3 Определение гидравлического сопротивления теплообменника
Скорость жидкости в трубах теплообменника рассчитывается по формуле
Wтр = V/ (0,785∙dв∙n), м/с , с.20[4] (11)
где n – общее число труб;
dв – внутренний диаметр теплообменника, равный
dв=25-2∙2=21 мм.
Wтр = 2,5∙10-3/(0,785∙0,0212 ∙240)=0,03 м/с
Re =(0,03∙977,73∙0,021)/ 0,824∙ 10-3 = 747,54.
Режим течения – ламинарный
При ламинарном течении коэффициент λ не зависит от шероховатости стенки трубы, а зависит только от Re: для труб круглого сечения
λ =64/ Re=64/747,54=0,0856 с.21[3] (12)
Потеря давления ∆р равен
∆р = (λ∙(n∙L/d)) ∙ (w2ρ/2) + (∑ζ ∙( w2ρ/2)), с.21[4] (13)
где L – длина трубы теплообменника;
d – диаметр труб;
w – скорость жидкости в трубах теплообменника;
n – число труб;
∑ζ – сумма коэффициентов местного сопротивления в теплообменнике (с. 26[3]).
∆р = (0,0856∙(240∙3/0,021)) ∙ (0,032∙977,73/2) + (5∙ (0,032∙977,73/2)) = 1293,5 Па
Напор в теплообменнике равен
Hтепл.= ∆р/ρg = 1293,5/(977,73∙9,81)= 0,135 м. с.22[4] (14)
Определение напора и выбор насоса
Общий напор установки определяется по формуле
Н = Нг + Нп + Нтепл. = 20 + 1,22 + 0,135 = 21,36 м. с.22[4] (15)
Устанавливаем центробежный насос марки Х20/31, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q=5,5∙10-3 м3/с, напор Н=25м, КПД насоса ηн=0,55. Насос снабжен двигателем АО2-41-2 номинальной мощностью 5,5 кВт; ηд=0,87, частота вращения вала n=48,3 об/с. (с.92 [3]).
Рассчитаем потребляемую мощность насоса по формуле
N =(V∙ρ∙g∙Н)/1000∙ηн =(2,5∙10-3∙977,73∙9,81∙21,36)/1000∙0,55 = 0,93 кВт.
с.22[4] (16)
Заключение
В данной расчетно-графической работе был определен напор и мощность при заданной подаче (расходе) жидкости, перемещаемой насосом. Далее по этим характеристикам был выбран насос марки Х20/31, для которого при оптимальных условиях работы производительность Q=5,5∙10-3 м3/с, напор Н=25м, КПД насоса ηн=0,55. Насос снабжен двигателем АО2-41-2 номинальной мощностью 5,5 кВт; ηд=0,87, частота вращения вала n=48,3 об/с.
Список использованных источников
Левин Б.Д., Ченцова Л.И., Шайхутдинова М.Н., Ушанова В.М. процессы и аппараты химических и биологических технолгий. Учеб. пособие для студентов химических специальностей вузов / Под общ. ред. д-ра. хим. Наук С.М. Репяха. – Красноярск: Сибирский государственный технологический университет, 2002. - 430с.
Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию/ Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991. – 496 с.
Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ред. чл. – корр. АН России П.Г. Романкова. – 12-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 576 с.
Ченцова, Л.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебное пособие к самостоятельной работе студентов специальностей 240901, 240403, 240502, 240701, 240702, 240406, 280201, 050501, 240801, 260601, 200503, 080502, 0240100 очной формы обучения / Л.И. Ченцова, М.К. Шайхутдинова, В.М. Ушанова. – Красноярск: СибГТУ, 2006. – 262 с.