Материал: Пример расчёта курсовой подбор насоса
Второй способ расчёта представляется наиболее удовлетворительным, поскольку имеющиеся справочные данные хорошо ложаться на прямую в координатах ln(µ)=f(1/T). Что касается эмпирических методов, то подходящий метод необходимо подбирать для каждого соединения, проверяя сходимость метода на имеющихся справочных данных.
Вязкость фенола при средней температуре в теплообменнике:
μ_вк := linterp(tμвк,μвк,tто) = 1.231 мПа.с
Вязкость смеси при средней температуре в теплообменнике:
μто := 10x log(μ_нк3)+(1−x) log(μ_вк) = 0.778 мПа.с
Рис. 2. Нахождение вязкости изопропилбензола при средней температуре в теплообменнике.
12
Таблица местных сопротивлений
Источник данных [2, табл. XIII]
|
Диафрагма: |
|
Отвод: |
Нормальный вентиль: |
||||||||||
|
jD := 0 ..21 |
|
jO := 0 ..6 |
|
jV := 0 ..8 |
|||||||||
mDjD := ξDjD := |
RdjO :=ξOjO := |
DVjV :=ξVjV := |
||||||||||||
|
0.02 |
|
7000 |
|
|
1 |
|
0.21 |
|
|
13 |
|
10.8 |
|
|
0.04 |
|
1670 |
|
|
2 |
|
0.15 |
|
|
20 |
|
8 |
|
|
0.06 |
|
730 |
|
|
4 |
|
0.11 |
|
|
40 |
|
4.9 |
|
|
0.08 |
|
400 |
|
|
6 |
|
0.09 |
|
|
80 |
|
4 |
|
|
0.1 |
|
245 |
|
|
15 |
|
0.06 |
|
|
100 |
|
4.1 |
|
|
0.12 |
|
165 |
|
|
30 |
|
0.04 |
|
|
150 |
|
4.4 |
|
|
0.14 |
|
117 |
|
|
50 |
|
0.03 |
|
|
200 |
|
4.7 |
|
|
0.16 |
|
86 |
|
|
|
|
|
|
|
250 |
|
5.1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
0.18 |
|
65.5 |
|
|
|
|
|
|
|
350 |
|
5.5 |
|
0.251.5
0.2240
0.2432
0.2626.8
0.2822.3
0.3018.2
0.3413.1
0.48.25
0.54
0.62
0.70.97
0.80.42
0.90.13
13
Расчёт всасывающего трубопровода (участок Т1)
Объёмный расход смеси: |
V1 := |
G |
|
1000 |
= 2.117 × 10−3 |
м3/с |
|
||||
ρ |
3600 |
|
|||||||||
Эквивалентный диаметр трубопровода: |
dэ1 := (d1 − 2 δ1) 10−3 = 0.049 |
м |
|||||||||
Площадь внутреннего сечения трубопровода: |
S1 := π |
dэ12 |
= 1.886 × 10−3 |
м2 |
|||||||
4 |
|||||||||||
Скорость жидкости в трубопроводе: |
w1 := |
V1 |
= 1.123 |
м/с |
|
||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
w1 dэ1 ρ |
|
S1 |
|
|
|
|||
Критерий Рейнольдса: |
Re1 := |
= 12441 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
μ 10−3 |
|
|
|
|
|
||
Абсолютная шероховатость стенок стального трубопровода с незначительной
коррозией: |
|
|
e := 0.2 |
мм |
|
[2, табл. XII] |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
e 10−3 |
|
|||||||
Относительная шероховатость трубопровода: |
ε1 := |
= 4.082 × 10−3 |
||||||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dэ1 |
||
Коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси) по формуле |
||||||||||||||
Кольбрука: |
|
|
|
|
|
0.9 −2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
ε1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
λ1 := 2 log |
|
+ |
|
|
|
= 0.03573 |
|
|
|
|
|
|||
|
3.7 |
Re1 |
|
|
|
|
|
|
||||||
Коэффициент сопротивления трения: |
ξтр1 := λ1 |
L1 |
|
= 7.291 |
||||||||||
dэ1 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент местного сопротивления входа в трубу с загруглёнными краями:
ξ1 := 0.2 [2, табл. XIII]
Коэффициент местного сопротивления отвода (поворота) на 90о с отношением радиуса закругления к эквивалентному диаметру трубы R0/dэ = 1:
ξ2 := linterp(Rd ,ξO ,1) = 0.21
Сумма коэффициентов местных сопротивлений:
Σξмс1 := ξ1 + m1 ξ2 = 2.09
Потери напора во всасывающем трубопроводе:
hп1 := (1.1 + ξтр1 + Σξмс1) |
w12 |
= 0.673 м |
||
2 |
9.81 |
|||
|
|
|||
14
Расчёт нагнетательного трубопровода (участок Т2)
Эквивалентный диаметр трубопровода: |
dэ2 := (d2 − 2 δ2) 10−3 = 0.03 |
м |
|||||||||||||||
Площадь внутреннего сечения трубопровода: |
S2 := π |
dэ22 |
= 7.069 × 10−4 |
м2 |
|||||||||||||
4 |
|||||||||||||||||
Скорость жидкости в трубопроводе: |
w2 := |
V1 |
= 2.995 |
м/с |
|
||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
w2 dэ2 ρ |
|
S2 |
|
|
|
|
|
||
Критерий Рейнольдса: |
Re2 := |
= 20320 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
μ 10−3 |
|
|
|
e 10−3 |
|
|
|||
Относительная шероховатость трубопровода: |
|
ε2 := |
|
= 6.667 × 10−3 |
|||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dэ2 |
|
||
Коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси) по формуле |
|
||||||||||||||||
Кольбрука: |
|
|
|
|
|
0.9 −2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.81 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
ε2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
λ2 := 2 log |
|
+ |
|
|
|
= 0.03716 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
3.7 |
Re2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Коэффициент сопротивления трения: |
ξтр2 := λ2 |
L2 |
= 18.579 |
|||||
dэ2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициент местного сопротивления нормального вентиля: |
||||||||
ξ1 := linterp(DV ,ξV ,Dу2) = 4.9 |
|
−3 2 |
|
|
|
|||
|
|
do2 10 |
|
|
|
|||
Константа диафрагмы: |
md := |
|
|
= 0.5 |
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
dэ2 |
|
|
|
|
|||
Коэффициент местного сопротивления диафрагмы: |
|
|
||||||
ξ2 := linterp(mD ,ξD ,md) = 4.006
Коэффициент местного сопротивления отвода (поворота) на 90о с отношением радиуса закругления к эквивалентному диаметру трубы R0/dэ = 1:
ξ3 := linterp(Rd ,ξO ,1) = 0.21
Сумма коэффициентов местных сопротивлений:
Σξмс2 := n2 ξ1 + ξ2 + m2 ξ3 = 55.106
Потери напора в нагнетательном трубопроводе:
hп2 := (ξтр2 + Σξмс2) |
w22 |
= 33.681 м |
||
2 |
9.81 |
|||
|
|
|||
15
Гидравлический расчёт теплообменника (участок ТО)
Объёмный расход смеси: |
Vто := |
G |
|
1000 |
= 2.254 × 10−3 м3/с |
ρто |
3600 |
Эквивалентный диаметр внутритрубного пространства теплообменника:
dэто := (dто − 2 δто) 10−3 = 0.021 |
|
м |
|
|
|
||||||
Площадь сечения внутритрубного пространства: |
|
|
|
||||||||
|
Nто |
dэто2 |
−3 |
|
|
|
|||||
Sто := |
|
π |
|
= 9.6981 × 10 |
м2 |
|
|
|
|||
k |
4 |
|
Vто |
|
|||||||
Скорость жидкости в трубах теплообменника: wто := |
= 0.2324 м/с |
||||||||||
Sто |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
wто dэто ρто |
|
|
||
Критерий Рейнольдса: |
Reто := |
= 5801 |
|
||||||||
μто 10−3 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Относительная шероховатость труб теплообменника:
εто := e 10−3 = 9.524 × 10−3 dэто
Коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси) по формуле Кольбрука:
|
|
6.81 |
0.9 −2 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
εто |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
λто := 2 |
log |
|
+ |
|
|
|
= 0.04678 |
|
|
|
|
|
||
3.7 |
Reто |
k Lто |
|
|
|
|
||||||||
Коэффициент сопротивления трения: |
ξтрто := λто |
= 17.822 |
|
|||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dэто |
|
|
|
||
Коэффициенты местных сопротивлений теплообмменика [2, с. 55]: |
i := 1 ..5 |
|||||||||||||
вход в камеру (входной штуцер) |
ξ1 := 1.5 |
n1 := 1 |
|
|||||||||||
вход в трубчатку (дробление потока) |
ξ2 := 1 |
n2 := k = 2 |
|
|||||||||||
выход из трубчатки (слияние потока) |
ξ3 := 1 |
n3 := k = 2 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
поворотна 180о |
ξ4 := 2.5 |
n4 := k − 1 = 1 |
||||||||
выход из камеры (выходной штуцер) |
ξ5 := 1.5 |
n5 := 1 |
|
|||||||||||
Сумма коэффициентов местных сопротивлений теплообменника: |
|
|||||||||||||
Σξмсто := ∑(ξi ni) = 9.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
wто2 |
|
|
||
Потери напора в теплообменнике: |
hпто := (ξтрто + Σξмсто) |
= 0.075 м |
||||||||||||
2 9.81 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
16