Разлiк хiмiчнага трубаправода, падбор помпы i даследаванне рэжымаў яе работы

Міністэрства адукацыі Рэспублікі Беларусь

БЕЛАРУСКI ДЗЯРЖАЎНЫ ТЭХНАЛАГIЧНЫ УНIВЕРСIТЭТ

 

Кафедра энергазберажэння, гiдраўлiкi i цеплатэхнiкi

 

 

 

 

 

 

 

ТЛУМАЧАЛЬНАЯ  ЗАПIСКА

ДА КУРСАВОЙ РАБОТЫ

 

 

 

 

 

па курсу: Гiдраўлiка i асновы гiдрапрывада. Гiдраўлiка, гiдрамашыны i гiдрапрывад.

раздзел: Гiдраўлiчны разлiк трубаправода.

тэма: Разлiк хiмiчнага  трубаправода, падбор помпы i даследаванне рэжымаў яе работы.

Распрацаваў: студэнт 4 курса

факультэта ХТiТ

спецыяльнасцi МАХВ

Чарнавокi А.Л.

Праверыў: Санковiч Е.С.

 

 

 

 

Мiнск 2003

РЭФЕРАТ

Курсавая работа змяшчае 24 старонак машынапiснага тэксту, 12 таблiцаў, 13 рысункаў, 4 лiтаратурных крынiц.

МАТЭРЫЯЛ, ДЫЯМЕТР, СТРАТЫ НАПОРУ, ЦЕНТРАБЕЖНАЯ ПОМПА, РЭЖЫМЫ РАБОТЫ, СПОСАБЫ РЭГУЛЯВАННЕ, ВЫСАТА ЎСМОКТВАННЯ.

У курсавой рабоце мы праводзiм выбар матэрыялу трубаправода, вызначаем яго дыяметр i страты напору. А таксама падбiраем ценрабежную помпу i даследуем рэжымы яе работы: на адзiн нагнятальны трубаправод, на два нагнятальных трубаправода, паслядоўную работу дзвюх помп і паралельную работу дзвюх помп. Разглядаем таксама спосабы рэгулявання: драселяванне і змяненне частаты вярчэння. Вызначаем дапушчальную вышыню ўсмоктвання помпы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗМЕСТ

 

Рэферат................................................................................................................4

Уводзiны..............................................................................................................5

1. Выбар матэрыялу трубаправода..................................................................6
2. Вызначэнне дыяметру трубаправода..........................................................7
3. Разлiк страт напору ў трубаправодах..........................................................8
4. Праверачны разлiк таўшчынi сценкi труб................................................11
5. Падбор центрабежнай помпы i даследаванне рэжымаў яе работы........13

5.1)Вызначэнне рэжымаў работы помпы на адзiн нагнятальны трубаправод

5.2) Вызначэнне рэжымаў работы помпы на два нагнятальныя трубаправоды

5.3)Паслядоўная работа дзвюх помп

5.4)Паралельная работа дзвюх помп

6)Спосабы рэгуляванне  рэжыму работы помпы i iх аналiз..........................19

6.1) Рэгуляванне драселяваннем

6.2)Рэгуляванне змяненнем  частаты вярчэння

7) Вызначэнне дапушчальнай  вышынi ўсмоктвальнай лiнii помпы...........23

Спiс лiтаратурных крынiц....................................................................................25

Дадатак...................................................................................................................26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УВОДЗIНЫ

Неад’емнай часткай  хімічнага абсталявання з’яўляюцца трубаправоды. Па іх ажыццяўляецца  падача зыходнай сырвіны ў хімічныя апараты рознага прызначэння, транспартаванне  складаючых прадуктаў ад аднаго апарата  да другога, канчатковых прадуктаў у ёмістасці і сховішчы, забеспячэнне прадпрыемстваў гарачай і халоднай  вадой. Вельмі часта па трубапровадах адбываецца транспартаванне вадкасцей, якія аказваюць эразійнае ўздзеянне на іх, з прычыны чаго разлік такіх трубаправодаў мае свае спецыфічныя асабістасці. Акрамя таго, для ажыццяўленне розных хімічных працэсаў неабходна перамяшчаць вадкасці пры дапамозе помп на розныя паверхі збудавання ў рэктыфікацыйныя калоны, ёмістасці, сховішчы.

3 улікам гэтага курсавая  работа прадугледжвае разлік трубаправода с помпавай падачай вадкасці і аналіз розных рэжымаў работы помпы на зададзены трубаправод.

Згодна з атрыманым  індывідуальным заданнем на курсавое праектаванне неабходна вырашыць наступныя  задачы:

1) правесці разлік трубаправода (выбраць матэрыял труб, вызначыць дыяметры ўсмоктвальнай і нагнятальнай ліній, падабраць стандартныя трубы. вызначыць страты напору і патрэбны напор, правесці праверачны разлік таўшчыні сценак труб);

2) падабраць цэнтрабежную помпу і правесці даследаванне рэжымаў яе работы: вызначыць рэжым работы на адзін i два нагнятальныя трубаправоды; правесці аналіз паслядоўнага i паралельнага злучэння дзвюх помп, якія працуюць на адзін нагнятальны трубаправод;

3) прааналізаваць эфектыўнасць розных спосабаў рэгулявання рэжымаў работы помпы: засаўкай на нагнятальнай лініі (драселяванне) i змяненнем частаты вярчэнння;

4) вызначыць дапушчальную вышыню ўсмоктвання.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ВЫБАР МАТЭРЫЯЛУ  ТРУБАПРАВОДА

Усе матэрыялы па трываласці да агрэсіўнага ясяроддзя падзелены  на тры групы:

1) трывалыя матэрыялы, азначаныя літара “С”, вельмi шырока ўжываецца ў хінічнай прамыславасці;

2) умоўна ўжываемыя азначаныя літарай “У”, ужываюцца ў хiмiчнай прамысловасцi часткова i ў адпаведных умовах;

3) непрыгодныя, азначаныя лiтарай “Н”, не ўжываюцца для транспартавання дадзенай вадкасцi.

Трываласць матэрыялаў у розных хiмiчных вадкасцях аценьваецца па дзесяцiбальнай шкале лiчбай, дзе  кожнаму балу адпавядае азначанная скрасць карозii Ск.Для трубаправодаў, якiя прымяняюцца ў хiмiчнай прамысловасцi, максiмальна дапушчальная велiчыня каразiйнай пранiкальнасцi вызначаецца велiчынёй 0,5 мм/год, што адпавядае балу каркзiйнай трываласцi 6.

Матэрыял труб прынімаем з табліцы  каразійнай трываласці матэрыялаў у  розных агрэсіўных асяроддзях у залежнасці ад зададзенай вадкасці, яе канцэнтрацыі і тэмпературы (дадатак 15, [1]).

Прынімаем сталь хромістую 5/с.

Прыняўшы адпаведны матэрыял, па балу каразійнай трываласці прынiмаем скорасць карозіі С_к (дадатак 16 [1]), а затым вызначаем запас таўшчыні сценкі труб на карозію па формуле (1.1)

С=С_к×Т,                                                                                                            (1.1)

дзе Т - прыняты тэрмін работы трубаправода (Т=15-20 год).

 

С_к=0.05-0.5 мм/год; С_к=0.1мм/год.

Т=20 год;

C=0.1·20=2 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ВЫЗНАЧЭННЕ ДЫЯМЕТРА ТРУБАПРВВОДА

 

Пры разліках тэхналагічных  трубаправодаў, улічваючы іх невялікую  працягласць, унутраны дыяметр вызначаем  па формуле 2.1

 

 

дзе Q - зададзены расход вадкасці, м³/с;

Vдап - дапушчальная  скорасць руху вадкасці, м/с. Велічыня яе рэкамендавана па выніках шматлікіх тэхніка-эканамічных разлікаў i для ўсмоктвальных трубаправодаў складае 0,5-1,0 м/с, для нагнятальных -1,0-2,0 м/с. Прынімаем для ўсмоктвальнай Vдап=0.75 м/с, для нагнятальнай Vдап=1.5 м/с.

Так як помпавая ўстаноўка  складаецца з усмоктвальнага і нагнятальнага  трубаправодаў, такія разлікі (а  таксама ўсе далейшыя) рабім паасобку для кожнага з іх.

 

 

 

Вызначаны такім чымам  дыяметр акругляем да бліжэйшага стандартнага па адпаведных ДАСТах (табл 11 [1]), з iх таксама прынiмаем таўшчыню сценак труб δ. Калі ў ДАСТах дадзены вонкавыя дыяметры dв i таўшчыня сценак δ, унутраны дыяметр вызначаем па залежнасці d=dз-2δ.

 

Прынiмаем: d_{вн. усм.}=150 мм; d_{вн. нагн.}=110мм.

 

d_вн=d_знеш.-2δ; d_знеш=d+2δ.

d_{знеш. усм.}=150+2·5=160мм.

d_{знеш. нагн.}=110+2·5=120мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАЗЛIК СТРАТ НАПОРУ Ў ТРУБАПРАВОДАХ

Разлік простых трубаправодаў  з помпавай падачай вадкасці праводзім  на падставе таго, што пры ўсталяваным  руху вадкасці ў трубаправодзе напор H, які ствараецца помпай, павінен быць роўным патрэбнаму напору Н_п, які вызначаецца па ўраўненні 3.1

                                                                          (3.1)

дзе Н_г - геаметрычны напор, г.зн. вышыня, на якую неабходна падняць вадкасць (Н_г=Z₂-Z₁, дзе Z₂ i Z₁ - адпаведна геадэзічныя адзнакі паверхні вадкасці ў прыёмных i сілкуючых рэзервуарах);

(Р₂-Р₁) - рознасць ціскаў на паверхні вадкасці адпаведна ў прыёмным і сілкуючым рэзервуарах, Па;

ρ - шчыльнасць вадкасці, кг/м³;

g - паскарэнне сілы цяжкасці, м/с²;

- сумарныя страты напору на  пераадоленне гідраўлічных супраціўленняў  ва ўсмоктвальным і нагнятальным  трубаправодах.

Значэнні Z₂, Z₁, P₂, P₁ прымаюцца з задання, а шчыльнасць ρ прымаецца з дадатку 17 [1] у залежнасці ад зададзенай вадкасці і яе тэмпературы.

H_г=Z₂-Z₁=30-16=14 м;

P₁=0,  P₂= 0,012 МПа.

Страты напору разлічваем для кожнага трубаправода паасобку ў наступным парадку:

1) вызначаем сапраўдную (пры стандартых дыяметрах) скорасць руху вадкасці па формуле 3.2.

;                                                                                                               (3.2)

;

;

2. вызначаем лік Рэйнольдса па формуле 3.3 і з яго дапамогай рэжым руху

Re=   ,                                                                                          (3.3)

дзе ν – кінематычная вязкасць зададзенай вадкасці пры адпаведнай тэмпературы, для вады пры t=40ºC, ν_40˚=0.6613·10^-6 м²/с

 

 

                       

Re_всас =

Re_нагн =

Калі Rе < 2320 - рэжым ламінарны, калі Rе > 2320 - рэжым турбулентны:

 

3) пры турбулентным  рэжыме вызначаем зону супраціўлення,  для чаго неабходна скарыстаць наступныя суадносіны;

калі 2320 < Rе < 20d/Δ_э - зона гідраўлічна гладкіх труб,

калі 20d/Δ_э < Rе < 500d/Δ_э - зона змешанага супраціўлення (пераходная зона),

калі Rе > 500d/Δ_э - шурпатая (квадратычная) зона.

Тут Δ_э - эквівалентная шурпатасць выбранага для труб матэрыялу, якая прымаецца па даведачных даных (дадатак 19[1]);

Для стальных труб Δ_э=0.02 – 0.10, к разлiкам прымаем Δ_э=0.05мм. (по табл. 9 [1])

Re₁= ;

Re₂=

60000 <Re_всас<1.5·10⁶

60000<Re_нагн<1.5·10⁶

Падлiчанныя Re_всас , Re_нагн знаходзяца ў зоне змешанага супраціўлення.

4) у залежнасці ад  рэжыму i зоны супраціўлення выбiраем  адпаведную формулу для вызначэння  каэфіцыента страт напору па  даужыні λ. i вылічваем яго значэнне:

Для зоны змешанага супрацiўлення па формуле (3.4)

                                                                                                            (3.4)

5. прынiмаем значэннi ўсіх мясцовых супрціўленняў ζ, якія зададзены на схеме трубаправода (дадатак 20 [1]);

ζ_вых=1; ζ_{к. 90˚}=1,14; ζ_з=0.05; ζ_{кл. с.}=4.

6. вызначаем сумарныя страты напору (па даўжыні i мясцовыя) ў трубаправодзе па формуле (3.5)

Σh=(λ +Σξ) ;                                                                                             (3.5)

Σh_усм=(λ_{усм )}

Σh_нагн=(λ_{нагн ) =3.573м}

Σh=Σh_усм+Σh_нагн=0.1844+3.573=3.7574м

Вызначаем велiчыню патрэбнага напору па формуле 3.1

 

= 14+12000/(992×9.81) + 3.7574 = 18,99м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.ПРАВЕРАЧНЫ РАЗЛІК ТАЎШЧЫНІ СЦЕНКІ ТРУБ

Мэта гэтага разліку  з’яўляецца вызначэнне неабходнай таўшчыні сценак труб для ўмоў работы пры разліковых цісках (толькі для нагнятальнага трубаправода).

Разліковую таўшчыню сценкі трубы  вызначаюць па формуле (4.1)

δ_р=   ,                                                                                            (4.1)

дзе р – рабочы ціск у трубаправодзе (Р = ρ g h ), Па;