книги / Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.-1

Рис» 137 (к w w pa tM ifl задач* 1.38},

Рис, 1.28 (к контрольной аадач* 1,94),

вдвое? Задачу решить в двух вариантах: а) считая, что оба ре­ жима (старый и новый) находятся в области ламинарного течения; б) считая, что оба режима находятся в автомодельной области.

1.33. Жидкость относительной плотности 0,9 поступает само­ теком из напорного бака, в котором поддерживается атмосферное давление, в ректификационную колонну (рис. 1.27). Давление в колонне 0,4 кгс/см2 (~40 кПа) по манометру (ризб). На какой высоте х должен находиться уровень жидкости в напорном баке над местом ввода в колонну, чтобы скорость жидкости в трубе была 2 м/с. Напор, теряемый на трение и местные сопротивле­ ния, 2,5 м. Применить уравнение Бернулли.

1.34.86% раствор глицерина спускается из напорного бака 1

ваппарат 2 по трубе диаметром 29x2 мм (рис. 1 28). Разность уровней раствора 10 м. Общая длина трубопровода ПО м. Опре­ делить расход раствора, если относительная плотность его 1,23, а динамический коэффициент вязкости 97 мПа-с. Местными сопротив­ лениями пренебречь. Режим течения принять ламинарным (с после­ дующей проверкой). Уровень раствора в баке считать постоянным.

1.35. 20 т/ч хлорбензола при 45 °С перекачиваются насосом из реактора / в напорный бак 2 (рис. 1.29). В реакторе над жид­

баке атмосферное давление. Трубопро­ вод выполнен из стальных труб с не­ значительной коррозией диаметром 76 х X 4 мм, общей длиной 26,6 м. На трубопроводе установлены 2 крана, диафрагма (d0 = 48 мм) и 5 отводов под углом 90° (R jd = 3). Хлорбензол пе­ рекачивается на высоту Н = 15 м.

Ряс. 1.29 (к контрольной задаче 1.35),

Рис. 1.31 (к контрольной задаче 1.52). Воздух

1.49. Центробежный насос имеет сле­ дующую паспортную характеристику:

Сколько воды будет подавать этот на­ сос, если поставить его работать на сеть контрольной задачи 1.48? (Найти рабочую точку).

1.50.Вентилятор подает воздух, заса­ сывая его из атмосферы. Подача вентиля­

тора 12 500 м3/ч. Какое массовое количество воздуха подает вентилятор зимой (/ = —15 °С) и летом (t = 30 °С)?

1.51.Определить давление, развиваемое вентилятором, кото­ рый подает воздух из атмосферы при температуре 18 °С в про­ странство с избыточным давлением 43 мм вод. ст. Потери давления

втрубопроводе 275 Па, скорость воздуха в нем 11,5 м/с.

1.52.Какое абсолютное давление (в кгс/см2) должен иметь воздух, подаваемый в монтежю (рис. 1.31) для подъема серной кислоты относительной плотности 1,78 на высоту 21 м? Гидрав­ лическими потерями пренебречь.

1.53.Скорость струи на выходе из диффузора горизонтального

водоструйного насоса (см. рис. 2.10) 2,35 м/с. Вода выходит из диффузора под атмосферным давлением. Диаметр выходного отверстия диффузора 62 мм, диаметр отверстия сопла (сечение /) 30 мм. Пренебрегая потерями, определить теоретическую вы­ соту Н на которую может быть поднята откачиваемая вода из открытого резервуара.

1.54. Определить гидравлическое сопротивление слоя сухой насадки высотой 3 м, состоящей из керамических колец 15x15 X X 2 мм. Через насадку просасывается воздух при 20 °С и атмос­ ферном давлении со скоростью 0,4 м/с (скорость фиктивная).

Г л а в а 2

НАСОСЫ. ВЕНТИЛЯТОРЫ. КОМПРЕССОРЫ

ОСНОВНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

1. Полный напор, развиваемый насосом (рис. 2.1), опреде­ ляется уравнением

3 Павлов К. Ф. и др.

трубопроводе, м/с; швс — скорость жидкости во всасывающем трубопроводе, м/с

Pg

Формулы (2.1) и (2.2) получаются из уравнения Бернулли, составленного для соответствующих сечений потока. Формула (2.2) применяется при испытании действующих насосов, а формула (2.1) — при проектировании насосных установок.

2. Мощность N (в кВт), потребляемая двигателем насоса:

Здесь Q — объемная производительность (подача) насоса *, м®/с; р — плот­ ность перекачиваемой жидкости, кг/м3; g = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения; Н — полный напор, развиваемый иасосом, в метрах столба перека­ чиваемой жидкости; ч — общий к. п. д. насосной установки, представляющий собой произведение к. п. д. насоса Чн> к. п. д. передачи Чп и к. п. д. двшателя Чд:

С запасом на возможные перегрузки двигатель к насосу уста­ навливается несколько большей мощности /Ууст, чем потребляе­ мая мощность:

/^уст **p/v.

* В учебника:: по насосным и вентиляторным установкам объемный расход жидкости (газа), подаваемой насосом (вентилятором), обычно обозначают через Q.

N. кВт и N, кВт 13

Коэффициент запаса мощности Р берется в зависимости от

где А — атмосферное давление; ht — давление насыщенного пара всасываемой жидкости при температуре перекачивания /; £ Л — потери высоты всасывания, включающие затрату энергии на сообщение скорости потоку жидкости и пре­ одоление инерции столба жидкости во всасывающем трубопроводе, а также на преодоление трения и местных сопротивлений во всасывающей линии; с уве­ личением частоты вращения (числа оборотов) насоса £ h возрастает.

Атмосферное давление А зависит от высоты места установки насоса над уровнем моря (табл. XIX).

Давление насыщенного пара вса­ сываемой жидкости ht определяется ее температурой. Для воды зависи­ мость величины ht от температуры представлена в табл. 2.2.

Практически для определения допускаемой высоты всасывания (в м) при перекачивании воды поршневы­ ми насосами рекомендуется пользо­ ваться данными табл. XX.

Рис, 2.2, Схема поршневого насоса,

3*

4. Производительность поршне­ вого насоса Q (в м3/с):

а) простого действия и дифферен­ циального

5. Напор и производительность центробежного насоса при данной частоте вращения зависят друг от друга. Если на график этой зависимости, называемый характеристикой насоса, нанести кривую характеристики сети (рис. 2.3), то пересечение обеих кривых даст так называемую рабочую точку, определяющую напор и производительность насоса при работе его на данную сеть.

тывается по формуле.

ht — hn вс — ^кав>

где А — атмосферное давление, h%— давление насыщенного пара всасываемой жилкостн, Лп вс — гидравлическое сопротивление всасывающей линии, вклю­ чая затрату энергии на сообщение скорости потоку жидкости, Лкав — кавита­ ционная поправка (уменьшение высоты всасывания во избежание кавитации), зависящая от производительности насоса Q (в м3/с) и частоты вращения п

6.Давление (точнее — повышение давления), создаваемое вен­

тилятором * при подаче воздуха (рис. 2.4):

* Это давленье в учебниках по вентиляционным установкам иногда назы­ вают полным напором вентилятора и обозначают буквой Н .

вентилятора при изменении частоты вращения в небольших пределах определяется формулой (2.8).

На рис. 2.5 показана примерная характеристика центробеж­ ного вентилятора при разных частотах вращения.

8. Теоретическая величина работы Laa (в Дж/кг), затрачи­ ваемой одноступенчатым компрессором при адиабатическом (изсънтропическом) сжатии 1 кг газа, может быть подсчитана по фор­ муле:

Температура газа в конце процесса адиабатического сжатия определяется уравнением:

k - \

Мощность N (в кВт), потребляемая двигателем одноступен­ чатого компрессора, сжимающего G кг газа в 1 ч от начального давления рх до конечного давления р2> рассчитывается по фор­ муле:

где ч — общий к п д компрессорной установки

9.Производительность Q (в м3/с) поршневого компрессора

простого действия определяется по уравнению:

70