Расчет и проектирование абсорбционной установки непрерывного действия для улавливания паров метанола из газовой смеси (воздушной) водой, страница 19

где  h_п.вс - потерянный напор во всасывающей линии, м;

λ – коэффициент трения;

l – длина трубопровода, м;

d – диаметр трубопровода, м;

ξ – коэффициенты местных сопротивлений на линии всасывания;

ω – фактическая скорость воды в трубе, м/с.

Примем длину трубопровода на этом участке l = 5 м.

Для нагнетательной линии:

1)  вентиль нормальный для d =0,021 м: ξ1 = 8,0,

2)  отвод под углом 90⁰ для d =0,021 м, =6: ξ2 = 0,09,

3) выход из трубы: ξ3 = 1.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений на нагнетательной линии:

                                                                       (3.2.52)

.

Потерянный напор на нагнетательной линии:

,                                                                       (3.2.53)

где  h_п.наг - потерянный напор вна нагнетательной линии, м;

λ – коэффициент трения;

l – длина трубопровода, м;

d – диаметр трубопровода, м;

ξ – коэффициенты местных сопротивлений;

ω – фактическая скорость воды в трубе, м/с.

Примем длину трубопровода на этом участке l = 20м.

Общие потери напора h_п , м:

h_п = h_п.вс + h_п.наг ,                                                                            (3.2.54)

 h_п = 1,202 + 5,29 = 6,492

Выбор насоса.

Находим потребный напор насоса:

,                                                                    (3.2.55)

где  H – требуемый напор насоса, м.вод.ст;

Р – давление в аппарате, Па;

Р₀ –  давление при нормальных условиях, Па;

H_г – геометрическая высота подъема жидкости, м;

h_п – общие потери напора, м.

Примем H_г = 15 м.

Такой напор при заданной производительности обеспечивается одноступенчатым центробежным насосом (см. Приложение 1.1 (Таблица 1) /1/).. Учитывая широкое распространение этих насосов в промышленности ввиду их достаточно высокого к.п.д., компактности и удобства комбинирования с электродвигателем, выбираем насос именно такого класса.

Полезную мощность насоса определим по формуле

N_п = V_вод ∙ ρ_ж ∙ g ∙ Н,                                  (3.2.56)

где N_п  — полезная мощность насоса, Вт

N_п = 0,567∙10^-3 ∙997,4 ∙ 9,81 ∙ 21,359 = 118,5.

Мощность двигателя на валу

N =  _,                                                           (3.2.57)

где N — мощность двигателя на валу, Вт;

           , —  коэффициенты полезного действия соответственно насоса и передачи от электродвигателя к насосу.

Принимаем =1 и =0,5 (для центробежных насосов малой производительности), тогда мощность на валу двигателя:

N = = 237.

По Таблице 1 приложения 1.1 /1/ находим, что заданному напору более всего соответствует центробежный насос марки Х8/30, который при оптимальных условиях работы обеспечивает расход 2,4∙10^-3 м³/с и напор 24 м ст. жидкости при = 0,5. Насос обеспечен электродвигателем А02-32-2 номинальной мощностью N_н = 4 кВт, = 0,82.   Частота вращения вала n = 48,3 с^-1.

Определим предельную высоту всасывания. По формуле рассчитаем запас напора на кавитацию:

h_з = 0,3 ∙ (V_вод ∙ n²),                                (3.2.58)

где h_з — запас напора, необходимый для исключения кавитации, м.

h_з = 0,3 ∙ (0,567∙10^-3 ∙ 48,3²)=  0,36.

Устанавливая насос в технологической схеме, необходимо учитывать, что высота всасывания Н_вс не должна превышать значения, вычисленного по формуле

Н_вс  ,            (3.2.59)

где Н_вс — высота всасывания, м;

— давление насыщенного пара перекачиваемой жидкости при рабочей температуре, Па. По таблицам давлений водяного пара /4/ найдём, что при 23 ⁰С  = 2,809∙10³. Тогда по формуле  (3.2.59):

Н_вс    8,34.          

Следовательно, насос должен быть установлен не выше, чем 8,34 м над уровнем воды в ёмкости.

3.4.2 Расчет насоса для подачи поглотителя в холодильник.

Выбор трубопровода.

 Плотность воды при температуре ее подачи в холодильник (t = 16 ⁰C): ρ_воды = 998,8 кг/м³.

Объемный расход жидкости для холодильников V, м³/с:

,                                       (3.2.60)

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