kursovaya-pakht
.pdfПринципиальная последовательность проведения расчетов первой части курсовой работы:
1.Расчет скоростей.
2.Расчет критериев Рейнольдса.
3.Расчет потерянного напора.
4.Расчет параметров насоса.
5.Подбор насоса
6.Расчет КПД, мощности на валу и максимальной допустимой высоты всасывания.
Все этапы вычислений проводятся последовательно для каждой части всей технологической схемы. При этом принимаются следующие условные обозначения:
T1 - Всасывающий трубопровод на участке “ёмкость-насос”.
T2 – Нагнетательный трубопровод на участке “насос-теплообменник”.
T3- Трубопровод на участке “теплообменник-колонна”.
ТО – теплообменник.
Описание схемы
В ректификационной колонне К при атмосферном давлении производится разделение смеси двух жидкостей. Для обеспечения процесса разделения жидкая смесь перекачивается с массовым расходом G из ѐмкости Е, работающей при атмосферном давлении, в ректификационную колонну с помощью центробежного насоса НЦ. В вертикальном кожухотрубном теплообменнике ТО смесь нагревается водяным насыщенным паром от начальной температуры t1 до температуры кипения смеси при атмосферном давлении, и постпает в ректификационную колонну К.
На трубопроводе “ѐмкость-теплообменник” установлена арматура, характеристики которой приводится в индивидуальном задании.
Российский химико-технологический Университет им. Д.И.Менделеева
Кафедра процессов и аппаратов химической технологии
Курсовая работа
“Расчет оборудования участка подогрева исходной смеси ректификационной установкой”
Вариант 126
Выполнила: Студентка группы Ф-36 Подкопаева Ольга Проверил:
Труберг А.А.
Москва 2012
I. Рассчет скоростей :
1. Участок “ёмкость-насос”.
G= 133 т/ч = 36,9 кг/с
t1=30 oC ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
) |
( ) |
|
( ) |
||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. Участок “насос-теплообменник”
G= 133 т/ч = 36,9 кг/с
t1=30 oC ;
( )
3. Участок “теплообменник-колонна”.
G= 133 т/ч = 36,9 кг/с t1=60,5 oC=tкип(смеси)
Температуру кипения смеси определяем по зависимости x(НК)=f(t)
90
80
70
60
50
t
40
30
20
10
0
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
x(нк)
( )
II.Расчет критериев Рейнольдса Rei
Re |
W dэкв |
|
; dэкв d |
- для круглых сечений |
|||||||||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1. Участок “ѐмкость-насос”. |
|
|
|
||||||||||
t1=30 oC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
( ) |
|
|
|
|
( |
) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Re 1,82 *182 10 3 778,5 |
421357 |
||
1 |
0,612 |
10 3 |
|
|
|
||
2. Участок “насос-теплообменник”
t2=30 oC
Re 2,87 *145 10 3 778,5 |
529367 |
||
2 |
0,612 |
10 3 |
|
|
|
||
3. Участок “теплообменник-колонна”.
t3=60,5 oC
( ) |
|
|
|
( ) |
|
||||
|
|
|
|
|
Re |
0,2 * 21 10 3 742,14 |
7891 |
3 |
0,39510 3 |
|
|
|
На всех участках режим течения жидкости турбулентный (Re>>2300)
Расчет потерь на местное сопротивление
1.Участок “ёмкость-насос”.
-вход ξ = 0,5
-выход ξ = 1
-отводы (90° ; R0/d = 1 ; m = 9): ξ = (1 · 0.21) · 9 = 1,89
1м с 0,5 1,89 1 3,39
2.Участок “насос-теплообменник”
-вход ξ=0,5
-выход ξ= 1
-вентили нормальные(D=150мм,m=6) ξ=6*4,4=26,4
-диафрагма (d02=79,42мм) ξ=29,4
-отводы (90° ; R0/d = 1 ; m = 14) ξ=2,94
2м с 26,4 29,4 2,941 0,5 60,24
3.Участок “теплообменник-колонна”.
-вход ξ=1,5
-выход ξ=1,5
-вход+выход в трубу ξ=2*2=4
-поворот на 180о ξ=(2-1)*2,5=2,5
3м с 1,51,5 4 2,5 9,5
Расчет потерь на трение ∑ξтр
тр dl , где λ- коэффициент трения;
1 |
|
|
|
|
6,810,9 |
|||
|
|
|
2lg |
|
|
|
|
- (для турбулентного течения), где |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
3,7 |
|
|
|
||
|
|
|
|
Re |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d - относительная шероховатость
l - длина трубопровода
d - внутренний диаметр трубопроводасредняя абсолютная шероховатость Re - значения критерия Рейнольдса
1. Участок “ёмкость-насос”.
∆=0,2 мм
d =
1 |
|
|
0,001 |
|
6,81 0,9 |
|
||
|
|
|
2 lg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
3,7 |
||||||
|
|
|
|
421357 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ=0,02
2. Участок “насос-теплообменник”
∆=0,2 мм
d =
1 |
|
|
0,0014 |
|
6,81 0,9 |
|
||
|
|
|
2 lg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
3,7 |
||||||
|
|
|
|
529367 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ=0,022
3. Участок “теплообменник-колонна”. ∆=0,2 мм
d =
1 |
|
|
0,0095 |
|
6,81 0,9 |
|
||
|
|
|
2 lg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
3,7 |
||||||
|
|
|
|
7891 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ=0,045
III. Расчет общего потерянного напора на разных частях технологической схемы:
h |
|
|
|
i2 |
|
|
|||||
потерьi |
мсi |
трi |
|
2g |
|
|
|
|
|
||
1. Участок “ѐмкость-насос”.
h |
3,39 0,945 |
1,822 |
|
0,7326 |
||
2 9,81 |
||||||
пот ерь1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|||
P h |
|
g 0,7326 9,81 778,5 5589,225Па |
||||
1 пот ерь1 |
|
|
|
|
||
2. Участок “насос-теплообменник”
h |
|
60,24 14,11 |
|
2,822 |
|
31,25 |
|
2 9,81 |
|||||
пот ерь2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
P2 |
hпот ерь2 g 31,25 9,81 778,5 238416Па |
|||||
3. Участок “теплообменник-колонна”.
hпот ерь3 |
9,5 12,86 |
0,42 |
|
0,1823 |
||
2 |
9,81 |
|||||
|
|
|
||||
IV. Рассчет параметров насоса
Расчет напора
|
P |
|
2 |
|
|
P |
|
2 |
z |
ЕМК |
|
1 Н z |
|
|
ТО |
|
2 |
|
2 |
|
|
|||||
1 |
30 g 2g |
|
30 g 2g |
|||||
|
|
|
||||||
|
z z H |
|
|||||
|
2 |
|
1 |
Г |
|
||
|
|
Р |
Р |
|
|
2 2 |
|
Н |
|
ТО |
ЕМК |
|
2 1 |
Н Г hпот ерь |
|
|
30 g |
|
2g |
||||
|
|
|
|
|
|||
PТО=РЕМК= 1ат (по условию)
h |
h |
|
|
|
h |
|
|
0,7326 31,25 31,9826 |
||||||||||||
пот ерь |
|
|
|
пот ерьT1 |
|
|
пот ерьТ 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Н |
(2,87)2 (1,82)2 |
14 31,9826 46,2339м м |
||||||||||||||||||
|
|
2 9,81 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Полезная мощность насоса: Nп |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Nполезн |
|
H Q 30 |
g |
, кВт; |
|
G Q ; |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
1000 |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
N |
|
|
|
H G g |
|
46,2339 36,9 9,8 16,72 кВт |
||||||||||||||
полезн |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|
1000 |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Объемный расход насоса |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
G |
|
36,9 |
|
|
|
|
|
|
|
3 м3 |
|
л |
||||||||
Q |
|
|
|
|
47,39 10 |
|
|
47,39 |
|
|
||||||||||
778,5 |
|
с |
с |
|||||||||||||||||
V.Выбор насоса
Основные параметры, n=2900об/мин
Q 47,39 л с
H 46,2339м
Nполез н 16,72 кВт
Данным параметрам удовлетворяет следующий тип насоса:
Х90/49
VI. Расчет мощности на валу.
Расчет максимальной допустимой высоты всасывания.
=0,0025(Q*n)0,67=0,0025(0,047*2900)0,67=0,181
