Тема 1 – Гидравлический расчет трубопровода и подбор нагнетательного оборудования Задание. G=14,5 т/ч желатинового бульона подается

Тема 1 – Гидравлический расчет трубопровода и подбор нагнетательного оборудования Задание. G=14,5 т/ч желатинового бульона подается из резервуара с абсолютным давлением рабс=0,124 МПа в емкость, вакуум в которой составляет рвак=0 ат. Точка подачи раствора в емкость расположена на h=10 м выше уровня раствора в резервуаре. Длина трубопровода от резервуара до емкости – l=23 м; на этом участке имеется: х=1 задвижек, у=4 вентилей и z=11 плавных поворотов на 90° при относительном радиусе поворота R0 =2dтр. Температура раствора t=80°С. Рассчитать общее гидравлическое сопротивление системы и подобрать центробежный насос для подачи раствора.

Для последующих расчетов определяем значения теплофизических параметров желатинового бульона при заданной температуре 800С:
ρ=1368 кг/м3
Коэффициент динамической вязкости желатинового бульона принимаем μ=0,045 Па·с.
Так как сеть представляет собой трубопровод постоянного поперечного сечения, то скорость движения раствора постоянна по длине трубопровода и гидравлическое сопротивление сети ∆pc можно рассчитать по формуле:
∆pc=w2∙ρ2∙(1+λ∙Ldэ+ξ)+ρ∙g∙hпод+р2-р1,
где w - скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;
ρ - плотность жидкости; ρ=1368 кг/м3;
λ - коэффициент трения;
l – длина трубопровода, м; l=23 м;
dэ - эквивалентный диаметр трубопровода. м;
ξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений;
hпод - геометрическая высота подъема жидкости, м; hпод=10 м;
р1, р2 – давление в пространстве всасывания и нагнетания, Па.
Давление в пространстве всасывания составляет р1=0,124 МПа, то есть 124000 Па

. Вакуум в пространстве нагнетания равен 0 ат, то есть в емкости поддерживается атмосферное давление, равное 101325 Па.
Принимаем скорость движения раствора во всасывающем и нагнетательном трубопроводе 2 м/с и определяем внутренний диаметр трубопровода:
d=4∙Gρ∙π∙w,
где w-массовый расход перекачиваемого раствора, кг/с; G=14,5 т/ч=4,028 кг/с.
d=4∙4,0281368∙3,14∙2=0,043 м
Принимаем стальную трубу диаметром 50х3 мм. Тогда ее внутренний диаметр составит 44 мм (0,044 м) и уточненная скорость движения раствора будет равна:
w=4∙Gρ∙π∙d2=4∙4,0281368∙3,14∙0,0442=1,94мс
Определяем предварительно режим течения раствора в трубопроводе по значению критерия Рейнольдса:
Re=w·d·ρ/μ,
Re=1,94·0,044·1368/0,045=2594,94.
Следовательно, режим течения раствора в трубопроводе – переходной