Расчет и подбор условного сечения трубопровода

Исходные данные :

-длина трубы l = 6 м

-расход транспортного раствора V = 50 м³/час

-плотность транспортного раствора p=1043 кг/м³ (мало зависит от температуры )

-кинетическая вязкость раствора при 50°C – ν = 28мм²/сек

 

Определяем секундный расход для V = 50 м³/час

V_с = V /3600 , м³/сек

V_с = 50 /3600 = 0,0139 , м³/сек

 

Определяем площадь поперечного сечения трубопровода

F = V_с / W , м²

F = 0,0139 / 1,5 = 0,009 , м²

Определяем гидравлический (эквивалентный) диаметр:

D = √4V/(π W ) , мм

D = √4 0,0139/(3,14 1,5 ) = 108 , мм

Принимаем трубы стальные бесшовные, горячедеформированные, гр В , 108х4 мм, Сталь20. ГОСТ 8731-87

 

Расчет сопротивления участка трубопровода.

 

Потери давления по длине трубы постоянного поперечного сечения (потери на трение ) вычисляются по формуле Дарси-Вейсбаха

 

ΔР = (λ l/D + Σξ ) ρω²/2 ,

где λ –коэффициент сопротивления трения

l – длина трубы , м

D – гидравлический (эквивалентный) диаметр , м

ρ – плотность раствора при рабочих условиях , кг/м³

ω – средняя скорость течения раствора по трубе , м/сек

(выбираем из ряда 0,5-1,5 м/сек)

Σξ – коэффициенты местных сопротивлений

ξ₁- выход из аппарата ξ₁= 1,0

ξ₂ – вентиль прямоточный ξ₂ = 0,5

ξ₃ – отвод под углом 90ºC ξ₃ = 0,11.

 

R_e = ω D_r / υ = (1,510810^-3) / (2810^-6) = 5786

 

 

Режим течения раствора 4000< R_e< 10⁵ - турбулентный , поэтому коэффициент сопротивления трения определяется по формуле :

λ = 0,3164/ R_e^0,25 = 0,3164/5786^0,25 = 0,036

ΔР = (0,036 6l/(108*10^-3) + 1,33) 10431,5² /2 = 0, 4 атм

Σξ = ξ₁+ ξ₂ +3ξ₃

Σξ =1 + 0,5 + 3*0,11= 1,83

 

 

2.4 Расчет предохранительного клапана, устанавливаемого на трубопроводе подачи МДЭА – раствора на фильтр

Количество МДЭА раствора, на которое рассчитан предохранительный клапан соответствует максимальной пропускной способности с расходом 70 м³/ч.

Пропускная способность предохранительного клапана определяется по формуле :

 

Gж= 1,59α₂ F√ ( Р₁ - Р₂ ) ρ₂ кг/ч,

 

где Р₁- максимальное избыточное давление перед предохранительным клапаном , кгс/см²

Р₂ - максимальное избыточное давление за предохранительным клапаном , кгс/см²

F - наименьшая площадь сечения проточной части седла клапана , мм²

α₂ – коэффициент расхода , отнесенный к площади F , для жидких газов

ρ₂ – плотность жидкости перед клапаном при параметрах Р₁ и t₁ , кг/м³

t₁ – температура среды перед клапаном при давлении Р_{1 ,} ºC

 

Gж = 73150 кг/ч

Р₁ = 6 кгс/см²

Р₂ =0,5 кгс/см²

Р_окр = 4,5 кгс/см²

α₂ = 0,1

ρ₂ =1045 кг/м³

t₁ = 50 ºC

 

 

F = Gж / (1,59α₂ √ ( Р₁ - Р₂ ) ρ₂) , мм²

 

F = 73150 / (1,590,1 √ ( 6 – 0,5 ) 1045) = 6096 , мм²

 

 

Диаметр седла предохранительного клапана :

 

d_с = √ (F / 0,785)

 

d_с = √ (6096 / 0,785) = 88,12 мм

 

К установке принят клапан предохранительный 17С 6 НЖ (СППК5Р-100-16) на d_у 100 мм и Р_у = 16 кгс/см² в количестве 2^х штук, с диаметром седла 50 мм и пружиной №120 , пределы регулирования которой составляют 0,5-1 кгс/см².