7.1. Расчёт насоса № 61 для подачи окислительной шихты, которая проходит подогреватели № 5а в отд.101.
Для всасывающего и нагнетательного трубопроводов примем одинаковую скорость течения окислительной шихты, равную 0,8 м/с. Зададимся длиной линии всасывания 20 м, длину линии нагнетания примем равной 50 м. Примем геометрическую высоту подъёма окислительной шихтыHг равной 35 м.
Рассчитаем объемный расход перекачиваемой жидкости:
Тогда диаметр трубопровода находим по формуле:
Определим потери на трение и местные сопротивления.Находим критерий Рейнольдса:
– скорость течения потока, м/с; - диаметр трубопровода, м; - плотность потока, кг/м3; – динамическая вязкость среды, Н .
Для окислительной шихты динамическая вязкость составляет 0,000281 Н , тогда:
Из этого следует, что режим течения в трубопроводе – турбулентный.
В турбулентном потоке различают три зоны, для которых коэффициент λ рассчитывают по разным формулам.
Абсолютную шероховатость труб примем м. Тогда относительная шероховатость труб составит:
|
|
далее получим:
Т.к. в трубопроводе смешанное трение и расчёт коэффициента трения будем производить по формуле:
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.
1. Вход в трубу (принимаем с острыми краями): ζ1=0,5
2. Прямоточные вентили: для d=0,150 м ξ=0,42; для d=0,200 м ξ=0,36. Интерполяцией находим, что для d=0,165ξ=0,407.
3. Плавный отвод круглого сечения: ζ=А·В; коэффициент А зависит от угла φ, на который изменяется направление потока в отводе; примем φ = 90°, значит А=1. Коэффициент В зависит от отношения радиуса поворота трубы R0 к внутреннему диаметру трубы d; примем R0/ d=6, тогда В=0,09.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:
Потерянный напор на линии всасывания:
- коэффициент трения; – соответственно длина и диаметр трубопровода, м; - сумма коэффициентов местных сопротивлений; – скорость потока, м/с.
Тогда потери на линии всасывания составят:
Рассчитаем потери напора на линии нагнетания.
Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.
1.Выход из трубы ζ1=1
2. Прямоточные вентили: для d=0,150 м ξ=0,42; для d=0,200 м ξ=0,36. Интерполяцией находим, что для d=0,165ξ=0,407
3. Плавный отвод круглого сечения: ζ=А·В; коэффициент А зависит от угла φ, на который изменяется направление потока в отводе; примем φ = 90°, значит А=1. Коэффициент В зависит от отношения радиуса поворота трубы R0 к внутреннему диаметру трубы d; примем R0/ d=6, тогда В=0,09.
Сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетательной линии:
Потерянный напор на линии нагнетания:
|
|
Общие потери напора:
.
Начальное давление подачи сырья P1 - атмосферное (101325 Па), рабочее давление в колонне P2 = 6 ата или 588399 Па. Рассчитаем напор насоса по формуле:
Полезную мощность насоса определим по формуле:
– подача (расход), м3/с; – напор насоса, м; - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3.
Принимая КПД передачи и КПД насоса (для центробежного насоса средней производительности рассчитаем мощность на валу двигателя:
Заданным напору и подаче соответствуют 2 насоса марки2ЦГ 100/80-К-37-5-У5, установленные на производстве, для которых в оптимальных условиях работы производительность составляет 100 м3/ч и мощностью 37 кВт. Число оборотов 3000 об/мин.