Теоретические основы гидравлики и теплотехники

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
(Технический университет)
Кафедра инженерной защиты окружающей среды
Г.К. Ивахнюк, З.В. Капитоненко, В.С. Семенов
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ И ТЕПЛОТЕХНИКИ
Методические указания к выполнению курсового проекта
для студентов заочного обучения
Санкт-Петербург
2009

Стоимость выполнения курсового проекта уточняйте при заказе

Готовы следующие варианты:

Задание 1, вариант 01

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: хлороформ-бензол
(G_F ) ̅=2,5 кг/с
Р=0,1МПа=1∙105Па
Н=8 м
xF=30% мол.
t1=10С
t2=70С
d=80мм
L1=200м
L2=5м

Задание 1, вариант 03

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.
Исходные данные:
Исходная смесь: сероуглерод-тетрахлорид углерода
(G_F )=2кг/с
Р=0,1МПа=1∙105Па
Н=12м
xF=40% мол.
t1=25С
t2=59С
d=64мм
L1=140м
L2=12м
Содержание работы:
1. Введение 4
2. Технологическая схема и ее описание 5
3. Основные свойства рабочих сред 6
4. Расчетная часть 7
4.1. Исходные данные: 7
4.2. Расчет подогревателя исходной смеси 7
4.3. Расчет центробежного насоса 13
5. Заключение 17
6. Список использованной литературы 18

Дата выполнения: 16/05/2011

Задание 1, вариант 04

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: ацетон-вода
(G_F ) ̅=4 кг/с
Р=0,2МПа=2
∙105Па
Н=6 м xF=50% мол.
t1=10С
t2=60С
d=75мм
L1=180м
L2=8м

Задание 1, вариант 05

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: бензол – уксусная кислота
(G_F ) ̅=3,5 кг/с
Р=0,3МПа=3,0∙105Па
Н=8 м
xF=40% мол.
t1=15С
t2=90С
d=59мм
L1=125м
L2=6м

Задание 1, вариант 06

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: вода – уксусная кислота
(G_F ) ̅=1,5 кг/с
Р=0,4МПа=4,0∙105Па
Н=12 м
xF=20% мол.
t1=20С
t2=110С
d=62 мм
L1=160 м
L2=7 м

Задание 1, вариант 08

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для подачи двухкомпонентной смеси в ректификационную колонну, работающую под атмосферным давлением. Расход исходной смеси GF, давление греющего пара Р. Точка подачи жидкости в колонну расположена на высоте Н. Исходная смесь, содержащая xF низкокипящего компонента, имеет температуру t1 и перед подачей в колонну подогревается в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры t2. Внутренний диаметр трубопровода d, его длина от резервуара с исходной смесью до теплообменника L1. На этом участке установлены нормальная диафрагма с диаметром отверстия d0 = 48 мм, две задвижки и имеется 5 плавных поворотов на 90 при R0/d =4. На участке трубопровода L2 от теплообменника до ректификационной колонны установлен вентиль и имеется один поворот на 120 при R0/d =3.
Требуется выбрать насос для подачи исходной смеси в ректификационную колонну и теплообменник для ее подогрева.
Представить схему установки и выполнить чертеж теплообменного аппарата.

Исходная смесь: хлороформ-бензол
(G_F ) ̅=3,0 кг/с
Р=0,1МПа=1∙105Па
Н=10 м
xF=15% мол.
t1=25С
t2=79С
d=81мм
L1=180м
L2=16м

Задание 2, вариант 03

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2.
Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3.
После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L.
Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха.
Представить схему установки и выполнить чертеж циклона.

Исходные данные:
V=0,7м^3/с
t_1=200℃
t_2=35℃
d=300 мм
l_1=180 м
l_2=15 м
n_1=3 шт
n_2=8 шт
m=0,5
D=1,2 м
H=12 м
L=5,0 м

Задание 2, вариант 06

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2.
Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3.
После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L.
Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха.
Представить схему установки и выполнить чертеж циклона.

Исходные данные:
V=0,5м^3/с
t_1=120℃
t_2=28℃
d=225 мм
l_1=140 м
l_2=20 м
n_1=2 шт
n_2=6 шт
m=0,6
D=0,8 м
H=11 м
L=2,5 м

Задание 2, вариант 07

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2. Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3. После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L. Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха. Представить схему установки и выполнить чертеж циклона. Исходные данные:
V=0,8м^3/с t_1=200℃
t_2=40℃
d=350 мм
l_1=180 м
l_2=45 м
n_1=5 шт
n_2=12 шт
m=0,4
D=1,0 м
H=15 м
L=4,0 м

Задание 2, вариант 08

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2.
Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3.
После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L.
Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха.
Представить схему установки и выполнить чертеж циклона.

Исходные данные:
V=1,4 м^3/с
t_1=150℃
t_2=35℃
d=425 мм
l_1=220 м
l_2=30 м
n_1=3 шт
n_2=8 шт
m=0,6
D=1,8 м
H=8 м
L=10 м

Задание 2, вариант 09

Задание на курсовой проект
Рассчитать установку для очистки воздуха от примесей. Расход воздуха V (при нормальных условиях), его начальная температура t_1. Воздух предварительно обеспыливается в циклоне марки ЦН-15, затем охлаждается водой в кожухотрубчатом теплообменнике до температуры абсорбции t_2.
Трубопровод стальной, с незначительной коррозией, его внутренний диаметр d. Наибольший по протяженности участок гидравлической сети от начала трубопровода до теплообменника имеет длину l_1. На этом участке имеются n_1 задвижек и n_2 плавных поворота на 90 при относительном радиусе поворота R_0/d =4. Длина трубопровода от теплообменника до абсорбера l_2, и на этом участке установлены нормальная диафрагма с модулем m, задвижка и имеются два поворота на 120 при R_0/d =3.
После охлаждения воздух поступает на абсорбцию в колонный насадочный абсорбер, работающий под атмосферным давлением. Диаметр абсорбера D, его высота H. Абсорбер заполнен керамическими кольцами размером 25х25х3 мм и орошается водой, расход которой равен L.
Рассчитать циклон, теплообменник для охлаждения воздуха и газодувку, обеспечивающую заданный расход воздуха.
Представить схему установки и выполнить чертеж циклона.

  Исходные данные:
V=0,9м^3/с
t_1=220℃
t_2=30℃
d=375 мм
l_1=120 м
l_2=25 м
n_1=4 шт
n_2=10 шт
m=0,3
D=1,4 м
H=12 м
L=6,0 м

Задание 3, вариант 07

Задание на курсовой проект
Выполнить проект однокорпусной выпарной установки для концентрирования водного раствора. Производительность по исходному раствору G_н. Раствор упаривается от концентрации X_н до Х_к. Давление греющего пара Р, давление в барометрическом конденсаторе Р_о. Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к кипящему раствору равен К. Исходный раствор перед подачей в выпарной аппарат подогревается греющим паром в кожухотрубчатом теплообменнике от температуры t_н до температуры кипения.
Рассчитать поверхности нагрева выпарного аппарата и теплообменника для подогрева разбавленного раствора. Выполнить расчет барометрического конденсатора. Представить схему однокорпусной вакуум - выпарной установки и выполнить чертеж выпарного аппарата.
Исходные данные:
Исходное вещество: NaNO_3
G_н=4,5кг/с
X_н=10% масс.
Х_к=30% масс.
Р=0,25 МПа
Р_о=0,03 МПа
К=800Вт/м2∙К
tн=250С
Содержание работы:
1. Введение 3
2. Технологическая схема и ее описание 5
3. Расчетная часть 6
3.1. Исходные данные: 6
3.2. Расчет поверхности нагрева выпарного аппарата 6
3.2.1. Выбор конструкционного материала 6
3.2.2. Материальный баланс процесса выпаривания 6
3.2.3. Определение температур и давлений в выпарном аппарате 7
3.2.4. Определение тепловой нагрузки аппарата 8
3.2.5. Определение площади поверхности нагрева 9
3.3. Расчет поверхности нагрева теплообменника для подогрева разбавленного раствора 10
3.4. Расчет барометрического конденсатора 13
3.4.1. Расход охлаждающей воды 13
3.4.2. Диаметр барометрического конденсатора 14
3.4.3. Высота барометрической трубы 14
4. Заключение 16
5. Список использованной литературы 17

Дата выполнения: 21/05/2011

Задание 3, вариант 09

Задание на курсовой проект
Выполнить проект однокорпусной выпарной установки для концентрирования водного раствора. Производительность по исходному раствору G_н. Раствор упаривается от концентрации X_н до Х_к. Давление греющего пара Р, давление в барометрическом конденсаторе Р_о. Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к кипящему раствору равен К. Исходный раствор перед подачей в выпарной аппарат подогревается греющим паром в кожухотрубчатом теплообменнике от температуры t_н до температуры кипения.
Рассчитать поверхности нагрева выпарного аппарата и теплообменника для подогрева разбавленного раствора. Выполнить расчет барометрического конденсатора. Представить схему однокорпусной вакуум - выпарной установки и выполнить чертеж выпарного аппарата.

Исходные данные:
Исходное вещество: NaOH
G_н=5,0кг/с
X_н=15% масс.
Х_к=35% масс.
Р=0,5 МПа
Р_о=0,03 МПа
К=950Вт/(м2∙К)
t_н=15С