化工流体流动设计

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1、化工流体流动课程设计作业流体输送管道设计天津大学化工学院化学工程与工艺一班王一斌学号：3009207018目录1.首页-----------------------------------------------12.设计任务书-----------------------------------------33.设计计算过程及结果---------------------------------43.1设计过程相关计算------------------------------43.1.1流体物性-----

2、--------------------------43.1.2主管路的管路计算-----------------------43.1.3A支路的管路计算-----------------------53.1.4B支路的管路计算-----------------------63.2泵的工作点的确定及管路的特性方程的计算--------33.2.1泵的工作点的确定-----------------------33.2.2管路的特性方程的计算-------------------43.3泵的选择与计算------

3、--------------------------43.3.1泵的选择-------------------------------43.3.2泵的计算-------------------------------44.设计结果一览表-------------------------------------55.对设计的评述---------------------------------------56.参考文献-------------------------------------------67.符

4、号说明-------------------------------------------68.附图-----------------------------------------------7一设计任务书现有一套输水装置，装置由一个低位储罐a，一套离心泵，若干管路管件及阀门构成。水槽中的液面维持恒定，泵的吸入管路由4米长的无缝钢管与水槽直接相连。泵的输出管路在d点分为de与df两支路。设de为A支路，df为B支路。d处采用三通旋塞阀。输出主管路cd长为20米，分支管路A长为8米，其表压规定为30000P

5、a;分支管路B长为6米,表压规定在50000Pa。每天需从A管路输送900m³的水，从B管路输送1500m³的水。每个管路都配有流量计和闸阀以控制流量。生产工艺条件在30摄氏度左右进行，储罐与大气相同，其液面上方的大气压假定为1atm。每年按300天，每天输送24小时，且流体流量设定为1.5～3m/s之间。进行管路设计并选择合适的泵。二流程简图三设计计算过程及结果总管路和支管路的设计1流体物性在常压、30摄氏度下，水的物性数据：密度ρ=995.7kg/m³，粘度μ=0.8007mPa·s，水在管路中的常用流速

6、范围为1.5～3.0m/s（本设计中规定为2m/s左右），新的无缝钢管绝对粗糙度e在0.1～0.2mm（本设计使用0.1mm）。一、主管路的管路计算1管径、流速、雷诺数的计算与流型的判断如流程简图所示，本项目采用分支管路的设计，由质量守恒定律有：即，Vs=900m3/d+1500m3/d=2400m3/d=100m3/h=(1/36)m3/s由d=√(4Vs/πυb)代入流体的流量，计算主管路的排出管路管径：d=√4/36/π/2=132.98mm故选用φ146×6mm的无缝钢管。dT=146-2×6=134

7、mm，Ub.T=4Vs/πd²=4/36/π/0.134²=1.97m/s结合水的物性数据，即可求出总管路流体的雷诺数：Re=dρυ/μ=0.134×1.97×995.7/0.0008007=3.283×10^5＞4000，故可判断，流体的流型为湍流。2直管摩擦阻力的计算本设计规定新的无缝钢管绝对粗糙度e=0.1mm，则相对粗糙度e/d=0.00075由Re及相对粗糙度，查由管流摩擦系数与雷诺数及相对粗糙度的关系图得管流摩擦系数λ=0.035因此：吸入管的直管摩擦力hfT吸入=λT×(LT/d)×(υb,T²

8、/2)=0.035×(4/0.134)×（1.97²/2）=2.207J/kg；输出主管的直管摩擦力hfT输出=λT×(LT/d)×(υb,T²/2)=0.035×(20/0.134)×(1.97²/2)=11.035J/kg3局部阻力的分析A闸阀造成的局部阻力：查表得知闸阀全开时的阻力系数ξ为0.17B管道入口处的阻力：查表得知阻力系数ξ为0.54管路总阻力的计算∑hfT=[λ×(L1+L2)/d