Определение давления на промышленной энергетической станции

При подаче воздуха в сеть промышленного объекта, определяем расчетное давление на компрессорной станции (КС):

где Р_н – номинальное давление воздуха у потребителя, Па;

DР_вс – потери давления во всасывающих трубопроводах компрессорной станции, Па;

DР_изб – избыточное, или резервное давление, Па; DР_изб » 500 Па.

DР_ну – неучтённые виды сопротивлений на расчетной ветви, Па (сопротивление влагомаслоотделителя, регенератора доменной печи и т.д.);

DР_тр – потери давления на трение и местные сопротивления по наиболее протяженной ветви воздухопровода, Па.

Потери давления по расчетной цепи составят:

Определяем потери давления на трение по формуле:

Потери на трение по рассматриваемой ветви воздухопровода определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

где l_i – длина соответствующего участка рассчитываемой ветви воздухопровода, м;

l_i – коэффициент трения воздуха;

l_эквi – дополнительная длина участка воздухопровода, эквивалентная

расположенным на нем местным сопротивлениям;

n - количество расчетных участков сети, шт.;

g = 9, 81 – ускорение свободного падения, м/с².

Для упрощения расчетов целесообразно местные сопротивления (задвижки, тройники и т.д.) заменить условными прямыми участками

трубопровода, эквивалентными по сопротивлению.

Определяем и выбираем расчетные коэффициенты:

Величина коэффициента сопротивления трения l зависит от критерия Рейнольдса Re и шероховатости поверхности труб.

где n – коэффициент кинематической вязкости, м²/с. Для воздуха, при t = 20°C, n = 15, 06 × 10^-6 м²/с.

Критерий Рейнольдса на первом участке:

т.к. Re₁ > 10000, режим течения турбулентный. Зона с полным проявлением шероховатости, где l слабо зависит от Re и определяется по зависимости:

где К_э – эквивалентная абсолютная шероховатость, м.

Эквивалентная абсолютная шероховатость является искусственным понятием, при использовании которой в расчетах получаются сопротивления, одинаковые с сопротивлениями испытываемой шероховатой поверхности.

Определяем коэффициент трения воздуха первого участка:

Потери напора на трение на первом участке:

l_экв1 = 0× F + 2× z + 1× _┴ =2 × 3, 45 + 8, 75 = 15, 65 м;

Критерий Рейнольдса на втором участке:

Re₂ > 10000, режим течения турбулентный.

Определяем коэффициент трения воздуха второго участка:

Потери напора на трение на втором участке:

l_экв2 = 0× F + 1× z + 1× _┴ = 1·2, 7 + 1·6, 9 = 9, 6 м;

Критерий Рейнольдса на третьем участке:

Re₃ > 10000, режим течения турбулентный.

Определяем коэффициент трения воздуха третьего участка:

Потери напора на трение на третьем участке:

l_экв3 = 0× F + 1× z + 1× _┴ = 1·2, 7 + 1·6, 9 = 9, 6 м;

Критерий Рейнольдса на четвертом участке:

Re₄ > 10000, режим течения турбулентный.

Определяем коэффициент трения воздуха четвертого участка:

Потери напора на трение на четвертом участке:

l_экв4 = 0× F + 1× z + 1× _┴ = 1·2, 7 + 1·6, 9 = 9, 6 м;

Критерий Рейнольдса на пятом участке:

Re₅ > 10000, режим течения турбулентный.

Определяем коэффициент трения воздуха пятого участка:

Потери на трение на пятом участке:

l_экв5 = 1× F + 2× Z + 0× _┴ = 1·2, 82 + 2·2, 32 = 7, 46 м;

Критерий Рейнольдса на шестом участке:

Re₆ > 10000, режим течения турбулентный.

Определяем коэффициент трения воздуха шестого участка:

Потери на трение на шестом участке:

l_экв6 =1·F+ 2× z + 1× _┴ =1· 2, 82 + 2·2, 32 + 1·5, 65 = 13, 11 м;

Определяем потери на трение по рассматриваемой ветви воздухопровода:

h_тр = 773, 09+74, 99+125, 65+74, 99+183, 872 = 1232, 592 мм. вод. ст.

С учетом 6 участка:

h_тр = 773, 09+74, 99+125, 65+74, 99+183, 872+292, 128 =1524, 72 мм. вод. ст

Потери давления на трение:

С учетом 6 участка:

Потери давления по расчетной ветви составляют:

С учетом 6 участка:

т.к. потери превышают допустимое значение Δ > 10% (18, 35%), то пересчитываем гидравлический расчет с новым значение скорости ω = 10 м/с

d₁ = 0, 2 м

d₂ = 0, 175 м.

d₃ = 0, 175 м.

d₄ = 0, 175 м.

d_{5, 6} = 0, 15 м.

l_экв1 = 2× z + 1× _┴ = 2·4, 2 + 21 = 29, 4 м;

l_экв2 = 1× z + 1× _┴ = 1·3, 45 + 1·17, 4 = 20, 85 м;

l_экв3 = 0× F + 1× z + 1× _┴ = 1·3, 45 + 1·17, 4 = 20, 85 м;

l_экв4 = 0× F + 1× z + 1× _┴ = 1·3, 45+1·17, 4 = 20, 85 м;

l_экв5 = 1× F + 2× z + 0× _┴ = 1·2, 76+ 2·2, 7 = 8, 16 м;

l_экв6 = 1·F + 2× z + 1× _┴ = 1·3, 45 + 2·2, 7 + 1·6, 9 = 15, 75 м;

h_тр = 319, 393+40, 493+60, 318+40, 493+69, 238 = 529, 935 мм. вод. ст.

С учетом 6 участка:

h_тр = 319, 393+40, 493+60, 318+40, 493+69, 238+113, 99=643, 925 мм.вод.ст

Потери давления на трение:

С учетом 6 участка:

Потери давления по расчетной ветви составляют:

С учетом 6 участка:

Расчетное давление на компрессорной станции (КС):

= 2, 5 + 500 + 31679, 5 + 0 + 500000 = 532182 Па = 0, 53 МПа.

Полное давление на компрессорной станции (КС):

Р_кс = + Δ Р_вп = 532182 + 210000 = 742182 Па = 0, 74 МПа.

Рисунок 2 – Схема цеха машиностроительного завода

2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ПОКАЗАТЕЛЕЙ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒