Весь путь движения продукта делим на 3 участка.
4.2. Гидравлическое сопротивление трубопроводов подачи бульона из бака в теплообменник. Принимаем диаметр трубопровода d = 32*2,5мм. Внутренний диаметр трубопровода и эквивалентный диаметр:
dв = dэ = dн - 2* δст = 32 - 2*2,5 = 27 мм = 0,027 м.
Плотность бульона концентрацией Вн = 6% при начальной температуре
tнб = 140С:
Тн = 273 + tнб = 273 +14 = 287 К.
1/ρб = 10-2*((100 – Вн)/ ρв + Вс/ ρс + Вж/ ρж) 5(73)
ρв = 999,4 кг/м3 (4) т.3
ρс = 1016,4 кг/м3, (6) II. 129.
ρж = 1098 – 0,605* Тн = 1098 – 0,605*287 = 924,3 кг/м3.
1/р = 10-2((100 - 6)/ 999,4 + 4,5/ 1016,4 + 1,5/ 924,3) = 0,10005*10-3 м3/ кг
ρб = 999,5 кг/м3
Динамический коэффициент вязкости: (4) II. 12.
µ б = µ с(1 + 2,5φ) = 1,098*(1+2,5*0,06) = 1,263*10-3 Па*с.
Где µ с = 1,098 мПа*с – динамический коэффициент вязкости среды (3) т.VI.
Скорость бульона в трубопроводе:
ω б = Gн/0,785* d²в * ρб = 0,5/0,785*0,000441*659,63 = 2,19м/с
Критерий Рейнольдса:
Re б = ω б*dэ* ρб/µ б = 2,19*0,027*659,63/1,263*10-3 = 30882˃10000 – развитое турбулентное течение.
Коэффициент трения: (1) 3.56.
λ = 1/(0,78*ln Re – 1,5)² = 0,023
Принимаем длину трубопроводов l = 3 м
Местные сопротивления:
Вход в трубопровод ξ1 = 1 (3) стр.26
Калено гладкое: R = 4d – 2 = ξ =1*2 = 2
Вентиль нормальный D25 мм – 2:
ξ = 6*2 = 12 (3) т. XIII
Сумма местных сопротивлений:
Σ ξ = 1+2+12 = 15
Полное гидравлическое сопротивление трубопровода: (1) 77.
4.3. Гидравлическое сопротивление трубопроводов подачи конденсата из сборного бака в теплообменник.
Диаметр трубопровода оставляем как и для бульона d = 32*2,5мм
dв = dэ = 0,027 м.
Длина трубопровода l = 3 м
Плотность конденсата при начальной температуре tнкд = 1380С (3) т.XXXIX, ρкд=927,9 кг/ м3
Динамический коэффициент вязкости конденсата
µ кд = 0,199*10-3 Па*с
Критерий Рейнольдса:
Re кд = ω кд*dэ* ρкд/µ кд.
Скорость конденсата:
ω кд = Gкд/0,785* d²в * ρкд = 0,785/ 0,785*0,000441*927,9 = 2,45 м/с
Re кд = 2,45*0,027*927,9/0,000199 = 321741 ˃ 105 (1) стр. 78
Абсолютная средняя шероховатость труб ∆ = 0,1мм = 0,0001 м
Относительная шероховатость трубы:
е = ∆/ dэ = 4*10-3м
Коэффициент трения:
λ = 1/(0,78*ln(3,7/е))² = 0,035
Местные сопротивления:
Вход в трубопровод: ξ = 1
Вентиль нормальный D25 мм – 2: ξ = 6*2 = 12
Колено гладкое 90˚ : R = 4d – 3, ξ =1*3 = 3
Сумма местных сопротивлений:
Σ ξ = 1+3+12 = 16
Полное гидравлическое сопротивление трубопровода: (1) 77.
4.4. Гидравлическое сопротивление по линии бульона:Коэффициент трения:
λ = 1/(0,78*ln Re – 1,5)² =0,17
Длина канала l = z* lн = 6,13*3 = 18,4 м.
Эквивалентный диаметр dв = dэ = 0,021 м
Местные сопротивления:
Входная и выходная камеры – 2:
ξ = 1,5*2 = 3
Вход в трубки и выход из них 12:
ξ = 1*12 = 12
Поворот на 180˚ через промежуточную камеру – 5:
ξ =2,5*5 = 12,5.
Вентиль нормальный Dу = 25 мм – 2:
ξ = 6*2=12
Сумма местных сопротивлений:
Σ ξ = 3 +12 + 12,5 + 12 = 39,5
Полное гидравлическое сопротивление по линии бульона:
4.5. Полное гидравлическое сопротивление по линии конденсата:
Коэффициент трения при Re = 18759:
λ = 1/(0,78*ln Re – 1,5)² =0,026
Длина канала l = L = 3м
Местные сопротивления:
Входная и выходные камеры
= 1,0*4=4 [3] стр.26Вход в трубки и выход из них:
=1,0*6=6Поворот на 180 через промежуточную камеру:
=2,5*5=12,5Вход в межтрубное пространство под углом 90˚ к рабочему потоку - ξ = 1,5
Выход из межтрубного пространства под углом 90˚ - ξ = 1
Огибание перегородок, поддерживающих трубы:
Принимаем расстояние между перегородками l = 0,5 м
Число перегородок n = L/l - 1 = 3/0,5 - 1 = 5
ξ = 0,5*5 = 2,5
Вентиль нормальный Dу25 – 2
ξ = 6*2 = 12
Сумма местных сопротивлений:
Σ ξ = 4 + 6 + 12,5 + 1,5 + 1 + 2,5 + 12 = 39,5
Полное гидравлическое сопротивление по линии конденсата:
4.6. Гидравлическое сопротивление трубопроводов подачи бульона в выпарную установку.
Плотность бульона концентрацией Вн = 6% при конечной температуре
tбк = 94,53˚С
Тн = 273 + tбк = 367,53 К
1/ρб = 10-2*((100 – Вн)/ ρв + Вс/ ρс + Вж/ ρж) 5(73)
ρв = 960 кг/м3 (4) т.3
ρс = 1016,4 кг/м3, (6) II. 129.
ρж = 1098 – 0,605* Тн = 1098 – 0,605*367,53 = 875,64 кг/м3.
1/р = 10-2((100 - 6)/ 960 + 4,5/ 1016,4 + 1,5/ 875,64) = 0,00104063 м3/ кг
ρб = 961 кг/м3
Динамический коэффициент вязкости: (4) II – 12
µ б = µ с(1 + 2,5φ) = 0,345*(1+2,5*0,06) = 0,4*10-3 Па*с.
Где µ с = 0,345 мПа*с – динамический коэффициент вязкости среды (3) т.VI.
Скорость бульона в трубопроводе:
ω б = Gн/0,785* d²в * ρб = 0,5/0,785*0,000441*961 = 1,5 м/с
Критерий Рейнольдса:
Re б = ω б*dэ* ρб/µ б = 1,5*0,027*961/0,4*10-3 = 97301˃10000 – развитое турбулентное течение.
Абсолютная средняя шероховатость новых стальных труб:
Δ = 0,1 мм = 0,0001 м
Относительная шероховатость трубы:
е = Δ/ dэ = 0,0001/0,027 = 4*10-3
Коэффициент трения: (1) 3.56.
λ = 1/(0,87*ln (3,7/ е))² = 0,028
Местные сопротивления:
Вентиль нормальный ξ = 6
Выход из трубы ξ = 1
Сумма местных сопротивлений:
Σ ξ = 1+6 = 7
Полное гидравлическое сопротивление трубопровода: (1) 77.
4.7. Принимаем геометрическую высоту подъёма жидкости Нг = 5 м (конструктивно).
Потеря давления, развиваемого насосом на подъём конденсата:
= ρкд * g * Нг = 927,9*9,81*5 = 45513 ПаПотеря давления, развиваемого насосом на подъём бульона:
= ρб * g * Нг = 987*9,81*5 = 48412 Па4.8. Подбор насоса для подачи бульона:
Полный напор развиваемый насосом: (3) стр.91
= 
+ 
+ 
+ = 27770 + 65132 +10930 + 48412 = 143244 Па
dр = 1,13 
*ρ), где ω = 2 м/с – средняя скорость жидкости в нагнетательных проводах насосных установок. (1) т.3.3. 
dр = 1,13 
0,5/(970,2*2) = 0,018м.
dкд = 1,13 
0,785/(968,5*1) = 0,032м,
