Рассчитать трубопровод и подобрать центробежный насос для подачи этилацетата с начальной температурой t=50С при

Рассчитать трубопровод и подобрать центробежный насос для подачи этилацетата с начальной температурой t=50С при расходе Q=100 м3/ч из емкости в колонну. Коэффициент сопротивления теплообменника ξT=18. Разность уровней в сосудах h=6,5, давление в колонне pkизб=0,02 МПа, в емкости p0=770 мм рт.ст, высота всасывания h=6,5 м. Трубопровод состоит из трех участков, длина которых lВ =7 м, lH1=20 м, lH2=42 м (рис.1). Коэффициент сопротивления обратного клапана с сеткой принять равным 7,0. Материал трубопровода – алюминий, относительная шероховатость трубы Δ=0,3 мм. Рис.1 – Схема установки: 1 – приемный (обратный) клапан с сеткой-фильтром, 2 – центробежный насос, 3 – теплообменник, 4 – колонна

Для последующих расчетов используем справочные значения плотности и коэффициента динамической вязкости этилацетата при 50С:
ρ=918,25 кг/м3 [3, стр. 512, табл. IV];
μ=0,542·10-3 Па·с [3, стр. 517, табл. VI].
Принимаем скорость движения жидкости в трубопроводе v=2 м/с и определяем диаметр трубопровода:
d=4∙Qπ∙v,
где -объемный расход жидкости, м3/с; Q=100 м3/ч=0,028 м3/с.
d=4∙0,0283,14∙2=0,134 м
Принимаем алюминиевую трубу наружным диаметром 155 мм и толщиной стенки 10 мм. Тогда ее внутренний диаметр составит 155-2·10=135 мм.
Уточняем скорость движения жидкости в трубопроводе:
v=4∙Qπ∙d2=4∙0,0283,14∙0,1352=1,96мс
Определяем режим движения жидкости в трубопроводе по расчетному значению критерия Рейнольдса:
Re=v∙d∙ρμ=1,96∙0,135∙918,250,542∙10-3=448282,20
Таким образом, режим движения этилацетата – турбулентный, в области квадратичного сопротивления, так как выполняется условие:
Re>300∙d∆
448282,20>300∙1350,3
448282,20>135000
Рассчитываем коэффициент трения при движении жидкости в трубопроводе по формуле:
λ=0,11·∆d0,25
λ=0,11·0,31350,25=0,024
Гидравлическое сопротивление трубопровода рассчитывается по формуле:
∆hП=∑∆hL+∑∆hм
Потери напора на прямых участках трубопровода ∑∆hL определяем по формуле Дарси-Вейсбаха:
∑∆hL=λ∙Ld∙v22∙g
Коэффициенты местных сопротивлений определяем по [1, табл