Курсовая Расчет кожухотрубного теплообменника 2
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-25Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
1. Тепловой расчет
Цель теплового расчета – определение необходимой площади теплопередающей поверхности, соответствующей при заданных температурах оптимальным гидродинамическим условиям процесса и выбор стандартизованного теплообменника [1].
Из основного уравнения теплопередачи:
где F – площадь теплопередающей поверхности, м2;
Q – тепловая нагрузка аппарата, Вт;
K – коэффициент теплопередачи,
1.1 Определение тепловой нагрузки аппарата
В рассматриваемой задаче нагревание воды осуществляется в горизонтальном теплообменнике теплотой конденсирующего пара, поэтому тепловую нагрузку определим по формуле [6]:
где Gхол – массовый расход воды, кг/с,
Схол – средняя удельная теплоемкость воды, Дж/(кг×К);
Тк, Тн – конечная и начальная температуры воды, К;
Средняя температура воды:
Этому значению температуры соответствует
Тогда
с учетом потери
1.2 Определение расхода пара и температуры его насыщения
Расход пара определим из уравнения:
где D – расход пара, кг/с;
r – скрытая теплота конденсации пара, Дж/кг.
По [2, прил. LVII] при Рп = 0,3 МПа, r = 2171×103 Дж/кг, Тк = 133 0С.
Из формулы (3) следует, что
1.3 Расчет температурного режима теплообменника
Цель расчета – определение средней разности температур
Тн = 191,7 0С Пар Тк = 191,7 0С
tк = 96 0С Вода tн = 40 0С
Так как
Температура пара в процессе конденсации не изменяется, поэтому tср1 = Тп = 191,7 0С, а средняя температура воды : tср 2 = tср 1-
1.4 Выбор теплофизических характеристик теплоносителей
Теплофизические свойства теплоносителей определяем при их средних температурах и заносим в таблицу 1.
Таблица 1 Теплофизические свойства теплоносителей
1.5 Ориентировочный расчет площади поверхности аппарата. Выбор конструкции аппарата
Ориентировочным расчетом называется расчет площади теплопередающей поверхности по ориентировочному значению коэффициента теплопередачи К, выбираемому из [1, табл. 1.3]. Принимаем К= 800 Вт/(м2×К), поскольку теплота передаётся от конденсирующего пара к воде, тогда ориентировочное значение площади аппарата по формуле (1)
Так как в аппарате горячим теплоносителем является пар, то для обеспечения высокой интенсивности теплообмена со стороны воды, необходимо обеспечить турбулентный режим движения и скорость течения воды в трубках аппарата. Принимаем число Рейнольдса Re = 12000.
Для изготовления теплообменника выберем трубы стальные бесшовные диаметром 25х2 мм.
Необходимое число труб в аппарате n, обеспечивающее такую скорость, определим из уравнения:
где n – количество труб в аппарате, шт.;
d – внутренний диаметр труб, м;
G – массовый расход воды, кг/с;
Re – число Рейнольдса.
Из формулы (4):
Такому числу труб n = 39 шт. и площади поверхности аппарата F =
Проверим скорость движения воды в трубах аппарата:
Значение скорости находится в рекомендуемых пределах, поэтому выбор конструкции аппарата закончен.
1.6 Приближенный расчет коэффициентов теплоотдачи и коэффициента теплопередачи
Приближенным расчетом называется расчет коэффициентов
Коэффициент теплоотдачи при конденсации водяного пара на пучке вертикальных труб без учета температуры стенки рассчитывается по формуле [1, с. 24]:
где G – массовый расход конденсирующегося пара, G = 6,24·10-1 кг/с;
n – число труб в аппарате с наружным диаметром d, шт;
По формуле (5)
Режим движения воды в трубках аппарата:
Для расчета процесса теплоотдачи в закрытых каналах при турбулентном режиме движения и умеренных числах Прандтля (Рr < 80) рекомендуется уравнение [1, с. 23]:
где
Отношение
Принимаем тепловую проводимость загрязнений со стороны греющего пара [2, табл. ХХХI]:
а со стороны воды [2, табл. ХХХI]:
Тогда
Или
где
Так как теплообменная трубка тонкостенная (dвн >
где
По формуле (7)
Расчетная площадь поверхности теплообмена по формуле (1):
Площадь поверхности теплообмена выбранного теплообменного аппарата F=17,5 м2 , что отвечает требуемой поверхности, т.е. для выполнения уточненного расчета оставляем ранее выбранный в ориентировочном расчете аппарат.
1.7 Уточненный расчет коэффициентов теплоотдачи. Окончательный выбор теплообменного аппарата
Уточненным называется расчет коэффициентов теплоотдачи с учетом температуры стенки.
Расчет температуры стенки ведем методом последовательных приближений.
Первое приближение.
Задаемся значением температуры стенки со стороны пара, равным
Расчет коэффициента теплоотдачи при конденсации пара с учетом температуры стенки на пучке вертикальных труб будем вести по формуле [1, с. 24]:
где
Температура пленки:
Для
По формуле (8):
Удельная тепловая нагрузка со стороны пара:
Рассчитываем температуру стенки со стороны воды [1, с.16]:
По формуле (9):
При этой температуре для воды [2, табл. ХXXIX]
(Рrст2 )І= 2,48.
С учетом температуры стенки
Удельная тепловая нагрузка со стороны воды:
Сравнивая (q1)I с (q2)I, приходим к выводу, что 91571,5>>52088, поэтому расчет температуры стенки продолжаем, задаваясь другим значением температуры стенки со стороны пара.
Второе приближение
Задаемся температурой стенки со стороны пара (tст1)II = 105 0С.
Температура пленки:
Для
По формуле (7):
Удельная тепловая нагрузка со стороны пара:
Рассчитываем температуру стенки со стороны воды по формуле (9):
При этой температуре для воды [2, табл. ХXXIX]
(Рrст2 ) = 2,158.
С учетом температуры стенки:
Удельная тепловая нагрузка со стороны воды:
И во втором приближении разница между (q1)ІІ и (q2)II более 5%
Расчет продолжаем, определяя tст1 графически по пересечению линий q1=f(tст1) и q2=f(tст2)
По найденному графически температуре (tст1)ІІІ=104,15С выполняем третий, проверочный расчет.
Температура пленки:
Для
По формуле (7):
Удельная тепловая нагрузка со стороны пара:
Рассчитываем температуру стенки со стороны воды по формуле (9):
При этой температуре для воды [2, табл. ХXXIX]
(Рrст2 )= 2,1.
С учетом температуры стенки:
Удельная тепловая нагрузка со стороны воды:
Сравнивая (q1)III с (q2)ІІІ, приходим к выводу, что отклонение
т.е. не превышает 5%, поэтому расчет можем считать законченным.
Удельные тепловые потоки по обе стороны стенки равны (рис.2)
Рис. 2 Схема процесса теплопередачи
По формуле (7) коэффициент теплопередачи:
Площадь поверхности аппарата определяем по формуле (1):
По [1, табл. 1.8] ГОСТ 15122-79 окончательно выбираем двухходовой аппарат диаметром d=325 мм, с числом труб n = 56 шт, с длиной теплообменных труб L =
1.8 Обозначение теплообменного аппарата
1) Диаметр кожуха D =
2) Тип аппарата ТНВ – теплообменник с неподвижными трубными решётками вертикальный.
3) Условное давление в трубах и кожухе – 0,3 МПа.
4) Исполнение по материалу – М1.
5) Исполнение по температурному пределу – 0 – обыкновенное.
6) Диаметр трубы d=
7) Состояние поставки наружной трубы – Г – гладкая.
8) Длина труб L=
9) Схема размещения труб – Ш – по вершинам равносторонних треугольников.
10) Число ходов – 2.
Группа исполнения – А.
Теплообменник
Рис. 3. Вертикальный двухходовой кожухотрубчатый теплообменник
1-кожух; 2-трубная решетка; 3-трубка, 4-крышка, 5-распределительная камера
2. Конструктивный расчет
Цель конструктивного расчета теплообменных аппаратов с трубчатой поверхностью теплообмена – расчет диаметров штуцеров и выбор конструкционных материалов для изготовления аппаратов, трубных решеток, способ размещения и крепления в них теплообменных трубок и трубных решеток к кожуху; конструктивной схемы поперечных перегородок и расстояния между ними; распределительных камер, крышек и днищ аппарата; фланцев, прокладок и крепежных элементов; конструкций компенсирующего устройства, воздушников, отбойных щитков, опор и т.п [1, стр.42].
2.1 Выбор конструкционных материалов для изготовления аппарата
Материал выбирают по рабочим условиям в аппарате: температуре, давлениям, химическим свойствам теплоносителей и др. При выборе материала пользуемся рекомендациями [1, табл. 2.2] и ГОСТ 15199-79, 15120-79, 15121-79, в которых указаны материалы основных деталей в зависимости от группы материального исполнения.
Группа материального исполнения – М1. Материал: кожуха – В Ст3сп5 ГОСТ 14637-79; распределительной камеры и крышки – В Ст3сп5 ГОСТ 14637-89; трубы – сталь 10 ГОСТ 8733-87 [1, табл. 2.2].
2.2 Выбор трубных решеток, способ размещения и крепления в них теплообменных труб и трубных решеток к кожуху
Трубные решетки изготавливаются обычно цельными, вырезкой из листа. Для надежного крепления трубок в трубной решетки её толщина Sр(min) (в мм) должна быть не менее [1, с. 45]
где с – прибавка для стальных трубных решеток, мм, с =
dн – наружный диаметр теплообменных трубок, мм, dн =
По формуле (11):
Толщину трубной решетки выбираем в зависимости от диаметра кожуха аппарата и уловного давления в аппарате [1, табл. 2.3]:
Sр =
Размещение отверстий в трубных решетках, их шаг регламентируется для всех теплообменников ГОСТ 9929-82.
По [1, с. 46] определяем шаг при размещении труб по вершинам равносторонних треугольников: при dн =
Размещение отверстий в трубных решетках выбранного аппарата показано на рис. 3.
Рис. 4 Размещение отверстий в трубных решетках
Основные размеры для размещения отверстий под трубы 25 х
D0 =
2R =
Число отверстий под трубы в трубных решетках и перегородках по рядам:
0 ряд – 6
1 ряд – 9
2 ряд – 8
3 ряд – 7
4 ряд – 4
Общее число труб в решетке – 56 шт.
Отверстия в трубных решетках выполняем гладкими. По ГОСТ 15118-79 под трубы с наружным диаметром
Крепление труб в трубной решетке должно быть прочным, герметичным и обеспечивать их легкую замену. Применяем для крепления труб способ развальцовки с последующей отбортовкой (рис. 4).
Рис.5 Крепление труб в трубной решетке развальцовкой с последующей отбортовкой
Конец трубы, вставленной с минимальным зазором в отверстие трубной решетки, расширяется изнутри раскаткой роликами специального инструмента, называемого вальцовкой.
По [1, табл. 2.8] в соответствии с ГОСТ 26291-94 принимаем минимальную толщину стенки корпуса S =
2.3 Выбор конструктивной схемы поперечных перегородок и расстояния между ними. Отбойники
Применяем внутренние поперечные перегородки с диаметрально чередующимся в них сегментными средами для поддержания расстояния между трубами (рис. 6).
Рис.6 Конструктивная схема поперечных перегородок
Диаметр отверстий для труб в перегородках
Неподвижные трубные решетки занимают место во впадинах фланцев корпуса и крышек (рис. 7).
Рис. 7 Узел крепления неподвижной трубной решетки: 1 – решетка трубная; 2 – фланец; 3 – прокладка; 4 – трубка теплообменная; 5 – кожух; 6 – крышка.
Для того чтобы теплообменники лучше работали, необходимо обеспечить минимальный зазор между корпусом и перегородкой. Номинальный диаметр Dп поперечных перегородок принимают в зависимости от внутреннего диаметра аппарата [1, с. 58]: Dп =
Взаимное расположение поперечных перегородок фиксируют несколькими стяжками между ними. Стяжки придают пучку жесткость и дополнительную прочность, обеспечивают удобства его сборки. Они представляют собой тяги из круглого прутка, пропущенные через отверстия перегородок и трубных решеток. В промежутке между перегородками надеты распорные трубки. Число стяжек принимаем в зависимости от диаметра аппарата [1, с. 59]:
диаметр стяжек –
число стяжек – 4.
При входе среды (пара) в межтрубное пространство теплообменника часто устанавливают отбойник, который защищает от местного износа трубы, расположенные против входного штуцера (рис. 7).
Рис. 8 Схема размещения отбойника
Отбойник выполняют в виде круглой пластины. Его размер должен быть не меньше внутреннего диаметра штуцера D1, т.е. [1, с. 59].
D = 200+15=215 мм.
Отбойник не должен создавать излишнее гидравлическое сопротивление, поэтому расстояние от внутренней поверхности корпуса до отбойника должно быть [1, с. 59]:
2.4 Выбор крышек и днищ аппарата
Крышки и днища теплообменных аппаратов выбираем в зависимости от диаметра кожуха. Наиболее распространенной формой днищ и крышек является эллиптическая форма с отбортовкой на цилиндр (рис. 8).
Рис. 9 Днище эллиптическое с отбортовкой
По [3, табл. 16.1] выбираем размеры днища эллиптического отбортованного стального диаметром 800 мм:
Sd =
Днище 325 х 6-25 ГОСТ 481-58 [3, табл. 16.1].
Выбранное днище используем для изготовления входной и выходной крышек аппарата.
Марка стали –
2.5 Расчет диаметров штуцеров, выбор фланцев, прокладок и крепежных элементов
Присоединение трубопроводов к теплообменным аппаратам бывает разъемным и неразъемным. Разъемное присоединение труб осуществляется при помощи фланцевых резьбовых штуцеров. При диаметре трубопроводов более
Диаметр штуцера зависит от расхода и скорости теплоносителя [1, с. 64]:
где V – объемный расход теплоносителя, м3/с;
S – площадь поперечного сечения штуцера, м2,
Скорости движения теплоносителей в штуцерах выбирают по [1, табл. 1.4], принимая их несколько большими, чем в аппарате.
Диаметр штуцера:
Диаметр штуцеров для входа и выхода воды рассчитываем по уравнению (13), принимая скорость движения воды в штуцерах равной 2,0 м/с.
Принимаем dш =
Диаметр штуцеров для насыщенного водяного пара и конденсата, расход которых D = 6,24·10-1 кг/с.
Тогда объемный расход пара:
а конденсата:
Тогда, принимая скорость пара в штуцере
Принимаем dп =
Скорость конденсата в штуцере
Принимаем dк =
Принимаем штуцера со стальными плоскими приварными фланцами с соединительным выступом (тип 1 – рис. 10).
Рис. 10 Фланец для штуцеров
Выбираем по Dу и ру = 0,6 МПа [3, табл. 21.9].
Основные размеры фланцев:
· фланцы штуцеров для ввода и вывода воды – Фланец 50-3 ГОСТ 1255-67: Dу =
· фланец штуцера для ввода водяного пара – Фланец 100-3 ГОСТ 1255-67: Dу =100 мм, Dб =
· фланец штуцера для вывода конденсата – Фланец 30-3 ГОСТ 1255-67: Dу =32 мм, Dб = 90мм, Dф =
Для присоединения крышек к корпусу аппарата используем тип 2 диаметром
Рис. 11 Фланец для аппарата
По [3, табл. 21.9] выбираем основные размеры фланцев для аппарата: фланец I-325-3 ГОСТ 1235-67: Dб =
2.6 Проверка необходимости установки компенсирующего устройства
Жесткое крепление трубных решёток к корпусу аппарата и труб в трубной решетке обуславливает возникновение температурных усилий в трубах и корпусе (кожухе) при различных температурах их направления и может привести к нарушению развальцовки труб в решетках, продольному изгибу труб и другим неблагоприятным явлениям.
В случае если трубы нагреваются сильнее, чем кожух, они становятся длиннее кожуха и давят на трубные решетки, стремясь удлинить и сам корпус (кожух). Если напряжения, возникающие при этом в материале трубок и кожуха, превышают допустимые, то появляется необходимость установки компенсирующего устройства (линзы, плавающей головки и т.п.).
По данным [1 табл.1.7] допускаемая разность температур кожуха и труб (не требующая установки компенсирующего устройства) при давлении Рy
Для рассматриваемого теплообменного аппарата температура стенки трубок
(см. подраздел 1.7), а минимальная температура кожуха может быть принята равной температуре пара, т.е. tст (к) = 133 оС.
Разность температур кожуха и трубок
следовательно, установка компенсирующего устройства не требуется.
2.7 Опоры аппарата
Химические аппараты устанавливают на фундаменты или специальные несущие конструкции при помощи опор. Тип опоры выбирают в зависимости от конструкции оборудования, нагрузки и способа установки. При установке вертикальных аппаратов широко применяются лапы на полу или на фундаментах. При наличии нижних опор аппарат устанавливают на три или четыре точки, при подвеске между перекрытиями – на три лапы и более.
Расчетную нагрузку, воспринимаемую опорой аппарата, определяют по максимальной силе тяжести его в условиях эксплуатации или гидравлического испытания (при заполнении аппарата водой) с учетом возможных дополнительных внешних нагрузок от силы тяжести трубопроводов, арматуры и т. д. Вес аппарата (с жидкостью) делится на число "лап", и по допустимой нагрузке на опору выбирают ее основные размеры по [1, табл. 2.13].
Принимаем число лап равным 3, а допустимую нагрузку равную 4000 Н. По [1, табл. 2.13] выбираем основные размеры опор вертикального аппарата при допустимой нагрузке 4000 Н: a=75 мм, a1=95 мм, b=95 мм, с=20 мм, c1=50 мм, h=140 мм, h1=10 мм, S1=5 мм, k=15 мм, k1=25 мм, d=12 мм.
Рис. 12 Опора вертикального аппарата
3. Гидравлический расчет
Цель гидравлического расчета – определение величины сопротивлений различных участков трубопроводов и теплообменника и подбор насоса, обеспечивающего заданную подачу и рассчитанный напор при перекачке воды.
Теплоносители должны подаваться в теплообменный аппарат под некоторым избыточным давлением для того, чтобы преодолеть гидравлическое сопротивление аппарата и системы технологических трубопроводов за аппаратом, переместить теплоноситель из одной точки пространства в другую (например, поднять его) и иметь возможность сообщить ему дополнительную скорость. При этом теплоноситель должен обладать достаточной энергией в заданной точке технологической схемы.
Потери энергии жидкостью и газами при их движении, обусловленные внутренним трением, определяют величину гидравлического сопротиления [1, с. 79].
3.1 Расчет гидравлических сопротивлений трубопроводов и аппаратов, включенных в них
Теплообменные аппараты включаются в трубопроводы, входящие в состав насосных установок, образующих технологические схемы различных пищевых или химических отраслей промышленности. Расчету принадлежит схема насосной установки, предлагаемая в задании на проектировании.
Различают два вида гидравлических сопротивлений (потерь напора): сопротивление трения и местные сопротивления:
где
d – диаметр трубопровода, м;
Для расчета потерь напора в местных сопротивлениях применяют формулу Вейсбаха:
где
3.1.1 Разбивка трубопровода насосной установки на участки:
Гидравлическому расчету подлежит схема, представленная на рис. 12.
Рис. 12 – Схема насосной установки
1 –емкость; 2 – насос; 3 – теплообменник; 5 – стерилизуемый аппарат.
Трубопровод состоит из всасывающей и напорной линий. Всасывающая линия – трубопровод от нижней части емкости до насоса. Напорная линия – участок трубопровода от насоса до теплообменника, теплообменник 3, участок от теплообменника 3 до стерилизуемого аппарата 4.
3.1.2 Определение геометрических характеристик участков трубопровода, скоростей и режимов движения в них теплоносителя
Диаметры всасывающего и напорного трубопроводов определим из уравнения расхода (12), принимая по [1, табл. 1.4] скорость во всасывающем трубопроводе
По ГОСТ 8732-78 [4, таб. 2.34] выбираем трубу для всасывающего трубопровода диаметром
Скорость движения воды на всасывающем участке трубопровода:
а режим движения
где
По ГОСТ 8732-78 [4,таб. 2.34] выбираем трубу для напорного трубопровода диаметром
Скорость движения воды на напорном участке трубопровода
Режим движения воды на напорном участке трубопровода от насоса до теплообменника
Режим движения воды на напорном замкнутом участке трубопровода, включающего теплообменник и стерилизуемый аппарат.
где
3.1.3 Расчет сопротивлений трубопроводов и аппаратов, включенных в них
Всасывающий участок трубопровода
При турбулентном режиме движения гидравлический коэффициент трения
Рассчитаем гидравлический коэффициент трения
Проверим трубу на шероховатость, рассчитав толщину вязкого подслоя
По формуле Дарси-Вейсбаха
Согласно схеме насосной установки (рис. 12) на всасывающей линии имеются следующие местные сопротивления: два плавных поворота на 90
где
Суммарные потери напора на всасывающем участке трубопровода:
Участок напорного трубопровода от насоса до теплообменника
Согласно расчетной схеме (рис. 12) на напорном участке трубопровода от насоса до теплообменника имеется два местных сопротивления: два плавных поворота –
Поэтому
Суммарные потери напора на участке напорного трубопровода от насоса до теплообменника:
Теплообменник
Определим напор, теряемый в местных сопротивлениях теплообменника (рис. 13).
Рис. 13 – Коэффициенты местных сопротивлений теплообменника
Предварительно вычислим площади потока в различных участках.
1. Площадь поперечного сечения штуцера:
2. Площадь поперечного сечения крышки (свободного сечения аппарата)
3. Площадь поперечного сечения 56 труб теплообменника:
Скорости и скоростные напоры в соответствующих сечениях:
Коэффициенты местных сопротивлений:
а) при входе потока через штуцер в крышку (внезапное расширение):
б) при входе потока из крышки в трубы (внезапное сужение):
в) при выходе потока из труб в крышку (внезапное расширение):
г) при входе потока из крышки в штуцер (внезапное сужение):
Вычисляем потери напора в местных сопротивлениях:
а) при входе потока через штуцер:
б) при входе потока из крышки в трубы первого хода аппарата:
в) при выходе потока из труб в крышку:
г) при выходе потока из крышки через штуцер:
д) при повороте из одного хода в другой на 180° (
Суммарные потери напора в местных сопротивлениях теплообменника:
Общие потери напора (по длине и в местных сопротивлениях теплообменника):
Диаметр напорного трубопровода dн =
Участок напорного трубопровода от теплообменника до стерилизуемого аппарата
Участок напорного трубопровода от теплообменника до стерилизуемого аппарата включает следующие местные сопротивления: 6 плавных поворот на 900
Суммарные потери напора в насосной установке (сети)
3.2 Определение требуемого напора насоса
Требуемый напор насоса определяем по формуле:
где Н=8м– высота подъёма жидкости в насосной установке (от насоса), м,
hвс – высота всасывания насоса, hвс=
Рк – давление в стерилизуемом аппарате , Рк = 0,55 МПа;
Рат – атмосферное давление, Рат = 9,81×104 Па;
По формуле (17):
3.3 Выбор типа и марки насоса по расчетному напору и заданной подаче
По полю характеристик V – Н насосов для чистой воды [8, c. 328] по заданной подаче V = 4×10-3 м3/с (14,4 м3/ч) к рассчитанному требуемому напору Нтр =64,4 м выбираем насос по ГОСТ 22247-96: К 290/18б-У2, n=1450 об/мин.
3.4 Построение характеристик насоса и трубопровода. Определение рабочей точки насоса
По каталогу насоса для химических производств [6] строим рабочие характеристики выбранного насоса – зависимости Н = f(V), N = f(V), h = f(V).
Для построения характеристики трубопровода рассмотрим его уравнение (17).
Первые два слагаемых уравнения являются величиной постоянной и определяют собой статистический напор, тогда
где
Так как трубопровод эксплуатируется в квадратичной зоне сопротивлений (Re >105), то зависимость потерь напора в трубопроводе от изменения скоростей носит квадратичный характер, т.е.
где в – коэффициент пропорциональности, определяемый по координатам т. А, лежащей на этой кривой.
Н = f(V), η=f(V)
Для этой точки имеются:
НД = Нтр = 64,4м
Отсюда
Уравнение кривой сопротивления трубопровода, выражающее собой потребные напоры насоса при подаче различных расходов по заданному трубопроводу
Задаваясь различными значениями расходов V, рассчитываем соответствующие им значения Нтр = f(V).
Результаты расчета сводим в таблицу 2.
Таблица 2 Характеристики трубопровода
| V | Нст, м | | | |
| м3/с | м3/ч | |||
| 0 | 0 | 55,3 | 0 | 55,3 |
| 0,0011 | 4 | 0,69 | 55,99 | |
| 0,0016 | 6 | 1,46 | 56,76 | |
| 0,0022 | 8 | 2,76 | 58,06 | |
| 0,0028 | 10 | 4,47 | 59,77 | |
| 0,0039 | 14 | 8,67 | 63,97 | |
| 0,0044 | 16 | 11,03 | 66,33 | |
| 0,0050 | 18 | 14,25 | 69,55 | |
| 0,0055 | 20 | 17,24 | 72,54 | |
По данным таблицы 2 строим характеристику трубопровода Нтр = f(V), отложив на оси ординат величину Нст =55,3 м.
Точка пересечения характеристик насоса и трубопровода определяет рабочую точку А. Координаты рабочей точки:
VА = 16 м3/ч = 0,0044 м3/с; Н =
Ne=
Так как VА = 16 м3/ч больше заданной подачи VА=14,4 м3/ч, то необходимо отрегулировать работу насоса на сеть одним из способов: прикрытием задвижки на напорной линии (дросселирование); уменьшением частоты вращения вала рабочего колеса насоса; обрезкой рабочего колеса.
Заключение
Расчет курсового проекта состоит из трех основных расчетов: теплового, конструктивного и гидравлического.
В тепловом расчете определили необходимую площадь теплопередающей поверхности, в нашем случае F =
В конструктивном расчете произвели расчет диаметров штуцеров, выбрали конструкционные материалы для изготовления аппаратов, трубных решеток, способ размещения и крепления в них теплообменных трубок и трубных решеток к кожуху; конструктивную схему поперечных перегородок и расстояния между ними; распределительные камеры, крышки и днища аппарата; фланцы и прокладки.
В гидравлическом расчете выбрали необходимый насос по полученному требуемому напору, в нашем случае Hтр=64,4 м и заданная подача V=4·10-3 м3/с (234 м3/ч) выбираем насос CR 15-6, мощность которого 5,5 кВт, который обеспечивает заданную подачу и рассчитанный напор при перекачке воды.
Список использованных источников
1. Логинов А.В. Процессы и аппараты химических и пищевых производств (пособие по проектированию) / А.В. Логинов, Н.М. Подгорнова, И.Н. Болгова. – Воронеж: ВГТА, – 2003. – 264 с.
2. Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособ. для студ. химико-технол. спец. вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков; Под ред. П.Г. Романкова. – 8-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1976. – 552 с.
3. Лащинский А.А. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник / А.А. Лащинский, А.Р. Толчинский; Под ред. Н.Н. Логинова. – 2-е изд; перераб. и доп. – Л.: Машиностроение, 1970. – 753 с.
4. Ю.И. Дытнерский, Г.С. Борисов, В.П. Брыков. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / Под ред. Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и допол. – М.: Химия, 1991. – 496 с.
5. Насосы и насосные установки пищевых предприятий: Учеб. пособие / А.В. Логинов, М.Н. Слюсарев, А.А. Смирных. – Воронеж: ВГТА, 2001. – 226 с.
6. А.Г Касаткин Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов.- 10-е изд., стереотипное, доработанное. Перепеч. С изд. 1973г.- М.: ООО ТИД "Альянс", 2004.-753с.
