Расчет и проектирование абсорбционной установки непрерывного действия для улавливания паров метанола из газовой смеси (воздушной) водой, страница 18

∆Р_кол - гидравлическое сопротивление колонны, Па;

Р– давление, при котором работает абсорбер, Па;

Р_о –давление при нормальных условиях, Па.

∆Р_кол = ∆Р,                                                          (3.2.42)

 

∆Р – гидравлическое сопротивление насадочного слоя, Па.

∆Р_кол = 3768,

Полезная мощность газодувки N_п, Вт:

                                                                            (3.2.43)

Принимая η_пер = 1 и η_п = 0,7 получим мощность на валу двигателя N_дв, Вт:

,                                                                            (3.2.44)

.

По таблице 10 (Приложение 1.1) /1/, находим, что полученным данным лучше всего удовлетворяют две одинаковые газодувки, расположенные последовательно на трубопроводе:  ТГ – 300 – 1,18 (V = 5,0 м³/с, ∆Р = ρgh = 18 кПа); газодувка снабжена электродвиготелем типа ВО2 – 315М – 2 мощностью 160 кВт; частота вращения вала т = 50,0 с^-1.

3.4 Расчет и подбор насосов

3.4.1 Расчет насоса для подачи поглотителя в абсорбер

Выбор трубопровода.

Необходимо рассчитать и подобрать насос для подачи поглотителя (воды) в холодильник при заданных для него условиях, т.е. при  начальной температуре  жидкости 16 ⁰С насос должен преодолеть давление 0,1 МПа и  гидравлическое сопротивление в трубах в размере 367,55Па.

Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения воды, равную 1,2 м/с. Тогда диаметр труб равен /1/:

,                                                                    (3.2.45)

где  d – диаметр трубопровода, м;

V_ж – объемный расход поглотителя, м³/с;

ω - скорость воды в трубопроводе, м/с.

.

На основе расчета выбираем трубопровод из углеродистой  стали наружным диаметром 0,025 м и толщиной стенок 2 мм. Тогда внутренний диаметр d = 0,021 м.

Фактическая скорость воды в трубе равна /1/:

,                                                                            (3.2.46)

где  ω - фактическая скорость в трубе, м/с;

d – внутренний диаметр трубопровода, м.

Определим потери на трение и местные сопротивления.

Критерий Рейнольдса для потока в трубопроводе:

,                                                                        (3.2.47)                                                                      

где  Re – критерий Рейнольдса;

ω - фактическая скорость в трубе, м/с;

d – диаметр трубопровода, м;

ρ_ж– плотность жидкого поглотителя, кг/м³;

μ_ж – динамический коэффициент вязкости жидкого поглотителя, Па*с.

Температура воды, поступающей в абсорбер t = 23 ⁰С.

μ_ж = 0,941*10^-3 Па*с

ρ_ж = 997,4 кг/м³

 

Тогда критерий Рейнольдса равен:

Т.к. Re >10000, то развивается турбулентный режим течения воды.

Примем абсолютную шероховатость равной Δ = 1∙10^-4 (трубы стальные и новые), тогда относительная шероховатость:

е = Δ /d,                                                                    (3.2.48)

где  d – внутренний диаметр трубопровода.

е = 10^-4/0,021 = 4,76∙10^-3

В турбулентном потоке различают три зоны, для которых коэффициент λ рассчитывают по разным формулам. Для выбора формулы определим значения следующих величин

 = = 210,

 = = 2100,

 = = 117647.

Т.к. < Re <, то коэффициент трения рассчитываем для зоны смешенного трения /1/ по формуле:

λ = 0,11 ∙,                                                                                                              (3.2.49)

λ = 0,11 ∙,

Определим коэффициенты местных сопротивлений:

Для всасывающей линии:

1)  вход в трубу (с острыми краями): ξ1 = 0,5,

2)  прямоточный вентиль: для d =0,021 м   при Re < 3∙10⁵ :  ξ2 = 0,80,

3) коэффициент сопротивления плавного отвода, примем отношение=6:  ξ3 = 0,09.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:

                                                                       (3.2.50)

Потерянный напор во всасывающей линии:

,                                                                       (3.2.51)