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: