 |
Расчёт центробежного насоса
|
|
|
|
Основными типами насосов, используемых в химической технологии, являются центробежные, осевые и поршневые. Для проектируемой выпарной установки используем центробежный насос. При проектировании обычно возникает задача определения необходимого напора Н и мощности N при заданной подаче (расходе) жидкости Q, перемещаемой насосом. Далее по найденному напору и производительности насоса определяем его марку, а по величине мощности на валу – тип электродвигателя к насосу.
Мощность на валу насоса, кВт,
, (2.8)
где Q – производительность насоса, м3/c;
Н – напор, развиваемый насосом, м;
– к.п.д. насоса, 
= 0,4 ÷ 0,9;
– к.п.д. передачи (для центробежного насоса 
= 1).
Напор насоса
, (2.9)
где Р 1 – давление жидкости для исходного раствора (атмосферное), Па; Р 2 – давление вторичного пара в первом корпусе, Па;
Н Г – геометрическая высота подъема раствора, м,
Н Г = 8 ÷ 15 м; h п – 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, Н Г = 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:
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) D н.
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.
|
|
|
