2 Трубопроводы и насосы

Необходимый диаметр трубопровода (в метрах) для перекачивания жидкости определяют по формуле

(2.1)

где М - расход жидкости , м³/с;

υ - скорость движения жидкости, м/с.

Величину средней скорости (в м/с) для нагнетательного трубопровода принимают в следующих пределах :

• сметана и сгущенное молоко 0,2 ÷ 0,3;

• сливки, смесь для мороженого 0,3 ÷ 0,5;

• молоко цельное 0,8 ÷ 1,5;

• обезжиренное молоко, пахта, сыворотка 1,0 ÷2,0;

• вода 1,5 ÷ 3,0.

Толщину стенки трубопровода (в м) рассчитывают по формуле

(2.2)

где Р - давление жидкости в трубопроводе, Па;

d - внутренний диаметр трубопровода, м;

[σ_р] - допускаемое напряжение на растяжение для материала

трубы, Па ( для нержавеющей стали [σ_р]10⁸Па);

с - запас толщины стенки на механический износ и

коррозию, м (принимается до 0.001м).

Напор, необходимый для движения жидкости по трубам, определяют следующим образом. Полный напор Р (в Па), который должен создать насос для подачи жидкости из одного бака (аппарата) в другой, слагается из напора ΔРн, требуемого для подъема жидкости на высоту от уровня жидкости в питательном сосуде до высшей точки нагнетательной линии, и напора ΔРс, необходимого на преодоление сопротивлений в трубопроводе и создание скорости жидкости

Р = ΔРн + ΔРс ( 2.3)

-9-

Напор для подъема жидкости на высоту Нг ( в Па ) определяется по формуле

ΔРн=Н_г· ρ·g , (2.4)

где Н_г – геометрическая высота подачи жидкости, м;

ρ – плотность жидкости, кг/м³;

g – ускорение силы тяжести, м/с².

Напор (в Па) для преодоления сопротивления и создания скорости определяется по формуле

(2.5)

где υ - средняя скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;

λ_тр - коэффициент сопротивления трения;

l - длина трубопровода, м;

d - диаметр трубопровода, м;

Σζ_м.с. - сумма коэффициентов местных сопротивлений.

Коэффициент сопротивления трения зависит от режима движения жидкости. При ламинарном режиме

(2.6)

где Re - число Рейнольдса.

(2.7)

где υ - скорость потока, м/с;

d - диаметр трубопровода, м;

- κоэффициент кинематической вязкости жидко-

сти,м²/с.

Для турбулентного режима коэффициент трения

(2.8)

Критическое число Рейнольдса Rе_кр = 2320; соответственно, если расчетное число Рейнольдса меньше критического (Rе ‹ Rе_кр), то будет иметь место ламинарный режим движения жидкости, а если Rе › Rе_кр – то турбулентный.

-10-

Приложение 4