Оценка потери давления в системе осушки воздуха
Расчёт компрессора
Годовое потребление воздуха Qг = 960 000 тыс.м3/год
Число часов работы предприятия τг = 5100ч/год
Показатели графика воздухопотребления:
Коэффициент максимально длительной нагрузки kм.д = 1,17
Коэффициент максимально возможной нагрузки kм.в = 1,44
Параметры воздуха, требуемые потребителем:
Давление в коллекторе у потребителя Рп = 0,76МПа
Температура воздуха у потребителя tп = 48°С
Влагосодержание воздуха dп = 0,58г/кг
Характеристика трассы воздухопровода:
Суммарная длина прямых участка трассы lпр =220м
Число тройников nтр = 4шт.
Число поворотов на 90° (Rп =2Dтр) nпов = 13шт.
Количество задвижек nзад = 5шт.
Климатические условия работы системы: г. Томск
расчетное барометрическое давление Ра= 0,099МПа745мм рт.ст.
температура tа = 25,9°С
энтальтия iа = 52,8кДж/кг
скорость ветра wв= 1м/с
Амплитуда суточных колебаний температуры Δtа=11°С
1).
1,1 Определяем среднегодовую нагрузку станции с учётом потерь 10% воздуха в коммуникациях
Qср=(1,1*Qг)/(τг *60)= м³/мин.
1,2 Максимально допустимая нагрузка для КС.
Qм.д=kм.д * Qср= м³/мин.
1,3 Максимально возможная нагрузка для КС.
Qм.в=kм.в * Qср= м³/мин.
1,4 Задаёмся центробежной компрессорной станцией ЦБКС определяем количество рабочих машин
1-Й вариант
Принимаем nраб.= 4 шт nрез= 1шт
Находим расчётную производительность одного компрессора
Qк.р=Qм.д/nраб= м³/мин.
Используем компрессор К-1290-121-1= м³/мин.
|
|
|
В этом случае ТКУ в расчётных режимах КС имеет следующие производительности
Qраб=Qк*nраб= м³/мин.
Qрез=Qк*nрез= м³/мин.
Qуст= Qк*nуст= м³/мин.
Имеется большая избыточность в резерве
nрез=(Qуст-Qк)/Qр= м³/мин.
2-Й вариант
Принимаем nраб.= 3 шт nрез= 1 шт
Тогда расчётная производительность одного компрессора
Qк.р=Qм.д/nраб= м³/мин.
Появляется возможность установить компрессор К-1500-62-2 1480 м³/мин.
Определяем коэффициент резерва
Qраб=Qк*nраб= м³/мин.
Qрез=Qк*nрез= м³/мин.
Qуст= Qк*nуст= м³/мин.
Имеется некоторая избыточность резерва
nрез=(Qуст-Qк)/Qр= м³/мин.
Для дальнейших расчётов используем компрессор К-1500-62-2
3).Выбор типа и типоразмера водоохлаждающего устройства и определение параметров охл. Воды.
3.1.1. В качестве расчётных принимаем параметры наружного воздуха в г. Томск
для самого жаркого месяца года с необеспеченностью в 200 часов
Барометрическое давление Ра = МПа 745 мм рт.ст.
Расчётная температура tа= °С
Энтальпия iа= кДж/кг
Скорость ветра Wа= м/с
3.1.2. В соответствии с I,d - диаграммой в этих условиях
Влагосодержание воздуха dа=10,9 г/кг
Относительная влажность (степень насыщения) ϕ= 49%
температура "мокрого" термометра tмт= 19,5°С
|
|
|
Температура насыщения"точка росы" tтр= 15,2°С
Максимальная температура воды на выходе из градирни tw1= 25,4 °С
4). Аэродинамический расчёт воздушной магистрали
За расчётный расход воздуха принимаем максимально длительную нагрузку КС
Qрас=Qм.д= м³/мин.
Определяем массовый расход воздуха в магистрали Gв
Gв=(Qрасч*ρо)/60= кг/с
где ρо= кг/м плотность воздуха в стандартных условиях
Определяем ориентировочную приведённую длину трубопровода
l'пр=1,2*lтр= м
Принимаем в первом приближении величину удельного падения давления в трассе
ΔРуд= Па/м
Определяем падение давления в магистрали (в первом приближении)
ΔР'м=ΔР'уд*l'пр= Па 0 МПа
Определяем среднии параметры воздуха
Р'ср=Рп+0,5ΔР'м= МПа
Температура воздуха tср=tп=tкс= °С
или Tср=Тп=Tкс= К
Средняя плотность воздуха в трубопроводе
р'ср=ρо*((Р'ср*То)/(Ро*Тср))= кг/м³
Где То= К и Ро= МПа
Вычисляем действительный средний объёмный расход воздуха в магистрали
Q'ср=G'в/ρ'ср= м³/с
Выбираем экономически оптимальную скорость воздуха
Wопт= м/с
Определяем расчётный внутренний диаметр трубопровода магистрали
Dрас.вн=((4*Q'ср)/(π*Wопт))^0,5= м
По госту берём трубу Dн= мм δ=9мм
|
|
|
С абсолютной шероховатостью Δ= мм
е=Δ/Dгост вн=
где Dгост вн=Dн-2*δ= мм
Вычисляем фактическую скорость движеня воздуха в магистрали в первом приближении
W'в=((4*Q'=)/(π*Dгост вн)²)= м/с
Определяем значение Рейнольдса характеризующее режим течения
Re'=(W'в*Dгост вн*ρ'ср)/μв=
где μв= Па*с коэф динам вязкости при tср=48°С
Оцениваем границы применимости расчётных формул
10/е=
500/е=
Так как Re'>500/e, то расчётное значение коэффициента трения λ' составит
λ'=0,11*е^0,25=
Определяем эквивалентные длины местных сопротивлений lэк ([2] таб 6)
lэк зад= м.
lэк тр1= м.
lэк тр2= м.
lэк тр3= м.
lэк тр4= м.
Для колена с Rп=2*Dвн с коэффиц. Местного сопротивления ξмс= ([2] таб 7) экв.
Длинна составит lпов эк =(ξмс*Dгост вн)/λ' = м.
Уточняем приведённую длинну магистрали l''пр во втором приближении
l''пр =lтр+lэк зад*nзад+Σlтр эк +lпов эк *nпов= м.
Раситываем потери давлени в магистрали
ΔР''м=λ' *(l''пр/Dгост вн)*((W'в)^2/2)*ρ'ср= Па
Определяем уточнённое значение средней плотности воздуха
ρ''ср=ρо*((Р'ср*То)/(Ро*Тср))= кг/м³
Расхождение в значениях плотности воздуха состовляет
δ=((ρ'ср-ρ''ср)/ρ'ср)*100= % это меньше допустимого (2,5%) других приближений не требуется.
|
|
|
Определяем уточнённое значение среднего давления воздуха
Р''ср=Рп+0,5ΔР''м= МПа
Определяем давление воздуха в коллекторе КС
Р''кс=Рп+ΔР''м= МПа
Расчёт участка нагнетательного трубопровода отдельной КУ (от РТО до коллектора КС)
Диаметр нагнетательного трубопровода КУ оценивается по
номинальной производительности компрессора
Qк= м³/мин.
Определяем массовый расход воздуха в магистрали Gв
Gв=(Qк*ρо)/60= кг/с
Определяем объёмный расход воздуха в нагнетательном трубопроводе
Средняя плотность воздуха принимается такая как в магистрали ρср=
Qн.тр=Gк/ρср= м³/с.
Определяем диаметр трубопровода
Dрас.вн=((4*Q'ср)/(π*Wопт))^0,5= м.
где Wопт= 13 м/с принятая экономически оптимальная скорость воздуха в трубе
По ГОСТ 8732-78 ([2]таб.6) выбираем трубу 620х6 с Dвн= 608мм 0,608м
Определяем реальную скорость потока воздуха
Wв.н=(4*Qн.тр)/(π*Dгост вн.н^2)= м/с
Определяем число Рейнольдса
Re=(Wв*Dгост вн*ρср)/μв=
Определяем абсолютную и относительную шероховатость трубы Δ= 1мм
е=Δ/Dгост вн=
Определяем границы режимов
500/е= <Re
Определяем коэффициент трения
λ=0,11*е^0,25=
На участке от РТО до коллектора принимаются эквивалентные длины местных сопротивлений
Обратный клапан lок.экв= м.
Задвижка lзад.экв= м.
Определяется ориентировочно приведённая длинна
lпр.=lтр+lок.экв+lзад.экв= м.
Где lтр= м. длинна прямых участков
Определяем потери давления в трубопроводе от сил трения
ΔРн=λ*(lпр/Dгост вн)*(Wв.н^2/2)*рср= Па.
Определяем потери давления в рессивере и поворотах трубопровода обвязки
Принимаем коэффициенты сопротивлений ([2]таб.7)
ξвых= 1 выход из трубы в сосуд больших размеров
ξвх= 0,5 вход в трубу без закругления кромок
ξпов= 0,5 колено с углом поворота 90° и Rп= 2D (4шт)
Эквивалентная длинна этих сопротивлений составит
lэкв=(Σξм.с*Dгост вн)/λ = м.
Потери давления от местных сопротивлений составят
ΔРм.с=λ*(lэкв/Dгост вн)*(Wв.н^2/2)*ρср= Па
Определяем общие потери давления в нагнетательном трубопроводе на участке от РТО
до нагнетательного коллектора КС.
ΔРн.тр=ΔРн+ΔРм.с= Па
Оценка потери давления в системе осушки воздуха
Так как отсутствует монтажная схема системы осушки, то потери давления в аппаратах и влагоотделителях оцениваются на основе эксплуатационного опыта и предыдущих расчётов
Принимаем следующие потери давления
ΔРто= кПа - в теплообменниках
ΔРво= кПа - во влагоотделителях и соединительных трубопроводах
В соответствии с расчётной схемой (см.рис.9) оцениваются значения давлений воздуха в характерных точках схемы
Р3=Ркс+ΔРн.тр+ΔРто= МПа
Р2=Р3+ΔРво+ΔРто= МПа
Р1=Р2+ΔРво+ΔРто= МПа
Потери давления в концевом охладителе воздуха (ВОК) и его влагоотделителе будут учтены в термодинамическом рсчёте компрессорной установки.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!