125730 (690666), страница 4
Текст из файла (страница 4)
– к.п.д. насоса,
= 0,4 ÷ 0,9;
– к.п.д. передачи (для центробежного насоса
= 1).
Напор насоса
, (2.9)
где Р1 – давление жидкости для исходного раствора (атмосферное), Па; Р2 – давление вторичного пара в первом корпусе, Па;
НГ – геометрическая высота подъема раствора, м,
Н Г = 8 ÷ 15 м; hп – напор, теряемый на преодоление гидравлических сопротивлений (трения и местных сопротивлений) в трубопроводе и теплообменнике, м.
Потери напора
, (2.10)
где и
– потери напора соответственно в трубопроводе и в теплообменнике, м. В связи с громоздкостью расчета потери напора в теплообменнике можно не рассчитывать и принимать их в пределах
, в зависимости от скорости движения раствора в трубах теплообменника, длины, количества труб и числа ходов теплообменника;
w – скорость раствора, м/с, w = 0,5 ÷ I,5 м/с;
l и d – длина и диаметр трубопровода, м; l = 10 ÷ 20 м;
– коэффициент трения;
– сумма коэффициентов местных сопротивлений.
Определим диаметр трубопровода из основного уравнения расхода:
Для определения коэффициента трения рассчитываем величину Rе:
, (2.11)
где плотность, кг/м3 и вязкость, Па∙с исходного раствора; при концентрации x = 5%;
Для гладких труб при Re = 49168 по задачнику
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений :
Коэффициент местных сопротивлений равны:
вход в трубопровод = 0,5;
выход из трубопровода = 1,0;
колено с углом 90º (дл--+я трубы d = 54 мм); = 1.1;
вентиль прямоточный =
(для трубы d = 24,6 мм);
;
Примем потери напора в теплообменнике и
аппарата плюс 2 метра,НГ = 6,5 + 2 = 8,5 м.
Тогда, по формулам (2.8) и (2.9)
;
.
По приложению табл. П11 устанавливаем, что данным подаче и напору больше всего соответствует центробежный насос марки X8/30, для которого в оптимальных условиях работы Q = 2,4 10-3 м3/с, H = 30 м. Насос обеспечен электродвигателем АО2 – 32 – 2 номинальной мощностью N = 4 кВт.
По мощности, потребляемой двигателем насоса, определяем удельный расход энергии:
2.5 Расчёт объёма и размеров емкостей
Большинство емкостей представляют собой вертикальные или горизонтальные цилиндрические аппараты. При проектировании емкостей основными руководящими документами являются нормали и Государственные стандарты.
По номинальному объему аппарата выбирают его основные конструктивные размеры (диаметр, высоту), которые должны соответствовать ГОСТ 9941 – 72, ГОСТ 9671 – 72.
Длина (высота) емкостей принимается равной (1 ÷1,5) Dн.
Расчет емкостей для разбавленного и упаренного раствора ведем из условий шестичасовой (сменной) работы выпарного аппарата, т.е. ч.
0бъём емкости для разбавленного (исходного) раствора
, (2.12)
где – количество (кг/ч) и плотность (кг/м3) исходного раствора;
– коэффициент заполнения емкости,
= 0,85 - 0,95. Для удобства работы устанавливаем три емкости объемом 20м3. Принимаем диаметр емкости равным D = 2,6м. Тогда длина ее l = 3,8, м.
Объем емкости упаренного раствора
, (2.13)
где – количество (кг/ч) и плотность (кг/м3) упаренного раствора.
Устанавливаем емкость объемом 8 м3 диаметром 2 м и длиной 2,6 м.
3.6 Определение диаметра штуцеров
Штуцера изготовляют из стальных труб необходимого размера. По ГОСТ 9941 – 62 применяют трубы следующих диаметров:
14, 16, 18, 20, 22, 25, 32, 38, 45, 48, 57, 70, 76, 90, 95, 108, 133, 159, 194, 219, 245, 273, 325, 377, 426.
Диаметр штуцеров определим из основного уравнения расхода:
, (2.14)
где Vc – расход раствора или пара, м3/с; w – средняя скорость потока, м/с. Диаметр штуцера для разбавленного раствора
Диаметр штуцера для упаренного раствора
Диаметр штуцера для ввода греющего пара в первом корпусе
, (2.15)
где – расход пара, кг/с;
– плотность пара при давлении его РГ1, кг/м3; (при РГ1 = 0,4 МПа
= 2,16 кг/м3).
2.7 Подбор конденсатоотводчиков
Для отвода конденсата и предотвращения проскока пара в линию отвода конденсата теплообменные аппараты, обогреваемые насыщенным водяным паром, должны снабжаться конденсатоотводчиками. Расчет и подбор стандартного поплавкового конденсатоотводчика по ГОСТ 15112 – 69 заключается в определении диаметра условного прохода по максимальному коэффициенту пропускной способности k и в выборе по найденной величине Dу конструктивных размеров аппарата [3].
Значение максимального коэффициента пропускной способности определяется в зависимости от расхода конденсата в (т/ч) и перепада давлений (кгс/см2) между давлением до конденсатоотводчика и после него:
(2.16)
Давление до конденсатоотводчика Р1 следует принимать равным 90 – 95 % от давления греющего пара, поступающего в аппарат, за которым установлен конденсатоотводчик; давление после конденсатоотводчика принимается в зависимости от его типа и от величины давления в аппарате, но не более 40 % этого давления.
P1 = 3,92∙0,9 = 3,53 кгс/см2;
P1 = 3,92∙0,4 = 1,568кгс/см2;
=3,92– 1,568= 2,35 кгс/см2.
Количество конденсата G равняется количеству пара, поступающего в греющую камеру аппарата, т.е. G = 0,2286 кг/с = 0,823 т/ч.
Тогда
Согласно зависимости при К = 2,11 т/ч конденсатоотводчик должен иметь диаметр условного прохода Dу = 32 мм. По этой величине диаметра условного прохода выбираем конструктивные размеры конденсатоотводчика.
Список источников информации
1. Касаткин А.Г. Основные процесс и аппараты химической технологии: Химия, I97I. 784 с.
2. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 1976. 550 с.
3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Под ред. Ю.И.Дытнерского. - М.: Химия, 1983. 272 с.
4. Методические указания к выполнению курсового проекта «Расчет выпарной установки» по курсу «Процессы и аппараты химической технологии» -Харьков- НТУ«ХПИ»,2004.55с.