Проект системы охлаждения уксусной кислоты производительностью 15 кг/с

Скорость потока в наиболее узком сечении [2, таб. 2.3]

  

В межтрубном пространстве следующие местные сопротивления: вход и выход жидкости через штуцера, 22 поворотов через сегментные перегородки по их числу X=22, и 23 сопротивлений трубного пучка при его обтекании (X+1)

 

 

 

3.4 Вывод

 

Из расчетов видно теплообменный аппарат оптимальный для охлаждения уксусной кислоты т. к. запас теплообмена F составляет 6% , разность давления в трубном =2457,7 Па и межтрубном пространстве =3500 Па.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Расчет дополнительного аппарата

 

4.1. Подбора насоса

Подобрать насос для перекачивания воды при температуре 150С из открытой емкости в аппарат, работающий под избыточным давлением 0,2 МПа. Расход воды 4.3.10-2 м3/с. Длина трубопровода  на линии всасывания 40 м, на линии нагнетания 40 м. На линии нагнетания имеется:  1 нормальный вентиль и 1 отвод под углом 900.   На  всасывающем  участке трубопровода  установлено 1 нормальный вентиль.

Проверить возможность установки насоса на высоте 3 м над уровнем воды в емкости.

а) Выбор трубопровода.

Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения воды, равную 2 м/с. Тогда диаметр рассчитываем  по формуле:

,где  Q – объёмный расход, м3/с; ω – скорость потока, м/с.

 

м

Примем, что трубопровод стальной, коррозия незначительна.

 б) Определение потерь на трение и местные сопротивления. Находим критерий Рейнольдса:

т. е. режим турбулентный. Абсолютную шероховатость трубопровода принимаем

 ∆ = 2∙104 м. Тогда

е =∆∕d = 2∙10-4/0,165= 0,00012

Далее получим:

;    ;    ;   8250< Re < 285142

Таким образом, в трубопроводе имеет место смешанное трение:

λ =0,11(е + 68/Rе)0,25

λ = 0,11(0,00012+ 68/285142)0,25=0,015

Определим  сумму  коэффициентов  местных  сопротивлений отдельно для всасывающей и нагнетательной линий.

 

 

 

 

 

 

Для всасывающей линии:

1. Вход в трубу (принимаем с острыми краями): ξ1 = 0,5.
2. Нормальный вентиль:   для   d = 0,165 м  ξ = 4.4.

Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии

∑ξ = ξ1+ ξ 2 = 0,5 +4.4 = 4.9

Потери напора при всасывание

Для нагнетающей линии:

1. Выход из трубы (принимаем с острыми краями): ξ1 = 1.
2. Нормальный вентиль:   для   d = 0,165 м  ξ2 = 4.4.
3. отвод под углом 900 для   d = 0,165м  ξ3 = 1.1.

∑ξ = ξ1+ ξ 2 + ξ 3 = 1 +4.4 +1,1 = 6.5

;

Потери напора при нагнитании:

;

Общие потери напора:

;

Полный напор развиваемый насосом:

;

Полезная мощость насоса:

;

для центробежного насоса средней производительностью, применим

найдем мощность на валу двигателя по формуле:

N= NП/(η)= 13/0.6 =21.6 кВт

 

  По [1 табл.2,5] устанавливаем, что заданным подаче и напору, больше всего соответствует центробежный насос марки X 20/18, для которого в оптимальных условиях работы Q = 4,5-10-2 м3/с, H = 20 м, ηH = 0,6. Насос обеспечен электродвигателем ВАО-72-2 номинальной мощностью NН = 30 кВт. Частота вращения вала п = 48,3 оборот/с.

Заключение

 

В данном курсовом проекте проведены тепловые и гидравлические расчеты, а так же подбор насоса, для подачи среды (воды) в теплообменный аппарат.

1. Теплообменный аппарат «кожухотрубный» ГОСТ 15122-79; диаметром кожуха D=800 мм; числом ходов z=6; площадь теплообмена F=211.5 м2.

Подобран насос с оптимальными показателями - марки  X 20/18 с номинальной мощностью     NН = 30 кВт. На основании данных расчетов курсового проекта составлена графическая часть:

1. Технологическая схема установки для охлаждения уксусной кислоты с производительностью 15 кг/с.
2. Чертеж теплообменного аппарата «кожухотрубный» ГОСТ 15122-79 на формате А1

Таким образам, цель моего курсового проекта: разработка системы охлаждения уксусной кислоты производительностью 15 кг/с  - достигнута.

 

 

 

 

Литература

 

 

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А., «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии». Л.: Химия, 2004.
2. Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. и другие, «Основные процессы и аппараты химической технологии». М.: Химия, 1991
3. «Справочник химика» под ред. Никольского т.3, Л.: Химия, 1971
4. Лащинский А.А., Толчинский А.Р., «Основы конструирования и расчета химической аппаратуры». Л.: Машиностроение, 1970