Расчёт гидравлического сопротивления

4.4.4 Расчёт гидравлического сопротивления

Расчет гидравлического сопротивления, прежде всего, необходим для нахождения давления, которое должен развивать насос для подачи раствора в мембранный аппарат, и последующего выбора насоса. Кроме того, от гидравлического сопротивления зависит фактическая величина избыточного давления в аппарате, а ее нужно знать при механических расчетах (определение толщины стенок корпуса, фланцев и т.п.), при оценке возможного уплотнения мембран, в ряде случаев – для корректировки величины удельной производительности и селективности мембран.

Развиваемое насосом давление определяется по формуле

, (13)

где  рабочий перепад давления через мембрану, ; гидравлическое сопротивление потоку разделяемого раствора в аппарате;  гидравлическое сопротивление потоку пермеата в дренаже;  потери давления на трения по длине и в местных сопротивлениях в трубопроводах и арматуре;  потери давления, связанные с подъёмом жидкости на определённую геометрическую высоту.

Определяем каждую составляющую уравнения (13).

Гидравлическое сопротивление напорного канала .Расчёт проводим из условия, что разделяемый раствор подаётся внутрь волокон, а пермеат выводится из межволоконного пространства; выход пермеата – односторонний. Для расчёта данного вида сопротивления зададимся сперва геометрическими размерами волоконных мембранных элементов: принимаем внутренний диаметр элемента ; длина капилляра ; поверхность фильтрования одного капилляра ; число элементов в модуле определим, разделив площадь фильтровальной поверхности модуля на площадь поверхности одного элемента .

Определяем линейную скорость раствора внутри капилляра

, (14)

здесь .

Гидравлическое сопротивление определяем по формуле

(15)

Гидравлическое сопротивление потоку пермеата в дренаже . Определение гидравлического сопротивления в нашем случае проводится по формуле

. (16)

Потери давления по длине трубопровода и в местных сопротивлениях . Принимаем скорость движения жидкости для всасывающего и нагнетательного трубопровода . Тогда диаметр трубопровода d

, (17)

где  – расход пива, поступающего на мембранную обработку.

Полученное значение диаметра округляем до ближайшей стандартной величины по ГОСТ 8732-78 для стальных бесшовных горячедеформированных труб:  [8].

Определяем характер течения жидкости в трубопроводе

. (18)

т.е. режим течения жидкости турбулентный. Примем величину абсолютной шероховатости равной  для новых стальных труб (c. 14 [8]).

Определяем величину относительной шероховатости труб

. (19)

Для выбора расчётной зависимости для нахождения коэффициента  вычисляем следующие отношения: ; ; , т.е .

Таким образом в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчёт  проводим по формуле

(20)

Определяем значения коэффициентов местных сопротивлений . На всасывающей линии имеются следующие виды местных сопротивлений:

–    вход в трубу с острыми краями:  [8];

–    колено с углом : при   [8];

–    вентиль нормальный при полном открытии: при   [8];

–    выход из трубы:  [8].

На нагнетательной линии имеются следующие виды местных сопротивлений: вход в трубу с острыми краями:  [8];

–    колено с углом : при   [8];

–    вентиль нормальный при полном открытии: при   [8];

–    выход из трубы:  [8].

Тогда

Принимаем длину трубопровода равной .

Тогда потери давления определяем по формуле

(21)

Потери давления, связанные с подъёмом на геометрическую высоту . Принимаем геометрическую высоту подъёма жидкости равной . Тогда потери давления равны

. (22)

Тогда давление, развиваемое насосом, будет равно

.

Похожие работы

Технологические расчеты в бродильных производствах

Скачать

115261

36

1

... 14,3 60 11,5 5,5 5 13 5600 14 67 12,2 4200 6 5 14 14,5 59 12,3 4,9 6 15 13,9 69 9,8 5,1 7 16 14,5 65 10,1 5,7 7 17 12 000 14,4 72 9,7 9500 5,2 8 18 14,1 70 10,4 4,8 8 19 13,5 71 12 5,8 7 20 14 77 11,2 6 7 3. ТЕХНОЛОГИЯ ПИВОВАРЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА   3.1. Технологические расчеты на стадии затирания   Смесь зернопродуктов с водой называется ...

Организация технохимического и микробиологического контроля автоматизированного оборудования

Скачать

48879

16

3

... температурой от -25 до -37°С в специальных морозильных аппаратах, входящих в состав поточных линий, а также в металлических формах в эскимогенераторах, охлаждаемых.   2. Организация технохимического и микробиологического контроля В современных условиях активного проникновения на российский рынок товаров зарубежных производителей, особенно актуальное значение приобретают факторы, определяющие ...

Ознакомление с оборудованием и технологией производства пива

Скачать

41995

0

3

... продукта. Управление этими процессами и получение напитка высокого качества требуют от рабочих знания технологии и оборудования, передовых приемов работы, высокой ответственности за порученное дело.   2. Производство напитков в России   В настоящее время производственные мощности в России по производству пива составляют около 400 млн дал, солода 500 тыс. т, безалкогольных. Многие предприятия ...

Инфекция на бродильных производствах

Скачать

21008

4

0

... , воды). 3.2. ИНФЕКЦИЯ НА ДРОЖЖЕВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Группы опасных микроорганизмов; наносимый ими вред; способы их выявления. См. лабораторный практикум по «Биотехнологические …», с. 13-14. 3.3. ИНФЕКЦИЯ НА ПИВОВАРЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ Группы опасных микроорганизмов; наносимый ими вред; способы их выявления. См. лабораторный практикум по «Биотехнологические …», с. 19-22. 3.4. МОЙКА И ...