化工流体管路设计.doc

流体输送管路设计 目录 1.任务书 2.设计过程 2.1流程图 2.2管道设计 2.2.1主管道规格确定 2.2.2管道特性方程估算 2.3泵的设计 2.3.1项目基础数据及相关信息 2.3.2泵型号确定及其基础特性参数 2.3.3泵工作点确定及其性能参数的校正 2.3.4泵的安装高度估算 2.4设计结果一览图表 3．4．操作过程及注意事项 5．6．7.符号说明 一、任务书 某工厂从送往,两槽液面稳定,其间的垂直距离为0m, 溶剂温20℃, 溶剂贮槽液面与地面的距离为3m,试解决下列问题： ⑴选择输管,并画出示意图； ⑵选择合适的泵； ⑶求泵的轴功率和电机功率； ⑷确定泵的安装位置； ⑸确定泵的工作点、损耗在阀门上的轴功率； ⑹现若流量需,可采取什么措施? 注：学号单号同学选用溶剂为乙醇，双号同学选用溶剂为甲醇，输送量为（50+学号最后两位）吨/小时。 要求：查阅相关工程设计手册或其它文献，写出设计报告，对工艺参数的选用附上相关出处。 二、设计过程 1.流程图 2.管道设计 2.1物理参数及操作环境 条件在20℃，即303.15K下进行，储罐A与大气相通，其液面上方大气压假定为1atm，离心泵根据管路计算选择。输送量为61000kg/h。 常压、303.15K下，乙醇的物性数据为：密度ρ=789kg/m3,黏度μ=1.15*10-3Pa·s。 2.2管径、流速、雷诺数的计算与流型的判断 工程设计中．易燃易爆液体管道直径的大小．与安全流速值的大小有直接的关系。根据化工设计手册[1] 乙醇的安全流速u≤5m/s,结合乙醇在管路输送的经济流速[2]，和泵吸入管的推荐流速0.5≤u≤2.0m/s和排出管的推荐流速2.4≤u≤3.0m/s[3]。 假定液体在吸入管道内的流速=2.2，在泵排出管内的流速u1=3.0m/s,已知流量，由流量计算式 得吸入管径为：==112 同理得排出管径为：==96 查流体输送用不锈钢无缝钢管规格表【4】 选取吸入管规格。则吸入管内径， 实际流速为： 吸入管雷诺数4000 因此可判断流体的流形为湍流。 选取排出管规格。则排出管内径， 实际流速为： 排出管雷诺数 因此可判断流体的流形为湍流。 查某些工业管道的绝对粗糙度表得新的无缝钢管绝对粗糙度ε=0.02mm， 由于Re=4*103～3*106，管内径50～200mm,所以我们用顾毓珍公式公式：算得吸入管λ为0.0201，排出管λ为0.0196。 4、管道特性方程估算 （1）管件阀门数据 由初步设计图分析及查管件和阀件的局部阻力系数值表可得本项目所需阀门管件基础数据如下表所示： 名称 个数 备注 标准弯头 2 0.75 安泵处算一个弯头 闸阀 3 0.17 作为泵的切断阀，全开 标准截止阀 1 6.4 作节流阀，按球心阀全开处理 (2)直管摩擦阻力的计算==0.0201+0.0196=1.6563m (3)局部阻力的计算。 2.标准弯头造成的局部阻力。 由管件与阀门的局部阻力系数表可查得，其90°的标准弯头ξ=0.75 3.闸阀造成的局部阻力。 管件与阀门的局部阻力系数表可查得全开的闸阀的ξ=0.17 4.涡轮流量计 管径在80～100之间，ξ取2.42 综上，计算局部阻力 ==2.443m 综上可得总管路的特性方程为： =z+hf=10+1.6563+2.443=14.0993m （单位m） 4管路的特性方程的计算 在特定的管路系统中，于一定条件下操作时，上式中动能一项可以忽略，Δz与Δp/ρg均为定值，令 可将上式简化为，对于特定管路，可令 将上式进一步简化为 。 在本设计中： K=Δz +Δp/ρg=（ΔzA+ΔpA/ρg）ωA+（ΔzB+ΔpB/ρg）ωB =(10++(14+ =43.809m G=∑{(λ)}iωi ={0.0236(6+6.5+2.7+0.6)/0.09+1}(){0.0246(10+1.5+0.5)/0.077+1}()=1.65104 s2/m5 因此管路的特性方程可以表示为： He=43.809+1.65104Qe （二）泵的选择和设计 1、基础数据及相关信息 1）介质物性：输送对象为乙醇，=789,=1.15*10-3Pas，基本无固体颗粒、气体等杂质。 2）操作条件：液体温度与环境温度相等，为20℃， 2、泵型号确定及其基础性能参数 由管路计算分析得需对管路提供的压头he=14.0993 考虑到安全系数1.05到1.10，把泵的扬程定为H=15.5m 泵的流量至少为=78 由上述信息查65Y—60型泵性能表和性能曲线图，选择65Y—60B型油泵并获得泵的基础数据： 所选泵为单吸离心卧式油泵（Y），吸入