С установки ректификации перекачивается на склад 35 м3 в час этанола

Эскиз установки приведен на рис. 1.
Рис. 1 – Эскиз установки
Для последующих расчетов используем справочные значения плотности и коэффициента динамической вязкости этанола (100%-го) при 200С:
ρ=789 кг/м3 [2, стр. 512, табл. IV];
μ=1,19·10-3 Па·с [2, стр. 517, табл. VI].
Для расчета диаметра трубопровода используем практические рекомендации к выбору значения скорости, обеспечивающего близкий к оптимальному диаметр трубопровода. В частности, при перекачивании маловязких жидкостей насосом рекомендуется принимать расчетное значение скорости движения жидкости в интервале 0,8-2,0 м (всасывающий трубопровод) и 1,5-3,0 м (нагнетательный трубопровод) [1, стр. 17]. Примем w=1,5 м/с.
Рассчитываем диаметр трубопровода:
d=4∙Vπ∙w=4∙353600∙3,14∙1,5=0,091 м
Принимаем стальную трубу из углеродистой стали с наружным диаметром 108 мм и толщиной стенки 4 мм [1, стр. 17] .
Внутренний диаметр трубопровода рассчитываем по формуле:
d=dнар-2·δ=108-2∙4=100 мм=0,1 м.
Уточняем скорость движения этанола в трубопроводе:
w=4∙Vπ∙d2=4∙353600∙3,14∙0,12=1,24 м/с
Так как сеть представляет собой трубопровод постоянного поперечного сечения, то скорость жидкости постоянна по длине трубопровода и ∆pc можно рассчитать по формуле:
∆pc=w2∙ρ2∙(1+λ∙Ldэ+ξ)+ρ∙g∙hпод+р2-р1,
где w - скорость движения этанола в трубопроводе, м/с; w=1,24 м/с;
ρ - плотность этанола; ρ = 789 кг/м3;
λ - коэффициент трения;
L – длина трубопровода, м; L=500 м;
dэ - эквивалентный диаметр трубопровода. м; для трубы круглого сечения dэ=d=0,1 м;
ξ - сумма коэффициентов местных сопротивлений;
hпод - геометрическая высота подъема жидкости, м; hпод=5 м;
р1, р2 – давление в пространстве всасывания и нагнетания, Па; р1=1 ата=98066,5 Па, р2=0,2 ати=1,2 ата=117679,8 Па.
Определяем режим движения этанола в трубопроводе по значению критерия Рейнольдса:
Re=w·d·ρ/μ,
Re=1,24·0,1·789/(1,19·10-3)=82215.
Следовательно, режим движения этанола в трубопроводе – развитый турбулентный