流体管道管径的确定、阻力损失与泵的选型功率计算.doc

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1、一输入确认1.过滤体系：硫酸钴液体由于硫酸钴液体的特殊性，液体内含有大量的杂质成份，且容易析出结晶和结垢，因此采用错流过滤的过滤方式。2.原液固含量：≤5.0%（质量浓度）3.固体颗粒大小：与本公司的液体高级工程师莫工和中南大学廖博士联系咨询后，取得硫酸钴溶液中固体颗粒的粒径分布大部分在0.3μm-40μm的范围之间，可见颗粒较小，且粘附性不高，利于过滤。4．处理量：不确定1、双层错流滤芯（包括接头长度200mm）2、多通道滤芯（包括接头长度200mm）5.清液固含量：≤0.2%按以往经验，在细颗粒硫酸钴盐体系中过滤效果能够满足清液固含量

2、≤0.2%的要求，考虑到本案中体系内颗粒粒径在膜孔径拦截的范围内，可以预见本案的清液固含量将达0.2%以下。6．温度：＜70℃温度不高于70℃在硫酸钴体系中比较正常，由于本装置是实验室装置，在室内工作，所以装置不要求保温。7．工作压力：由于中南装置功能及工艺参数中指出，反洗压力0.5Mpa(气源压力),反吹压力0.5Mpa，最高工作压力0.12Mpa，所以在设计装置时按照0.8Mpa进行装置的设计。二工艺流程本装置采用错流过滤工艺，并可实现原液可正反向运行，循环流速通过循环泵变频电机变频调节，生产过程实现脉冲清液反洗。循环系统由循环泵、阀

3、门、管路、过滤器以及清液储液罐构成循环回路，原液在循环泵驱动下在循环回路里按设定流速循环流动，原液流经过滤器过程中，部分液体因压差穿过滤芯，在滤芯的另一侧（过滤器清液腔）形成滤液，形成产品液送出装置。为使循环系统中的原液固含量保持在一定的浓度以下，循环回路中的部分原液（固含量较高）不断向外排出循环系统，同时补液泵把原料液（固含量较小）不断补充到循环系统里，保持系统平衡。在过滤过程中，为保持滤芯通量，系统自动按程序设定时间对过滤器里的滤芯进行脉冲式清液反冲，除掉滤芯表面滤饼，实现整个装置长时间稳定运行；为使系统在长时间运行过程中更加合理，保

4、持滤芯负荷均衡，可使循环液反向运行。三工艺参数1.功能及工艺参数中南大学实验室过滤装置性能参数序号功能性能备注1错流运行跨膜压差0.02-0.12MPa膜面流速1.5m/s双层滤芯组件过流截面积0．00062㎡多通道滤芯过流截面积0．00079㎡原液固含量≤5%清液固含量≤0.2%2清液反洗反洗压力0.5MPa（气源压力）反洗周期20-60min可调PLC控制持续时间0.5-1.5s可调回程时间30-60s可调其他操作定期清液腔排污3变向运行交替周期以清液流量控制PLC控制4变速运行膜面流速1-5m/s变频器5膜面电极化绝缘电阻≥5000

5、欧姆加电电压0.5-24.0V可调直流电源2.滤芯参数1.1双层滤芯规格：双层管YTT75X200-3-C0.4-D2（外管外径75mm，内径d1=69mm；内管外径d2=63mm，内径57mm）1.2滤芯数量：n=9根1.3过滤面积：1.3.1单根滤芯过滤面积：S=(πd1+πd2)×h=(3.14×0.069m+3.14×0.063m)×0.75m=0.311㎡h为滤芯有效过滤高度（单位为m）1.3.2总过滤面积：S1=S×n=0.311×9=2.8㎡1.3.3每小时过滤清液量:根据实验数据按Q1=1t/㎡.h的过滤清液量进行计算，则

6、每小时过滤量清液量Q2=Q1×S1=2.8t/h1.4过流截面积:(为计算膜面速度作准备)1.4.1单根滤芯的过流截面面积:S3=0.00062㎡1.4.2总的过流截面积:S4=S3×n=0.00062×9=0.00559㎡1.5滤芯安装形式：1个过滤器内9根滤芯组件2.1多通道滤芯规格：多通道滤芯hYTT60X200-C0.5-D32.2滤芯数量：2根2.3过滤面积：2.3.1单根滤芯过滤面积：2.3.2总过滤面积：2.4过流截面面积S：0.00079㎡2.5滤芯安装形式：1个过滤器内1只滤芯组件3.反冲器的确定3.1根据单位时间1s内

7、反冲器要反冲液的体积的量应是单位时间1s内过滤清液的体积的量K=25~40倍,则按K=25倍进行计算3.2则单位时间1s内反冲器要反冲的量Q3=Q2t/h÷3600s/h÷1.7m3/t×K=2.8÷3600÷1.7×25=0.0114m3=11.4L3.3因此选择12L的隔膜反冲器满足设计要求4.清液出口管径大小确定4.1根据经验确定清液出口管的流速V=1m/s,则清液出口管的横截面积S=Q2÷ρ÷3600s/h÷V=2.8t/h÷1.7m3/t÷3600s/h÷1m/s=457.5mm24.2则清液出口管的管径d=4.3所以应该选择D

8、N25的清液出口管道四、循环泵选型设计1.设计计算书项目：中南大学实验装置序号：1名称循环泵选型设计规范《机械设计手册》技术参数介质硫酸钴溶液溶液比重1.1kg/m³循环管长度(以单向最长的管