Щоб переміщати краплинні рідини по трубопроводах і через технологічні апарати, що володіють властивістю надавати гідравлічний опір потоку переміщуваного в'язкої рідини, необхідно створювати різницю тисків на вході потоку в трубопровід і на виході з нього. Для цього використовується прилад - насос - пристрій, що служить для перетворення механічної енергії рухомих частин насоса в енергію, що виробляється насосом надлишкового статичного тиску, яка передається потоку рідини, що транспортується.
Об'ємні насоси. До них відносяться плунжерні і поршневі насоси. На рис. 1.61 представлений поршневий насос.
Найбільш поширеними динамічними насосами є відцентрові, в яких надмірний тиск (напір) створюється за рахунок обертання рідини.
Вибір насоса в залежності від значення продуктивності та напору.
Найбільш оптимальними вважаються відцентрові насоси (поєднання H і V). Але так само можна використовувати об'ємні насоси, якщо необхідний великий натиск. Де не потрібен потужний насос, можна використовувати немеханічних насоси.
Потужність, споживана двигуном насоса, розраховується за формулою:
де V - об'ємна витрата рідини м3 / с;
δP - підвищення тиску, повідомляється насосом перекачують потоку і рівне повного гідравлічному опору системи трубопроводів і апаратів (ч / з яку насос прокачує рідина).
У рівнянні (1) невідомо тільки δP.
δP підраховують як суму наступних складових:
де-витрати тиску на створення швидкості потоку на виході з мережі;
- втрата тиску на подолання опору тертя;
-втрата тиску на подолання місцевих опорів (засувки, звуження, розширення трубопроводів і тд);
-витрата тиску на підйом рідини;
-різниця тисків в просторі нагнітання і в просторі всмоктування;
Розрахуємо для початку швидкість потоку в трубопроводі:
(2), де М-масова витрата рідини кг / с;
S- площа потоку рідини в трубопроводі (перпендикулярно напрямку руху);
Для октану при 54 ° С значення ρ знаходимо по таблиці 4 [1] шляхом інтерполяції; ;
d-значення внутрішнього діаметра трубопроводу;
d = 32-2 * 2 = 28 мм; Підставами все значення в (2):
У трубопроводі не повинна бути така швидкість течії рідини. Це може привести до руйнування трубопроводу. Оптимальною вважається швидкість в межах від 1 м / с до 3 м / с; Змінимо внутрішній діаметр трубопроводу. щоб швидкість течії рідини була близько 2 м / с:
тобто при такому діаметрі;
Тепер приступимо до розрахунків втрат δP:
Витрата тиску на створення швидкості потоку на виході з мережі.
Втрата тиску на подолання опору тертя:
де l - довжина трубопроводу;
λ-коефіцієнт тертя (залежить від режиму теченіяі від шорсткості внутр. стінки труби; Визначається графічно).
де μ -динамічна коефіцієнт в'язкості рідини;
Для 54 ° С значення μ знаходимо з таблиці 9 [1] шляхом інтерполяції:
Знайдемо відношення. де d- діаметр труби; е-середня висота виступів шорсткості на внутрішній поверхні труби. Визначаємо е по таблиці 12 [1]: Для труб сталевих суцільнотягнутих і зварних при незначній корозії е = 0,2 мм;
Тепер графічно знаходимо λ:
Втрата тиску на подолання місцевих опорів (засувки, звуження, розширення трубопроводів і тд).
де коефіцієнт місцевого опору (дивись по таблиці 13 [1]) (для кожного місцевого опору).
а) Діафрагма 1 шт.
; де D- діаметр труби; діаметр отвору діафрагми. Знаходимо для цього m значення шляхом інтерполяції.
= A * B; де A-коефіцієнт залежить від φ; B-коефіцієнт залежить від;
При φ = 180 °. A = 1,4;
Значення знаходимо шляхом екстраполірованія табличних значень. Якщо D = 97 мм, то;
г) Вентиль нормальний 1 шт.
При D = 97 мм знаходимо шляхом інтерполяції. . , То;
д) Засувка 2 шт.
З Атрато тиску на підйом рідини:
Різниця тисків у просторі нагнітання і в просторі всмоктування:
Знаходимо загальну втрату δP.
Тепер отриманий δP підставляємо в рівняння (1):
Але з запасом на можливі перевантаження двигун до насоса встановлюють кілька більшої потужності.
. де β-коефіцієнт запасу потужності; (Дивимося з таблиці 2.1 [1]). β = 1,2;
Отже, зробивши розрахунок насоса. отримано значення потужності насоса з урахуванням на можливі перевантаження (при пуску) кВт. Можна використовувати відцентровий або обьема насос. (Орієнтовно можна взяти насос марки Х90 / 19 з типом електродвигуна АО2-62-2 N = 17 кВт і Q = 2,5 * 10 -2 кВт.)
А так же змінений діаметр труби 28 мм на діаметр 97 мм (для зменшення швидкості руху рідини в трубі до нормальної 1-3 м / с). (103х3 мм)
Так само, бажано зменшити кількість відводів, колін і т.д, щоб зменшити величину втрат на місцеві опори.