Контрольная работа по "Процессам и аппаратам химической промышленности"

Министерство образования и науки Российской Федерации

_________________________________________________________________

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 "Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(технический университет)"

                                                                                                         _              

Кафедра:                                          Факультет  _____механический________

Курс _________2____________________

Группа  _______________________

Учебная дисциплина:        процессы и аппараты химической технологии                        

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1,2,3

Выполнил : студент                                                                          

Проверил :

Оценка за контрольную работу        ______________________

Санкт-Петербург

2015

Раздел 1.3. Задача 1

        Вычислить необходимую мощность, затрачиваемую на перемешивание G= 800кг/ч жидкости (анилина) по трубопроводу dHxδ = 20х1,5мм. Общей длиной L = 200м, при температуре t = 400C. На трубопроводе имеется n1 =  3 внезапных на 900 и n2 = 2  плавных под углом ϕ = 900 поворотов радиусом R = 100мм, n3 = 2 прямоточных вентиля, n4 = 3 нормальных вентиля и n5 = 1 задвижек. Высота подъёма h = 15м. Разность статических давлений в конце и начале трубопровода (противодавление) составляет ∆Pдоп = 500мм рт.ст. КПД привода η = 0,8

Решение:

        Объёмный расход анилина:

Vc = G/ρ = 800/(3600*1004) = 0,22*10-3 м3/с,

где ρ = 1004кг/м3 – плотность анилина при t = 400C.

        Скорость анилина:

w = Vc/S = 0,22*10-3 /(0,785*0,0172) = 0,97м/с.

        Затраты энергии на придание 1 м3 анилина скорости:

∆Рск = ρ*w2/2 = 1004*0,972/2 = 472 Па.

        Затраты энергии на подъём 1 м3 анилина:

∆Рпод = ρ*g*h = 1004*9,81*15 = 147739Па.

        Энергия, затрачиваемая на преодоление противодавления:

∆Рдоп = 500*133 = 66500Па.

        Значение критерия Рейнольдса:

Re = w*d*ρ/µ = 0,97*0,017*1040/(3,1*10-3 ) = 5,53*103,

где µ = 3,1*10-3 Па*с – вязкость анилина при t = 400C.

        Относительная шероховатость трубопровода d/e = 0,017/0,2*10-3 = 85.         При Re =  5,53*103 и d/e = 0,017/0,2*10-3 = 85 коэффициент трения λ = 0,038.

        Потери энергии на трение:

∆Ртр = λ*(L/d)* ρ*w2/2 = 0,038*(200/0,017)*1040*0,972/2 = 218732Па.

        Коэффициенты местных сопротивлений:

n1 =  3 внезапных на 900 поворотов: ξ = 1,8;

и n2 = 2  плавных под углом ϕ = 900 поворотов радиусом R = 100мм: ξ = 0,09;

n3 = 2 прямоточных вентиля: ξ = 1,35

 n4 = 3 нормальных вентиля: ξ = 9,2;

 n5 = 1 задвижек: ξ = 0,5;

потери на вход в трубу: ξ = 0,5.

Суммарные потери на местных сопротивлениях:

∆Рмс = *w2/2 = (3*1,8 + 2*0,09 + 2*1,35+ 3*9,2 + 0,5 + 0,5)*1040*0,972/2 = 18044Па.[pic 1]

        Общие потери энергии:

∆Робщ = ∆Рск + ∆Рпод +∆Рдоп +∆Ртр +∆Рмс = 472+147739+66500+218732+18044 =

= 450487 Па.

        Необходимая для перемещения анилина мощность:

N = ∆Робщ*Vc/η = 450487*0,22*10-3/0,8 = 124 Вт.

        Раздел 2.3. Задача 1