Проектирование трубопроводной системы. Критерий Рейнольдса. Пневмогидравлическая схема

Министерство образования и науки Российской федерации

ФГАОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н.ЕЛЬЦИНА»

Химико-технологический институт

Кафедра «Машины и аппараты химических производств»

РАССЧЕТНО ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ ПО ГИДРАВЛИКЕ

Тема:  «Проектирование трубопроводной системы»

Руководитель доц., канд. техн. наук

Студент гр. Х-                            

Екатеринбург

2012
СОДЕРЖАНИЕ

Введение  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   3

Расчет  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  4

Приложение (пневмогидравлическая схема).  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  6

Библиографический список  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 7

ВВЕДЕНИЕ

Цель проекта – разработка трубопроводной системы для подачи 80% раствора серной кислоты (200 м³/час) в аппарат, расположенный на высоте 20 м. Количество поворотов трубопровода на 90^° – 16 штук. Длина горизонтальных участков трубы – 42 м.

Необходимо подобрать материал и размер трубы, разработать пневмогидравлическую схему в узлах транспортировки кислоты и выбрать нужный насос.

РАСЧЕТ

Для 80% серной  кислоты, при температуре 20^°С, по номограммам [2,с.22] найдем плотность и вязкость:

µ = 16,37·10^-3 Па·с, ρ = 1,7272 г/см³. 

Скорость потока ϖ в трубопроводе примем равной 2,5 м/с [1,с.17]. Тогда, по формуле [1,с.17], получим внутренний диаметр трубы

d м

Так как труб с таким диаметром не изготавливают, подберем трубу из установленного стандартного ряда. В данном случае, в качестве материала, из которого изготавливается труба, используем полипропилен. Данный полимер устойчив в серной кислоте. Из сортамента [3,с.1] выберем стандартную трубу:

d/D = 200/225, где d – внутренний, а D – внешний диаметр трубы.

Проведем перерасчет, сохранив при этом расход. В таком случае, получим новую (реальную) скорость потока в трубопроводе:

м/с

Вычислим критерий Рейнольдса [1,с.17]:

            

Для полипропилена среднее значение шероховатости стенок трубы [1,с.519] примем e = 0,015.                    

Тогда, по графику зависимости коэффициента трения от критерия Рейнольдса и степени шероховатости [1,с.22] получим λ = 0,022.

Две задвижки (ζ = 0,5), обратный клапан (ζ = 0,5) и 16 поворотов (ζ = 0,5)  [1,с.521] дают нам

Зная сумму коэффициентов местных сопротивлений можно посчитать полное гидравлическое сопротивление сети [1,с.25]:

, где h_под – высота подъема жидкости, L – общая длина трубопровода.

 

Па

Потребляемая насосом мощность определяется по формуле [1,с.69]:

, где η – КПД насоса (примем его равным 0,8). Тогда потребляемая мощность будет равна:

кВт

Зная потребляемую мощность N и расход Q, выберем марку насоса по таблице [4,с.1]– К 200-150-315.

Приложение

Рис. 1  Пневмогидравлическая схема

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. К.Ф. Павлов  «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» К.Ф. Павлов , П.Г. Романков, А.А Носков. – М: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 576 с.

2. Е.М. Шадрина, «Определение теплофизических свойств газов, жидкостей и водных растворов веществ» Е.М. Шадрина, Г.В. Волкова – Иваново: Иван. гос. хим.-технол. ун-т., 2009. – 80с.

3.Всё про трубы [Электронный ресурс]; Сортамент труб из полимерных материалов. – Режим доступа:

4.”Силиум” Официальный дистрибьютор POWTRAN в России [Электронный ресурс]; Химические центробежные насосы серии ХМ. – Режим доступа:

/index.php?option=com_content&view=article&id=78&Itemid=59