Гидравлический расчет

Целью гидравлического расчета является определение потерь напора (в м) или потерь давления (в Н/м²) обрабатываемого продукта при прохождении через теплообменный аппарат и выбор нагнетателя для его транспортирования. Если теплоноситель перемещается по сети заданной конфигурации, то необходимо учитывать общие потери напора с учетом всех участников сети.

Потери напора (давления) складываются из потерь на преодоление трения теплоносителя о стенки прямолинейных участков каналов ∆ р_тр, потерь на преодоление местных сопротивлений ∆ р_мс и статического напора Н_ст.

+ Н_ст, м

Потери напора на трение рассчитываются по формуле

, м

где ξ (кси) - коэффициент гидравлического трения (безразмерная величина);

l - длина прямолинейного участка при движении, м;

d - эквивалентный диаметр канала, м;

u - скорость движения теплоносителя, м/сек;

g - ускорение свободного падения, (9, 8 м/сек²).

При турбулентном режиме движения жидкости (Re = 3∙ 10³ ∙ 1·10⁵) можно применять формулу:

Определение потери напора на преодоление местных сопротивлений:

, м

где (дзета) - коэффициент местного сопротивления для i -го сопротивления (безразмерная величина); определяется в зависимости от конструктивных особенностей местного сопротивления (таблица П-6 приложения).

В общем случае статический напор равен:

, м

где Z₁, Z₂ – соответствующие высоты над плоскостью сравнения, м;

р₂, р₁ – соответствующие давления над поверхностью жидкости в нижнем и верхнем сосуде, Н/м².

Необходимая мощность нагнетателя (насоса) для перемещения обрабатываемого продукта:

, кВт (59)

где V - объемный расход теплоносителя, м³/сек; (для насосов и вентиляторов – эту величину называют «подача» и часто обозначают Q или L);

M - массовый расход теплоносителя, кг/сек;

ρ - плотность теплоносителя, кг/м³;

∆ p - потери давления на преодоление всех гидравлических сопротивлений, Н/м²; для перевода напора (выраженного в м) в давление, выраженное как напряжение (например, в Па = Н/м²) надо умножить напор (если он выражен в м) на произведение ρ ·g (кг/м³∙ м/сек²=Н/м³);

1000 – перевод Вт в кВт.

η - к.п.д. насоса и привода; считывается из графика – «характеристика насоса» (аналогично таблице П-7 приложения).