Расчет насоса и теплообменного аппарата (стр. 1 из 2)
Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет»
Кафедра «Машины и аппараты химических производств»
Пояснительная записка к домашнему заданию
Тема: «Расчет насоса и теплообменного аппарата»
Вариант № 10
Выполнил студент
группы ХТБ-316
Леонов В. Е.
Проверил
профессор Калекин В. С.
Омск-2009
Содержание
Введение
1. Насос
2. Кожухотрубчатый теплообменник
1. Расчет центробежного насоса
1.1 Задание
1.2 Решение
2. Расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата
2.1 Задание
2.2 Решение
3. Библиографический список
Введение
1. Насос
Для того чтобы выбрать соответствующий насос, необходимо найти напор, развиваемый насосом, а также мощность насоса.
Напор насоса – энергия, сообщаемая насосом единице веса перемещаемой жидкости.
Полезная мощность – мощность, сообщаемая насосом перемещаемой жидкости:
Мощность на валу (эффективная):
Коэффициент полезного действия насоса – произведение трех коэффициентов, характеризующих отдельные виды потерь энергии в насосе:
насос мощность гидравлический энергия
Потери энергии в насосе подразделяются на гидравлические, объемные и механические.
Гидравлические потери энергии связаны с трением жидкости и вихреобразованием в проточной части.
Теоретический напор, создаваемый насосом, больше действительного напора на величину гидравлических потерь:
Гидравлический КПД – отношение действительного напора к теоретическому:
Объемные потери связаны с перетеканием жидкости через зазоры из области повышенного в область пониженного давления, а также утечками через уплотнения. Часть теряемой энергии учитывается объемным КПД:
К механическим потерям относят трение в подшипниках, в уплотнениях вала, потери на трение жидкости о нерабочие поверхности рабочих колес (дисковое трение). Величина механических потерь оценивается механическим КПД:
Значения КПД насосов находятся в пределах 0,6-0,9.
Мощность насоса:
[1]2. Кожухотрубчатый теплообменник
При выполнении тепловых расчетов трубчатых теплообменных аппаратов коэффициент теплопередачи обычно определяется по формуле для плоской стенки:
При проектировании новых теплообменных аппаратов обязательно нужно учесть возможность загрязнения теплообменной поверхности и принять соответствующий запас. Учет загрязнения поверхности производят двумя способами: либо путем введения так называемого коэффициента загрязнения на который умножается коэффициент теплопередачи, рассчитанный для чистых труб:
либо путем введения термических сопротивлений загрязнений:
Коэффициенты теплопередачи, входящие в уравнения, определяются из критериальных выражений вида Nu=f(Re;Pr;Gr).
При подборе стандартизированного теплообменника задаются ориентировочным значением коэффициента теплопередачи K. Затем по справочникам подбирают теплообменник и далее проводят расчет поверхности теплопередачи по рассмотренной схеме. При удовлетворительном совпадении расчета площади теплообмена тепловой расчет теплообменника заканчивают и переходят к его гидравлическому расчету, целью которого является определение гидравлического сопротивления теплообменника [1].
1. Расчет центробежного насоса
1.1 Задание
Подобрать насос для перекачивания воды при из открытой емкости в аппарат, работающий под избыточным давлением 0,2 МПа. Расход воды геометрическая высота подъема длина трубопровода на линии нагнетания длина трубопровода на линии всасывания На линии нагнетания 2 вентиля, 2 отвода под углом с радиусом загиба на линии всасывания 1 вентиль.
1.2 Решение
Скорость течения жидкости в насосе изменяется в пределах Принимаем скорость течения воды
Из уравнения для объемного расхода перекачиваемой жидкости находим диаметр трубопровода:
Определим критерий Рейнольдса:
где - плотность воды (прил. 6) [2];
- динамический коэффициент вязкости воды при (прил. 10) [2].
Значение средней шероховатости для стальных труб с незначительной коррозией (прил. 7) [2]:
Относительная шероховатость:
Определяем коэффициент трения:
Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений отдельно для всасывающей и нагнетательной линий (прил. 8) [2]:
Для всасывающей линии:
1) вход воды в трубопровод:
2) прямоточный вентиль:
Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии:
Потерянный напор во всасывающей линии:
Для нагнетательной линии:
1) прямоточные вентили:
2) отводы: коэффициент A=1, коэффициент B=0,11;
3) выход из трубы:
Сумма коэффициентов местных сопротивлений в
нагнетательной линии:Потерянный напор в нагнетательной линии:
Общие потери напора:
Находим полный напор насоса:
Подобный напор при заданной производительности обеспечивается центробежными насосами.
Определяем полезную мощность насоса:
КПД центробежного насоса изменяется в пределах 0,4-0,7. Принимаем и
Найдем мощность на валу двигателя: 
По таблице (прил. 21) [2] устанавливаем, что заданным подаче и напору больше всего соответствует центробежный насос марки Х45/54. Насос обеспечен электродвигателем А02-62-2.
2. Расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата
2.1 Задание
Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между двумя вводно-органическими растворами. Горячий раствор (фенол) в количестве охлаждается от до Начальная температура холодного раствора (воды) равна Допустимая потеря давления 0,015 МПа.
2.2 Решение
В качестве охлаждающего агента принимаем воду, имеющую начальную температуру
конечную температуру 
Примем следующую схему распределения температур в теплообменнике: