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苯酚生产中的泵和管道的计算过程案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u5925苯酚生产中的泵和管道的计算过程案例综述 1189481.1概述 1117881.1.1泵的选型要求 1185511.1.2选型原则 2123821.2T101出料泵计算 229476εd=0.002 370601.3T102出料泵计算 5285281.4管道计算 6281651.4.1T101进料管 778631.4.2E102进料管 7303321.4.3T101塔顶出料管 792311.4.4T101塔底出料管 825951物料流过管道的体积流量 8概述泵在化工液体输送中是常见的设备,被使用的很早。最早的泵结构十分的简单,随着科学的不断发展,生产技术日新月异,泵的型号也越来越多,性能也越来越强大,应用范围也越来越广,由单一简单的泵,发展成大小不同型号、不同速度、自动化式的泵,特殊情况下还有特殊的泵。泵的技术特性不断更新发展,但其结构易燃十分的简单,对维修和制造都很方便,可批量性生产。泵属于通用机械,在国民经济各部门中用来输送液体的泵类型多种多样,实际用途也特别广泛,各个领域都能看到泵的影子,下至采矿、石油,上至航天,泵在这些领域都发挥着重要作用,其中,属化工行业对泵的需求量最高。涉及的种类也十分的多,一些介质具有腐蚀性,或是介质温度高,压力大,因此对泵的要求往往会比普通泵要求高。常用的泵是离心泵,其型号种类多,流量和扬程的适应性强,结构简单,易操作,稳定性高。泵的选型要求从以下两点选择泵的型号:(1)选择的泵的流量、扬程等参数必须能应对实际场所。(2)对于特殊物性的介质必须选择特殊的泵:①对于一些特殊的物质,需要采用特殊的泵,例如有毒物质、易燃易爆物质等,要求采用的泵是要由可靠的轴封的,或是采用屏蔽泵、隔膜泵等无泄漏的泵。②对于腐蚀性介质,泵体的材料需具有耐腐蚀的性能。③对于含有固体的介质,泵的材料一定要具有耐磨性。(3)根据实际的安装场所选择合适的泵:①当作业现场存在腐蚀性气体时,必须采取一系列防腐措施保护泵不被腐蚀;②当室外环境比较恶劣,影响到泵的正常运转,比如气温低于零下21℃时,需要考虑泵的低温冷脆现象,必须用耐低温材料;③当工作场所有爆炸危险时,通过预测的爆炸等级,必须使用具有防爆性能的电动机。选型原则泵的选择依据主要看五个方面,分别是:输送能力、液体性质、扬程、运行条件和管道布置。(1)流量对整体的产能和输送能力都有决定性的作用,是确定泵的型号的重要参数之一。在泵的选取过程中,把最大流量作为依据,同时还应考虑正常流量,若缺失最大流量数据,则把正常流浪的1.1到1.5倍作为最大流量。(2)泵输送液体的化学性质一般有一定的腐蚀性和毒性。正因为它的化学性质决定了选用泵材料和轴封型式。(3)扬程也是泵的主要选型参数,一般根据当时的需求扬程,对其进行放大,取一定的裕量,一般以5%-10%计。(4)运行条件主要看各项温度、压力、液位高度、泵的安装形式等。(5)管道布置主要看说是输送的高度与距离、进料和出料的最低和最高的液位高度、管道的规格等。T101出料泵计算扬程计算公式:式中:H—扬程,m;—两截面位头差,m;Δpρℎf1ℎf2ℎf3QUOTE—密度,kg/m3。泵位于地面,把流体输送初始位置到目标位置的高度设为11.000m,根据Aspen模拟参数的结果,如下表所示。进料管的流速取为1.900m/s。表6-1泵的流体参数流量/m3/h密度/kg/m3粘度/Pa·s流速/m/s37.138902.0600.0009951.900则进口管的管径为:d=根据计算的管道直径,圆整至标准的管径取DN=100,相应的管道壁厚为DE=4.0mm,钢管型号为无缝钢管。管道流速验算u=经验算得知流速合格。雷诺数计算:Re根据流体性质,取绝对粗糙度为QUOTE为0.15,则相对粗糙度为ε图6-1摩擦系数与Re、相对粗糙度的关系根据雷诺数、相对粗糙度查Moody图,得到摩擦系数为0.025直管长度:14.00m直管阻力计算:式中:λ—摩擦系数;l—直管段长度,m;u—流速m/s;d—公称直径,m。计算得:ℎH=11.000+0.308=11.308m泵的扬程必须保证有一定的裕度取10%。H实根据计算结果选择合适的离心泵,参数如下表:表6-2泵的参数表类别参数类别参数泵型号IS80-65-125轴功率/kW3.63流量(m3/h)50泵效率/%75转速(r/min)2900汽蚀余量/m3.0扬程/m20--T102出料泵计算扬程计算公式:泵位于地面,把流体输送初始位置到目标位置的高度设为7.00m,根据Aspen模拟参数的结果,如下表所示。进料管的流速取为0.90m/s。表6-3泵的流体参数流量/m3/h密度/kg/m3粘度/Pa·s流速/m/s1.529862.220.0003180.90则进口管的管径为:d=根据计算的管道直径,圆整至标准的管径取DN=32,相应的管道壁厚为DE=3.5mm,钢管型号为无缝钢管。管道流速验算u=经验算得知流速合格。雷诺数计算:Re根据流体性质,取绝对粗糙度为QUOTE为0.15,则相对粗糙度为ε根据雷诺数、相对粗糙度查Moody图,得到摩擦系数为0.030直管长度:8.0m直管阻力计算:式中:λ—摩擦系数;l—直管段长度,m;u—流速m/s;d—公称直径,m。计算得:ℎH=7.000+0.107=7.107m泵的扬程必须保证有一定的裕度取10%。H实根据计算结果选择合适的离心泵,参数如下表:表6-4泵的参数表类别参数类别参数泵型号IS50-32-160轴功率/kW0.28流量(m3/h)3.75泵效率/%48转速(r/min)1450汽蚀余量/m2.0扬程/m8--管道计算管道计算是为了进行选管,是工艺设计不可缺少的一部分,通过管道计算,可以确定管道的实际内径,再根据标准的管径选取合适的管道。本设计的管道比较多,以下选择部分管道进行计算,其他管道计算方式一样。本次计算所有数据都来源于ASPENPUIS化工模拟软件。T101进料管进料的流量为155993.712kg/h,ρ=833.639kg/m3物料流过管道的体积流量V取流速为1.200m⋅d=考虑圆整至DN=250mm,查得外径为7.0mm。流速验算u=经验算,流速在合理范围内。E102进料管进料的流量为150242.850kg/h,ρ=845.321kg/m3物料流过管道的体积流量V取流速为1.600m⋅d=考虑圆整至DN=200mm,查得外径为6.0mm。流速验算u=经验算,流速在合理范围内。T101塔顶出料管进料的流量为122480.929kg/h,ρ=783.106kg/m3物料流过管道的体积流量V取流速为2.000m⋅d=考虑圆整至D
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