Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
,і
E1-E1=(Z1-Zj + -Pi-El^ = АН+ Jl=PL9 (XI, 3)
TT
Если E1-Ex окажется положительным, то поток будет двигаться в направлении от сечения 1-І к сечению /7—7/. Если? Е\ — E2 .будет отрицательным—поток будет двигаться в обратном направлении. Наконец, при E1-E1=O система будет находиться в равновесии, т. е. перемещения жидкости не будет.
Пусть, например, поток движется из емкости А в емкость Б. Составим уравнение Бернулли для сечений 1—1 и III—III (сечение ///—III выбрано так, чтобы око проходило через точку д, перпендикулярно к оси трубопровода):
м м W2, 3
Центр сечения III—III находится в точке а, для которой Z2=O (так как горизонтальная плоскость сравнения х—х проходит через точку a); w3~w (где 'оу—скорость потока в трубопроводе; pB=p2-\-Ztf.
Заменяя в уравнении (XI, 4) значение р% через /?2+^аТ и
W^
пренебрегая величиной_L. в виду ее сравнительной малости,
можно получить следующее выражение
Выражая потерю напора на трение и местные сопротивления через скоростной напор в трубопроводе, получим:
31»
t
откуда, скорость потока в трубопроводе
11 % T , м/сек, (XI, 7)
а
где / и d—длина и диаметр трубопровода, м\
X—коэффициент трения; S Ь—сумма коэффициентов местных сопротивлений на
участке от сечения /—/ до сечения iii—iii. Так как значение X зависит от Re, а последний от самой «скорости wt то скорость может быть найдена по формуле (XI, 7) методом попыток: задаются предполагаемым значением W9 определяют X и, решая уравнение (XI, 7), находят значение w\ «если это значение w не совпадет с предварительно принятым значением w, делают пересчет.
В частном случае, когда P1-P2 (так называемое движение ¦самотеком).
2g(2,-z2)
W= 17 і , і ' .™ м>сек- (XI, 8)
1 -г* —---г
а
Если Pi=Pi и сопротивления ничтожны, то, имея в виду, ¦что Z1-Z2=AH, находим
^ 2gAH, м/сек, (XI,-9)
т. е. получаем формулу Торичелли (111,32) для теоретической скорости истечения.
Вполне очевидно, что формулы (XI, 7)—(XI, 9) могут быть использованы для нахождения любой неизвестной величины, если все остальные величины известны. Так, например, если при заданном расходе V мг/сек, требуется определить диаметр трубопровода d, то задаются предполагаемым значением диаметра и находят скорость
W
V V
со 0,785 Ф
м/сек. (XI, Ю)
Подставив эту скорость в уравнение (XI, 7) определяют значение d, которое и сравнивают с предварительно принятым значением d.
Пример 14. Нефть перетекает из резервуара А в резервуар Б (фиг. 109) по трубопроводу длиной 40 м, имеющему внутренний диаметр d=0,098 м. На трубопроводе имеются 5 колен и 2 полностью открытых задвижки. Вяз-жость нефти v=0,35 ст. Давление в резервуарах—атмосферное.
314
разность уровне
Определить скорость в трубопроводе в момент, когда в резервуарах окажется равной Д// = zx — z$=-Ztb м.
Решение. Зададимся предполагаемым значением скорости в проводе W=1,7 м/сек. Находим
Re= w'd 1.7¦0.098^ - 3360;
трубо-
0.3164
0,35-10 0.3164
—4
4_
V Re
0,0415.
V ззбо
Коэффициенты местных сопротивленой:
а) для пяти колен: 5 ? кол. ^ 5-1=5;
б) для двух открытых задвижек: 2 ? Задв —
в) при входе из резервуара в трубопровод Следовательно X^1 «=* 5Д
По формуле (XI1 8)
2.0Д5=0,3; 6 вх -=0,5.
W
2-9,81.3,5
1+0,0415
40
1,7 м/сек.
0,098
+5,8
что совпадает значением.
Пример 15 110) на высоту подается 5 л*3 температуре t-
с предварительно принятым
H = 15 ж при помощи монжу 93%-ой серной кислоты при 20° С. Общая длина трубо-
= 25 мм: на
провода I = 17 M1 диаметр d линии 5 колен и 1 задвижка.
Определить необходимое давление р в монжу для обеспечения в трубопроводе скорости W= 1,2 м/сек, а также время перекачки.
Решение. Составив уравнение Бернул-
ли для сечений /—/ и //—// и, пренебрегая скоростью движения кислоты в монжу, можно написать:
4S
. ¦ 1
P t
Ря -,
T і
(XI1 П)
монжу
Фиг. 110 (к примеру 15)
Объемный вес 93%-ной H2SO4 составляет т = 1830 кГ/мг. Динамическую вязкость серной кислоты в зависимости от температуры можно найти по номограмме [11]. При t= 2O0C имеем, для 98Н-нойкис-лоты Ji98= 0,25 пуаза,, для 60H-ной цс()=0,07 пуаза.
Так как данных для 93%-ной серной найдем приближенно, интерполяцией: ^93 системе
0,2263
кислоты не имеется то вязкость 0,2263 пуаза, или в технической
98,1
Тогда кинематическая вязкость
0,2263 9,81
к! сек/м2.
Y
0,1195.10"4, мР/сек.
98,1
Re
1830 1,2-0,025
0,1195-10
_4
2510.
31«
¦заяв
4
2g 2-9,01
' У ґ
\
Сумма гидравлических потерь:
2
^ A1-0,0734 (31,9 + 5-1 + 2 + 0,5) = 2,85, м (столба H2SO4).
ч
Подставив все значения в уравнение (XI, 11), получим р 10333
— = Т^ТГ + 15+0,0734 + 2,85 = 23,58, м (столба H2SO4),
Y loou
откуда
р = 7-23,58 = 43200 кГ\м*= 4,32 кГ/сМ* (абс).
Манометрическое (избыточное) давление в монжу (приняв атмосферное
давление 2>а^'760;.ди/рт. ст.=10333 кПмЦ будет р'=р—ра==43200—-10333= -32667 нГ1м*^а'39 кГ\см\ Секундный расход кислоты^
IZ1 = ~ w = 0,785-0,0253.1,2 - 0,000589 м^сек.
»
Если пренебречь изменением уровня в монжу [время перекачки будет
