- pапас напора, необходимый для исключения кавитации м;

Запас напора, необходимый для исключения кавитации:

Будем считать, что при t_н = 17 ^оС насыщенный пар над раствором состоит только из водяного пара. Поэтому давление насыщенного пара над раствором будет равно давлению насыщенного водяного пара при той же температуре:

Также будем считать, что на линию всасывания приходится 30% от общих потерь напора.

Предельная высота всасывания: