Разлiк хiмiчнага трубаправода, падбор помпы i даследаванне рэжымаў яе работы

d – унутраны дыяметр трубаправода;

φ – каэфіцыент трываласці зварнога шва (φ=0.7 – 1.0);

[σ] – дапушчальная  напружанне разрыву матэрыялу  труб (σ = 80 – 120 МПа)

С – запас таўшчынi сценкi на карозiю, якi быў вылiчаны ў раздзеле 1 па формуле (1.1)

Р=992·9.81·18.99=184801.6 Па,

Прынiмаем φ=0.85

[σ]=100 МПа

δ_р=

Параноўваем з велiчынёй якая дадзена ў ДАСТе, δ=5мм, калi выконваеца суадносiна δ> δ_р тады трубы застаюцца

5>2.104;

Суадносiна выконваецца, а гэта значыць, што таўчыня сценкi труб была выбрана правiльна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ПАДБОР ЦЕНТРАБЕЖНАЙ ПОМПЫ I ДАСЛЕДАВАННЕ РЭЖЫМАУ ЯЕ РАБОТЫ

Цэнтрабежныя  помпы з’яўляюцца аднымі з найбольш распаўсюджаных канструкцый лопасцевых гідраўлічных машын, якія прызначаны для перамяшчэння і пад’ёму розных вадкасцей. Дзякуючы таму, што яны маюць даволі высокі ККДз, адносна простую канструкцыю, характарызуюцца раўнамернай падачай вадкасці, маюць шырокі дыяпазон прадукцыйнасці і напору, яны атрымалі шырокае распаўсюджванне ў хімічнай прамысловасці.

Падбор помпы  неабходна рабіць з дапамогай  каталога помп [2] па вызначаных раней значэннях падачы помпы Q і патрэбнага напору Н.

Пры Q=12·10^-3 м³/с і Н=18.99 м выбіраем помпу тыпу 3к-9 з частатой n=2900 хвіл^-1. З графіч -най характарыстыкі пры бягучых значэннях расходу запісваем значэнні напору Н, магутнасці N, ККДз η, і запісваем у таблiцу 5.1.

Табл. 5.1

Q, м3/с	0	2·10-3	4·10-3	6·10-3	8·10-3	10·10-3	12·10-3	14·10-3	16·10-3
Н, м	24	24,4	24,6	24	22,7	21	19	16,4	14,1
N, кВт	1	1,5	2,1	2,6	3	3,2	3,35	3,3	3,2
η, %	0	24	45	56	63	67	70	70	70

 

Па атрыманых  значэннях на міліметровая паперы (фармат А4(210х297 мм)) будуем графічныя характарыстыкі помпы Н=f(Q), N=f(Q)  і η=f(Q), якія прыведзены на рыс. 5.1.

Пры рабоце цэнтрабежнай помпы на трубаправодную сістэму сустракаюцца розныя схемы iх уключэння з рознай камбінацыяй усмоктвальнага і нагнятальнага трубаправодаў. Адна  помпа можа працаваць на адзін ці два нагнятальныя трубаправоды, сустракаюцца схемы паслядоўнага і паралельнага ўключэння помп. Прааналiзуем кожны выпадак.

5.1. Вызначэнне рэжыму  работы помпы на адзін нагнятальны  трубаправод.

Схема работы помпы на адзін нагнятальны трубаправод прыведзена на рыс. 5.2.

Гэта задача вырашаецца графааналітычньм спосабам, г.зн. неабходна знайсці помпы Н=f(Q) з гідраўлічнай характарыстыкай трубаправода Н_п = f(Q), які складаецца з усмоктвальнага і нагнятальнага.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема работы помпы на адздін нагнятальны  трубаправод.

Рыс.5.2.

 

Разлік характарыстыкі правдзiм для абодвух трубаправодаў згодна з методыкай, якая выкладзена ў разделе 3, пры розных значэннях Q у межах характарыстыкi выбранай помпы. Усе разлікі вядзем у таблічнай форме.

Разлiк характарыстык  для ýсмоктвальнага трубаправода прыведзены ý таблiцы 5.2.

Табл.5.2.

Q,м3/с	0	2·10-3	4·10-3	6·10-3	8·10-3	10·10-3	12·10-3	14·10-3	16·10-3
V,м/с	0	0,1132	0,2265	0,3397	0,4529	0,5662	0,6794	0,7926	0,9059
Re	0	25684	51369	77053	102738	128422	154107	179791	205476
λ	0	0,02570	0,02219	0,02054	0,01954	0,01885	0,01835	0,01797	0,01766
Σξ	5,14	5,14	5,14	5,14	5,14	5,14	5,14	5,14	5,14
Σhусм	0	0,0056	0,0212	0,0463	0,0810	0,1250	0,1785	0,2413	0,3135

 

Разлiк характарыстык  для нагнятальнага трубаправода прыведзены ý таблiцы 5.3.

Таблi. 5.3.

Q,м3/с	0	2·10-3	4·10-3	6·10-3	8·10-3	10·10-3	12·10-3	14·10-3	16·10-3
V,м/с	0	0,2106	0,4211	0,6317	0,8422	1,0528	1,2634	1,4739	1,6845
Re	0	35024	70049	105073	140097	175121	210146	245170	280194
λ	0	0,02434	0,02137	0,02004	0,01926	0,01874	0,01837	0,01809	0,01787
Σξ	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19
Σhнагн	0	0,1299	0,4589	0,9708	1,6618	2,5301	3,5748	4,7955	6,1918
Нп	15,23	15,37	15,71	16,25	16,98	17,89	18,99	20,27	21,74

 

У канцы таблiцы 5.3. дабаўляецца  яшчэ адзін радок Н_п, які вызначаецца па формуле (3.1.).

Атрыманыя значэнні Н_п і Q наносiм ў тым жа маштабе на графік характарыстыкі помпы, прыведзеным на рыс. 5.1. i вычарцiм залежнасць Н_п=f(Q). Пункт перасячэння характарыстыкi помпы Н=f(Q) і характарыстыкі трубаправода Н_п=f(Q) з’яўляецца рабочым пунктам 1 сумеснай работы помпы на адзін нагнятальны трубаправод. На графіку знаходзiм адпаведныя гэтаму пункту значэнні:

Н₁=19 м; Q₁=12·10^-3 м³/с; N₁=3,37 кВт; η₁=69,7 %.

 

Вызначаем паказчык аптымальнага рэжыму работы помпы па формуле 5.1

 

Δη=η_max-η₁,                                                                                                       (5.1)

Δη=70,5-69,7=0,8%

Так як атрымалi Δη = 0,8% < 5% , то магчыма зрабіць вывад, што гэты рэжым работы помпы эканамічны і значыць аптымальны.

5.2. Вызначэнне рэжыму  работы помпы на два нагнятальныя  трубаправоды.

Пры здзяйсненні тэхналагічных  працэсаў часта ўзнікае неабходнасць у раздзяленні патокаў вадкасці, якая транспартуецца па трубаправодах. Разгледзім работу помпы на два нагнятальныя трубаправоды з аднолькавымі гідраўлічнымі

супраціўленнямі ў кожным з іх. Пры рашэнні гэтай задачы неабходна вычарціць прынцыповую  схему помпавай устаноўкі якая прыведзена на рыс. 5.3 (усе памеры трубаправодаў, а таксама мясцовыя супраціўленні  на кожным трўбаправодзе прынiмаем згодна з зададзенай схемай, а страты да вузлавога пункту злучэння двух нагнятальных трубаправодаў не ўлічваем).

Гэта задача таксама  вырашаецца графааналітычным спосабам, гэта значыць неабходна знайсці  рабочы пункт 2, якi з’яўляецца пунктам перасячэння характарыстыкі помпы Н=f(Q) i гідраўлічнай характарыстыкі трубаправода Н_п=f(Q). Але неабходна ўліч-ваць, што пры двух нагнятальных трубаправодах з аднолькавымі гідраўлічнымі супраціўленнямі (паралельнае злучэнне трубаправодаў) разліковая гідраўлічная сістэма складаецца з аднаго ўсмоктвальнага трубаправода, па якім праходзіць расход Q, і аднаго нагнятальнага, па якім праходзіць расход 0,5Q. Таму ўсе разлікі праводзiм згодна з методыкай раздела 3 i падраздела 5.1.

Работа помпы на два нагнятальных трубаправода

Рыс. 5.3

Так як па ўсмоктвальным трубаправодзе  праходзіць расход Q, то значэнні Σh_усм можна прыняць з раздела 5.1, а разлік нагнятальнай лініі правесці для той жа колькасці расходаў, але велічыня іх павінна складаць адпаведна 0,5Q для кожнага з iх. Усе разлікі зводзiм ў табліцу 5.4. Па даных табліцы раздзела 5 на міліметровай паперы будуiм характарыстыку помпы, а потым у гэтым маштабе будуем характарыстыку сістэмы з дзвюма нагнятальнымі лініямі.

 

Табл. 5.4.

0,5Q,м3/с	0	2·10-3	4·10-3	6·10-3	8·10-3	10·10-3	12·10-3	14·10-3	16·10-3
V, м/с	0	0,1053	0,2106	0,3158	0,4211	0,5264	0,6317	0,7370	0,8422
Re	0	17512	35024	52536	70049	87561	105073	122585	140097
λ	0	0,02823	0,02434	0,02249	0,02137	0,02060	0,02004	0,01961	0,01926
Σξ	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19	2,19
Σhнагн, м	0	0,0375	0,1299	0,2711	0,4589	0,6923	0,9708	1,2941	1,6618
Σhусм ,м	0	0,0056	0,0212	0,0463	0,081	0,125	0,1785	0,2413	0,3135
Нп, м	15,23	15,28	15,38	15,55	15,77	16,05	16,38	16,77	17,21

 

Перасячэнне іх дасць нам рабочы пуккт 2, па якiм атрымаем параметры:

Н₂=16.75 м; Q₂=13,8·10^-3м³/с; N₂=4,32 кВт; η₁ = 70,5 %.

Вызначаем паказчык аптымальнага рэжыму работы помпы па формуле 5.2

Δη=η_max–η₂,                                                                                                        (5.2)

Δη=70,5-70,5=0%

Калі параўнаць Q₁ H₁ N₁ і Q₂ H₂ N₂, то атрымаем, што пры рабоце на два нагнятальных трубаправода патрэбна большы расход але меньшы напор, η₁ > η₂ , гэта значыць што больш аптымальны і эканамічны рэжым на два нагнятальных трубаправода.

5.3. Паслядоýная  работа дзввх помп.

У тым выпадку. калі з дапамогай адной помпы нельга забяспечыць патрэбны напор, прымяняюць паслядоўную работу дзвюх помп, схема злучэння прадстаўлена на рыс.5.4.

Паслядоўная работа дзвюх помп

Рыс. 5.4.

Пры гэтым  падача помп не павялічваецца (застаецца  без змянення), а напор павялічваецца. Для гэтага неабходна падабраць дзве помпы, для якіх Q зяўляецца аднолькавым (зададзеным), а патрабаваны напор Н_п = 0,5 Н_п (дзе Н_п - напор, які вылічаны ў раздзеле 3). Выбар помп праводзім такім жа чынам, як і ў раздзеле 5, і запаўняем такія ж самыя табліцы адпаведна для дзвюх помп.

Пры Н_п=0.5·Н_п=0.5·18,99=9,495 м ;Q=12·10^-3м³/с выбіраем із каталога [2] помпу тыпу АХ 45/21(4АХ-6), n=1450 хвіл^-1. Па атрыманых значэннях, якiя прадстаўлены ў таблiце 5.5, на міліметровай паперы на адым лісце будуем графічную характарыстыку (Н=f(Q)) выбраных помп і праводзім іх графічнае складанне, вынікам якога будзе агульная характарыстыка дзвюх помп, якія робяць сумесна на трубаправодную сістэму. Такое складанне рабiм наступным чынам: задаемся прамежкавым значэнням Q на характарыстыке помп і складваем значэнні Н, якія адпавядаюць гэтаму значэнню Q для кожнай помпы.

Табл. 5.5.

Q,м3/с	0	2·10-3	4·10-3	6·10-3	8·10-3	10·10-3	12·10-3	14·10-3	16·10-3	18·10-3	20·10-3
Н, м	17,03	16,96	16,91	16,69	16,34	15,66	14,74	13,26	11,42	9,37	7,2
N,кВт	1,14	1,37	1,6	1,83	2,06	2,29	2,51	2,74	2,97	3,09	3,2
η,%	0	18,3	32	42,3	46,9	48	49	48	46,9	42,3	37,7