1. Выбар матэрыялу трубаправода

Усе матэрыялы па трываласці да агрэсіўнага ясяроддзя падзелены на тры групы:

1) трывалыя матэрыялы, азначаныя літара “С”, вельмi шырока ўжываецца ў хінічнай прамыславасці;

2) умоўна ўжываемыя азначаныя літарай “У”, ужываюцца ў хiмiчнай прамысловасцi часткова i ў адпаведных умовах;

3) непрыгодныя, азначаныя лiтарай “Н”, не ўжываюцца для транспартавання дадзенай вадкасцi.

Трываласць матэрыялаў у розных хiмiчных вадкасцях аценьваецца па дзесяцiбальнай шкале лiчбай, дзе кожнаму балу адпавядае азначанная скрасць карозii Ск.Для трубаправодаў, якiя прымяняюцца ў хiмiчнай прамысловасцi, максiмальна дапушчальная велiчыня каразiйнай пранiкальнасцi вызначаецца велiчынёй 0,5 мм/год, што адпавядае балу каркзiйнай трываласцi 6.

Матэрыял труб прынімаем з табліцы каразійнай трываласці матэрыялаў у розных агрэсіўных асяроддзях у залежнасці ад зададзенай вадкасці, яе канцэнтрацыі і тэмпературы (дадатак 15, [1]).

Прынімаем сталь хромістую 5/с.

Прыняўшы адпаведны матэрыял, па балу каразійнай трываласці прынiмаем скорасць карозіі С_к (дадатак 16 [1]), а затым вызначаем запас таўшчыні сценкі труб на карозію па формуле (1.1)

С=С_к×Т, (1.1)

дзе Т - прыняты тэрмін работы трубаправода (Т=15-20 год).

С_к=0.05-0.5 мм/год; С_к=0.1мм/год.

Т=20 год;

C=0.1·20=2 мм

2. Вызначэнне дыяметра трубапрввода

Пры разліках тэхналагічных трубаправодаў, улічваючы іх невялікую працягласць, унутраны дыяметр вызначаем па формуле 2.1

(2.1)

дзе Q - зададзены расход вадкасці, м³/с;

Vдап - дапушчальная скорасць руху вадкасці, м/с. Велічыня яе рэкамендавана па выніках шматлікіх тэхніка-эканамічных разлікаў i для ўсмоктвальных трубаправодаў складае 0,5-1,0 м/с, для нагнятальных -1,0-2,0 м/с. Прынімаем для ўсмоктвальнай Vдап=0.75 м/с, для нагнятальнай Vдап=1.5 м/с.

Так як помпавая ўстаноўка складаецца з усмоктвальнага і нагнятальнага трубаправодаў, такія разлікі (а таксама ўсе далейшыя) рабім паасобку для кожнага з іх.

Вызначаны такім чымам дыяметр акругляем да бліжэйшага стандартнага па адпаведных ДАСТах (табл 11 [1]), з iх таксама прынiмаем таўшчыню сценак труб δ. Калі ў ДАСТах дадзены вонкавыя дыяметры dв i таўшчыня сценак δ, унутраны дыяметр вызначаем па залежнасці d=dз-2δ.

Прынiмаем: d_{вн. усм.}=150 мм; d_{вн. нагн.}=110мм.

d_вн=d_знеш.-2δ; d_знеш=d+2δ.

d_{знеш. усм.}=150+2·5=160мм.

d_{знеш. нагн.}=110+2·5=120мм.

3. Разлiк страт напору ў трубаправодах

Разлік простых трубаправодаў з помпавай падачай вадкасці праводзім на падставе таго, што пры ўсталяваным руху вадкасці ў трубаправодзе напор H, які ствараецца помпай, павінен быць роўным патрэбнаму напору Н_п, які вызначаецца па ўраўненні 3.1

(3.1)

дзе Н_г - геаметрычны напор, г.зн. вышыня, на якую неабходна падняць вадкасць (Н_г=Z₂-Z₁, дзе Z₂ i Z₁ - адпаведна геадэзічныя адзнакі паверхні вадкасці ў прыёмных i сілкуючых рэзервуарах);

(Р₂-Р₁) - рознасць ціскаў на паверхні вадкасці адпаведна ў прыёмным і сілкуючым рэзервуарах, Па;

ρ - шчыльнасць вадкасці, кг/м³;

g - паскарэнне сілы цяжкасці, м/с²;

- сумарныя страты напору на пераадоленне гідраўлічных супраціўленняў ва ўсмоктвальным і нагнятальным трубаправодах.

Значэнні Z₂, Z₁, P₂, P₁ прымаюцца з задання, а шчыльнасць ρ прымаецца з дадатку 17 [1] у залежнасці ад зададзенай вадкасці і яе тэмпературы.

H_г=Z₂-Z₁=30-16=14 м;

P₁=0, P₂= 0,012 МПа.

Страты напору разлічваем для кожнага трубаправода паасобку ў наступным парадку:

1) вызначаем сапраўдную (пры стандартых дыяметрах) скорасць руху вадкасці па формуле 3.2.

; (3.2)

;

;

2. вызначаем лік Рэйнольдса па формуле 3.3 і з яго дапамогай рэжым руху

Re= , (3.3)

дзе ν – кінематычная вязкасць зададзенай вадкасці пры адпаведнай тэмпературы, для вады пры t=40ºC, ν_40˚=0.6613·10^-6 м²/с

Re_всас =

Re_нагн =

Калі Rе < 2320 - рэжым ламінарны, калі Rе > 2320 - рэжым турбулентны:

3) пры турбулентным рэжыме вызначаем зону супраціўлення, для чаго неабходна скарыстаць наступныя суадносіны;

калі 2320 < Rе < 20d/Δ_э - зона гідраўлічна гладкіх труб,

калі 20d/Δ_э < Rе < 500d/Δ_э - зона змешанага супраціўлення (пераходная зона),

калі Rе > 500d/Δ_э - шурпатая (квадратычная) зона.

Тут Δ_э - эквівалентная шурпатасць выбранага для труб матэрыялу, якая прымаецца па даведачных даных (дадатак 19[1]);

Для стальных труб Δ_э=0.02 – 0.10, к разлiкам прымаем Δ_э=0.05мм. (по табл. 9 [1])

Re₁= ;

Re₂=

60000 <Re_всас<1.5·10⁶

60000<Re_нагн<1.5·10⁶

Падлiчанныя Re_всас , Re_нагн знаходзяца ў зоне змешанага супраціўлення.

4) у залежнасці ад рэжыму i зоны супраціўлення выбiраем адпаведную формулу для вызначэння каэфіцыента страт напору па даужыні λ. i вылічваем яго значэнне:

Для зоны змешанага супрацiўлення па формуле (3.4)

(3.4)

5. прынiмаем значэннi ўсіх мясцовых супрціўленняў ζ, якія зададзены на схеме трубаправода (дадатак 20 [1]);

ζ_вых=1; ζ_{к. 90˚}=1,14; ζ_з=0.05; ζ_{кл. с.}=4.

5. вызначаем сумарныя страты напору (па даўжыні i мясцовыя) ў трубаправодзе па формуле (3.5)

Σh=(λ +Σξ) ; (3.5)

Σh_усм=(λ_{усм )}

Σh_нагн=(λ_{нагн ) =3.573м}

Σh=Σh_усм+Σh_нагн=0.1844+3.573=3.7574м

Вызначаем велiчыню патрэбнага напору па формуле 3.1

= 14+12000/(992×9.81) + 3.7574 = 18,99м