2020-01-14
112
При проектировании насосной установки выполняется проверка на допустимую высоту всасывания.
Причина этого в том, что напор (а чаще всего и давление) на входе во всасывающий трубопровод выше, чем на входе в насос на величину потерь во всасывающем трубопроводе. Обычно на входе в насос давление ниже атмосферного (вакуум). Величина вакуума, в свою очередь, ограничивается величиной атмосферного давления.
При достижении давления насыщенных паров жидкость начнет кипеть. Чем выше температура, тем больше давление насыщенных паров. Пар, попав в насос, нарушает его работу. В насосах динамического действия создаваемое давление зависит от плотности жидкости. Пар имеет плотность почти в 1000 раз меньше плотности жидкости. Соответственно падает и давление. В насосах объемного действия подача также снижается из-за малой плотности паров, увеличиваются перетечки через неплотности.
Другое явление, крайне нежелательное при работе насоса и вызванное понижением давления на всасывании – кавитация (вскипание жидкости в зоне пониженного давления (например за кромкой лопаток насоса) с последующим захлопыванием образовавшихся пузырьков в зоне повышения давления). При захлопывании парового пузырька жидкость движется к его центру. Жидкость при этом приобретает определенную скорость. В центре паровой полости происходит мгновенная остановка жидкости, т.к. жидкость практически несжимаема. Кинетическая энергия превращается в потенциальную (рост давления). Давления жидкости настолько велики, что в зоне кавитации происходит разрушение металла лопаток.
|
|
|
В связи с этим, расчет производится из условия безкавитационной работы насоса. На практике приходится учитывать еще одну величину – так называемый кавитационный запас.
Допустимая высота всасывания зависит от давления насыщенных паров. Чем ближе температура жидкости к температуре кипения, тем выше давление насыщенных паров, а, следовательно, на меньшую высоту можно поднять насос относительно поверхности жидкости. В результате расчетов может получиться даже отрицательная величина. Действительно, при перекачивании легкокипящих жидкостей насосы приходится заглублять (устанавливать ниже уровня поверхности жидкости).
Скорость движения жидкости также снижает допустимую высоту всасывания за счет скоростного напора и потерь напора во всасывающем трубопроводе. В связи с этим, при проектировании насосных установок диаметры всасывающих трубопроводов стараются делать большими. Любые местные сопротивления также крайне нежелательны. Различного рода фильтры, вентили или задвижки, по возможности устанавливаются не на всасывающем, а на нагнетательном трубопроводе.
|
|
|
Таким образом:
, где:
· pt=200 мм.рт.ст.= 26.66·103 Па – давление насыщенного пара
серной кислоты при рабочей температуре (25 °С);
· uBC= 
= 
м/с – скорость жидкости во всасывающем патрубке насоса;
· Найдем hПОТ – потери напора во всасывающей линии:
, течение смешанное турбулентное, поэтому:
;
м.
м – кавитационный запас.
· p1=1.472·105 Па – давление во всасывающем трубопроводе.
Получим:
м.
Выводы
В данной работе был выполнен расчет технологического трубопровода (определение требуемого напора), состоящий из определения статического, скоростного напоров, а также местных и линейных сопротивлений на различных участках и на всем трубопроводе в целом. Построена кривая требуемого напора, и выполнен подбор насоса, обеспечивающий заданный преподавателем расход перемещаемой жидкости.
Список литературы
1. А.Г. Касаткин, «Основные процессы и аппараты химической технологии», М.: Химия, 1971 – 784 с.
2. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Химия, 1991 – 496 с.
3. К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов хим. технологии, 10-е изд., перераб. и дополн. Под ред. П.Г. Романкова. Л.: Химия, 1987 – 578 с.
