Расчет и проектирование установки для очистки газовоздушной смеси от аммиака для предотвращения вредного выброса в атмосферу, страница 15

Примем, что коррозия трубопровода незначительна.

Фактическая скорость воды в трубе ω, м/с:

                                                                                                                             (4.3.2)

Критерий Рейнольдса Re находится по формуле:

                                                                                                                             (4.3.3)

где  ρ – плотность воды при 20 °С, кг/м³ (равная 1000 кг/м³);

μ – динамическая вязкость воды при 20 °С, Па·с (равная 1·10^-3 Па·с).

Режим течения принимаем турбулентным, так как Re > 3000.

Примем абсолютную шероховатость труб равной Δ = 2·10^-4 м.

Относительная шероховатость трубы е:

                                                                                                      (4.3.4)

Найдем следующие соотношения:

Так как 2778 < Re = 109200 < 155556, то расчет коэффициента трения λ проводим для зоны смешанного трения:

                                                      (4.3.5)

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений, используя данные источника [5, стр. 14-15].

Для всасывающей линии:

А) вход в трубу (принимаем с острыми краями) – ξ₁ = 0,5;

Б) прямоточные вентили – ξ₂ = 0,66 (найдено с помощью интерполяции данных);

В) отвод – ξ₃ = 0,09.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии Σξ^/:

                                                                                                      (4.3.6)

Для нагнетательной линии:

1) отвод – ξ₁ = 0,105;

2) нормальные вентили – ξ₂ = 4,4 (найдено с помощью интерполяции данных);

3) выход из трубы – ξ₃ = 1.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений в нагнетательной линии Σξ^//:

                                                                                                                  (4.3.7)

Потерянный напор во всасывающей линии h_п.вс, м:

                                                                                                      (4.4.8)

где  l_вс – длина трубопровода на линии всасывания, м (равная 10 м).

Потерянный напор в нагнетательной линии h_п.наг, м:

                                                                                                                  (4.4.9)

где  l_наг – длина трубопровода на линии нагнетания, м (равная 40 м).    

Общие потери напора h_п, м:

                                                     (4.4.10)

Найдем потребный напор насоса H, м:

                                                     (4.4.11)

где  p₂ – давление в аппарате, в который подается жидкость, Па (в абсорбере давление равно 0,1 МПа);

p₁ – давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость, Па (принимаем, что десорбер также работает при нормальном давлении – 0,1 МПа);

g – ускорение свободного падения, м/с² (равное 9,81 м/с²);

H_г – геометрическая высота подъема жидкости, м (по заданию принимаем равной 15 м).

Такой напор при заданной производительности обеспечивается центробежными насосами согласно таблице 1 Приложения 1.1 источника [5, стр. 38]. Учитывая широкое распространение этих насосов в промышленности ввиду достаточно высокого коэффициента полезного действия, компактности и удобства комбинирования с электродвигателями, выбираем для последующего рассмотрения именно эти насосы.

Полезная мощность насоса N_п, кВт, найдем по формуле:

                                                                                                                            (4.4.12)

Согласно источнику [5, стр. 20] в тех случаях, когда в центробежных насосах вал электродвигателя непосредственно соединяется с валом насоса, коэффициент полезного действия передачи от электродвигателя к насосу равен η_пер = 1. Коэффициент полезного действия насоса примем равным η_н = 0,6 (для центробежных насосов средней производительности согласно источнику [5, стр. 38]).

Мощность на валу двигателя N, кВт:

                                                                                                    (4.4.13)