Нахождение коэффициентов местных сопротивлений

Согласно пункта 3.2. и с учетом того, что [2, с.520] коэффициенты местных сопротивлений следующие:

- вход в трубу ξ_тр = 0,5;

- вентиль нормальный ξ_вен = 4,7;

- колено 90 ⁰ ξ_кол = 1,1;

- выход из трубы ξ_втр = 1;

- измерительная диафрагма (при m = (d_э/D)² = 0,3, то ξ_д = 18,2)

∑ ξ_мс = ξ_тр + 3* ξ_вен + 3* ξ_кол + ξ_д + ξ_втр = 0,5 + 3*4,7 + 3*1,1 + 18,2 + 1 = 37,1.

Геометрическая высота подъема смеси 14 м.

Определение полной потери напора в трубопроводе

Сумма всех длин участков трубопровода 31 м, Р₁ = Р₂. Тогда полное гидравлическое сопротивление сети по формуле (18):

ΔР_сети = (1 + λ * I/ d_э + ∑ ξ_мс)* ρ*W² /2 + ρ*g*h_геом + (Р₂ – Р₁) = (1 + 0,0242*31/0,033 + 37,1)*864,9*1,883²/2 + 864,9*9,81*14 = 168327,4 Па.

Из соотношения ΔР_сети = ρ*g*h определим h_сети = ΔР_сети/ (ρ*g) = 168327,4/(864,9*9,81) = 19,84 м.

Построение характеристики трубопроводной сети

Будем считать, что характеристика сети представляет собой правильную параболу, выходящую из точки с координатами V_c = 0; h на которой известна точка с координатами V_c = 5,78 м³/ч и h_сети = 19,84 м. Найдем коэффициент параболы.

Общее уравнение параболы у = а*х² + b. Подставив значения имеем 19,84 = а*5,78² + 14. Тогда а = 0,1748.

Возьмем несколько значений объемной производительности и определим напор h_сети.

Данные сведем в таблицу.

Таблица – Зависимость напора сети от производительности насоса

По полученным точкам строим характеристику сети (линия 1 на рисунке 2).

Рисунок 2 – Совмещение характеристик сети и насоса:

1 – характеристика сети; 2 – характеристика насоса; 3 - расчетная точка; 4 – рабочая точка.

Выбор насоса

При выборе насоса необходимо соблюдать следующие условия:

- напор при нулевой производительности должен быть больше, чем геометрическая высота подъема жидкости в сети;

- рабочая точка должна лежать в области максимальных к.п.д.;

- рабочая точка должна лежать на нисходящей ветви графика Н = f(V_c).

Наиболее близкий по параметрам к расчетному насосу в каталоге является центробежный насос 2К-6 производительностью 10 м³/ч и напором 28,5 м. Характеристика такого насоса с диаметром ротора 148 мм также приведена на рисунке 2 (линия 2). Расположение рабочей точки (4) относительно расчетной точки (3), показывает, что насос может преодолеть гидравлические сопротивления сети и подавать в неё заданную смесь.

3.13. Вывод

К установке предлагается центробежный насос 2К-6 с диаметром ротора 148 мм, который обеспечит перекачивание 5,78 м³/ч смеси бензола с толуолом, нагретой до 30 ⁰С по трубопроводу из хранилища в теплообменник. При этом его к.п.д. составит 65%, мощность потребляемая их сети 4,5 кВт.