3 Гідравлічний розрахунок

У загальному вигляді втрати тиску, визначаються за формулою:

, (3.1)

де - сумарні втрати тиску, викликані опором тертя;- сумарні втрати тиску, викликані місцевими опорами;- сумарні втрати тиску, викликані прискоренням потоку;- втрати тиску на подолання нівелірного натиску.

У теплообмінному апараті, який розглядається, протікають краплинні рідини. Для них складові імалі в порівнянні із загальним опором потоку, і ними можна знехтувати. Тоді розрахунок втрат тиску проводиться за формулою:

. (3.2)

3.1 Визначення гідравлічного опору в трубному просторі

У трубному просторі при протіканні однофазного теплоносія перепад тиску, викликаний опором тертя, визначається за формулою Дарсі-Вейсбаха:

, (3.3)

де - довжина труби (м);

z - сумарна кількість ходів;

і - відповідно середня щільність і швидкість теплоносія в трубах:

,

де - середня температура теплоносія в трубах;

- тиск теплоносія в трубах.

Швидкість теплоносія в трубах.

- коефіцієнт тертя.

Визначимо число Рейнольдса:

. (3.4)

.

Визначимо коефіцієнт гідравлічного опору використавуючи формулу Філоненка:

.

Тоді

.

Перепад тиску, викликаний місцевим опором, визначається за формулою:

, (3.6)

де - коефіцієнт місцевих опорів:

По даним [5]:

- вихід з патрубка в камеру =1,5;

- вхід в трубу з камери =1;

- вихід з труби в другу камеру =1,5;

- вхід з другої камери в трубу по другому ходу =1;

- вихід з труби в камеру =1,5;

- вхід в патрубок =1;

- вихід з патрубка в міжтрубний простір =1,5;

- поворот на 180° = 0,5;

- вхід в патрубок з міжтрубного простору =1.

,

.

Швидкість в патрубку беремо рівну швидкості в трубах.

В даному випадку:

,

дивися (рис. 3.1).

Рисунок 3.1 - Розподіл коефіцієнтів місцевих опорів по трубі і міжтрубному простору

Тоді:

3.2 Визначення гідравлічного опору в міжтрубному просторі

У міжтрубному просторі при протіканні однофазного теплоносія перепад тиску, викликаний опором тертя, визначається за формулою Дарсі-Вейсбаха:

, (3.3)

де - кількість ходів в ТОА;

- довжина труби ;

і- відповідно середня щільність і швидкість теплоносія в міжтрубному просторі;

- еквівалентний діаметр.

можна визначити за формулою Філоненко,:

.

Тоді

.

Перепад тиску, викликаний місцевим опором в міжтрубному просторі, визначається за формулою:

.

В даному випадку:

,

Повні втрати тиску:

, (3.7)

3.4 Вибір насоса і розрахунок потужності

Потужність на валу насоса, необхідна для прокачування заданого об'єму теплоносія

, (3.8)

де G – масова витрата води ;

P – повний гідравлічний опір ТОА ;

 - загальний ККД двигуна, насоса і механічної передачі.

Загальне ККД визначається за формулою:

, (3.9)

де _дв, _нас, _{передачі} – відповідно ККД двигуна, насоса і механічної передачі.

За даними довідника обираємо насос та двигун:

.

Отже:

;

.

Необхідна потужність двигуна без урахування ККД:

.

Насос відцентровий типу Х2/25, з витратою загальний напір; число оборотів;.

Обираємо електродвигун:

Електродвигун тип АО2-51-2 ;.

За відсутністю механічної передачі .

Тоді:

.

Тоді необхідна потужність двигуна з урахуванням ККД:

.

Електродвигун типу АО2-51-2 підходить, оскільки задовольняє розрахунковим даним.