Учебно-методический комплекс по предмету обсуждена на заседании кафедры «Химическая технология»

РЕСПУБЛИКА УЗБЕКИСТАН

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
НАВОИЙСКИЙ ГОРНО - МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ
НАВОИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра “Химическая технология”



МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению практических занятий по курсу
«Проектирование и оборудование для производства неорганических веществ»

НАВОИ – 2021

1-Практическая занятия
Тема: Расчет прочности деталей приборов, работающих под внутренним давлением


Пример 1. Найти диаметр трубопровода для транспортирования водорода при массовом расходе его 120 кг/ч. Длина трубопровода 1000 м. Допускаемое падения давления . Плотность водорода 0,0825 кг/м³. Коэффициент трения .
Решение:

В длинных магистральных газопроводах давление расходуется главным образом на преодоление трения, потому приравниваем заданную потерю давления

Так как скорость потока – величина неизвестная, то выразим ее через объемный расход и искомый диаметр трубопровода, а затем подставим в уравнение (1.36):

Тогда

Решая это уравнения относительно диаметра, получаем:

где В нашем случае

Секундный объемный расход водорода:

Так как вод.ст.=1109,81=1080 Па, то

Принимаем d=0,2м


Пример 2. Определить экономически наивыгоднейщей диаметр трубопровода для транспортировки 6000 м³/ч (считая при 0^°С и 760 мм рт.ст.) метана на расстояние 4 км. КПД нагнетательная электродвигателем 0,5. Стоимость электроэнергия 400 сум за 1 кВт·ч. Стоимость амортизации трубопровода 2400 сум в год на 1м длины и 1м диаметра.
Стоимость ремонта (эксплуатации) трубопровода 1800 сум в год на 1м длины и 1м диаметра.


Решение
Э+А+Р – суммарная годовая стоимость как функция диаметра.
Примем ориентировочно, что коэффициент трения и что потери на местные сопротивления составляют 10% от потерь на трение.
Сделаем расчет для условной температуры 30⁰С, применяя, что падения давления в трубопроводе невелико и среднее давление приближенно можно считать равным атмосферному.
Объемный расход метана



Тогда

Пренебрегая затратой давления на создания скорости, получаем по формум:

Для горизонтального газопровода при = 0:

т.е.

где плотности метана

В соответствии с принятым допущением подсчитаем расходуемую нагнетателем мощность при кгс/см² по формулам:

1 кВт.год.стоит , принимая 330 рабочих дней в году.

Таким образом, годовая стоимость электроэнергии в зависимости от диаметра трубопровода может быть выражена формулой:

Подобным же образом выразим годовую стоимость амортизация трубопровода

и ремонта (эксплуатация) его:

Суммарная годовая стоимость как функция диаметра выразится уравнением

Э+А+Р=(275/d⁵) +1680000d сум·год

Для отыскания минимума берём производную и приравниваем её:

Вторая производная положительна.

Из последнего уравнения находим: d = 0,6 см
Это и будет d = 0,66 м.