Расчёт и подбор вспомогательного оборудования

 

7.1. Расчёт насоса № 6₁ для подачи окислительной шихты, которая проходит подогреватели № 5а в отд.101.

Для всасывающего и нагнетательного трубопроводов примем одинаковую скорость течения окислительной шихты, равную 0,8 м/с. Зададимся длиной линии всасывания 20 м, длину линии нагнетания примем равной 50 м. Примем геометрическую высоту подъёма окислительной шихтыH_г равной 35 м.

 

Рассчитаем объемный расход перекачиваемой жидкости:

 

 

Тогда диаметр трубопровода находим по формуле:

 

 

Определим потери на трение и местные сопротивления.Находим критерий Рейнольдса:

 – скорость течения потока, м/с;  - диаметр трубопровода, м;  - плотность потока, кг/м³;  – динамическая вязкость среды, Н .

Для окислительной шихты динамическая вязкость составляет 0,000281 Н , тогда:

Из этого следует, что режим течения в трубопроводе – турбулентный.

В турбулентном потоке различают три зоны, для которых коэффициент λ рассчитывают по разным формулам.

Абсолютную шероховатость труб примем м. Тогда относительная шероховатость труб составит:

далее получим:

Т.к. в трубопроводе смешанное трение и расчёт коэффициента трения будем производить по формуле:

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.

1. Вход в трубу (принимаем с острыми краями): ζ₁=0,5

2. Прямоточные вентили: для d=0,150 м ξ=0,42; для d=0,200 м ξ=0,36. Интерполяцией находим, что для d=0,165ξ=0,407.

3. Плавный отвод круглого сечения: ζ=А·В; коэффициент А зависит от угла φ, на который изменяется направление потока в отводе; примем φ = 90°, значит А=1. Коэффициент В зависит от отношения радиуса поворота трубы R₀ к внутреннему диаметру трубы d; примем R₀/ d=6, тогда В=0,09.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:

 

Потерянный напор на линии всасывания:

 - коэффициент трения;  – соответственно длина и диаметр трубопровода, м;  - сумма коэффициентов местных сопротивлений;  – скорость потока, м/с.

Тогда потери на линии всасывания составят:

Рассчитаем потери напора на линии нагнетания.

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений.

1.Выход из трубы ζ₁=1

2. Прямоточные вентили: для d=0,150 м ξ=0,42; для d=0,200 м ξ=0,36. Интерполяцией находим, что для d=0,165ξ=0,407

3. Плавный отвод круглого сечения: ζ=А·В; коэффициент А зависит от угла φ, на который изменяется направление потока в отводе; примем φ = 90°, значит А=1. Коэффициент В зависит от отношения радиуса поворота трубы R₀ к внутреннему диаметру трубы d; примем R₀/ d=6, тогда В=0,09.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетательной линии:

 

Потерянный напор на линии нагнетания:

Общие потери напора:

.

Начальное давление подачи сырья P₁ - атмосферное (101325 Па), рабочее давление в колонне P₂ = 6 ата или 588399 Па. Рассчитаем напор насоса по формуле:

Полезную мощность насоса определим по формуле:

 – подача (расход), м³/с;  – напор насоса, м;  - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³.

Принимая КПД передачи и КПД насоса (для центробежного насоса средней производительности рассчитаем мощность на валу двигателя:

Заданным напору и подаче соответствуют 2 насоса марки2ЦГ 100/80-К-37-5-У5, установленные на производстве, для которых в оптимальных условиях работы производительность составляет 100 м³/ч и мощностью 37 кВт. Число оборотов 3000 об/мин.