Upload
ingdumitrache
View
276
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
7/28/2019 Transportul Lichidelor
1/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 1
OPERATII UNITAREHIDRODINAMICETRANSPORTUL FLUIDELOR
AMESTECAREASEDIMENTAREA
FILTRAREA
7/28/2019 Transportul Lichidelor
2/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 2
TEHNICI DE LUCRU
HIDRODINAMICECENTRIFUGAREA
FLUIDIZAREA
7/28/2019 Transportul Lichidelor
3/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 3
TRANSPORTULFLUIDELOR
o n marea majoritate a cazurilor transportulfluidelor este preferat transportului solidelor.Astfel, este preferat transportul soluiei n locultransportului separat al componentelor acesteia.
o De multe ori, materialele solide sunt transportateprin antrenarea lor cu un fluid: transportul pneumatic al materialelor solide
pulverulente (cereale, finuri etc.),
transportul hidraulic al unor materii prime aleindustriei alimentare (sfecl, cartofi, tomate, fructeetc.), concomitent cu splarea acestora.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
4/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 4
TRANSPORTULFLUIDELORo n instalaiile de proces ale industriilor
alimentare se transport numeroase fluidecu proprieti foarte diverse.o Fluidele se deplaseaz prin:
conducte, canale, aparate i reactoare
o sub aciunea unei energii primite dinexterior,on cazul lichidelor sub aciunea energiei
poteniale create de o diferen de nivel.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
5/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 5
TRANSPORTULFLUIDELOR
o Utilajele care servesc la transferulenergiei de la o surs exterioar la un fluidpoart denumirea generic de: pompe (dac fluidul este un lichid), compresoare (dac fluidul este un gaz).
o Denumirea de pompe de vid este datutilajelor care servesc la realizarea uneidepresiuni sau la evacuarea unui recipient.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
6/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 6
TRANSPORTULFLUIDELOR
Pentru a provoca deplasarea (curgerea) fluidelorexist mai multe posibiliti, i anume:1. prin aciunea unei fore centrifuge;
2. prin deplasarea unui volum de fluid: fie pe calemecanic, fie prin intermediul altui fluid;
3. printr un impuls mecanic;4. prin transfer de impuls de la alt fluid;5. prin aciunea unui cmp magnetic;6. prin aciunea forelor gravitaionale.
Pe baza acestor metode de principiu suntconstruite toate echipamentele destinatetransportului fluidelor.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
7/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 7
FENOMENE N FLUIDEo ADEZIUNEA este fenomenul prin care, datorit
forelor intermoleculare, pe conturul unui corpsolid cu care un fluid vine n contact, se formeazun strat foarte subire de fluid care se micsolidar cu conturul solid considerat.
o n consecin, stratul de fluid aflat n contactnemijlocit cu o suprafa solid are aceeai vitezcu viteza acesteia.
o Fenomenul de adeziune a fost verificat pentrufluidele newtoniene.
o n cazul fluidelor nenewtoniene se constat oalunecare a elementelor de fluid de-a lungulsuprafeei solide.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
8/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 8
FENOMENE N FLUIDE
o TENSIUNEA SUPERFICIALsuprafaa de contact ntre dou fluidenemiscibile tinde s ia o form a crei arieeste minimFenomenul este rezultatul forelor decoeziune (fore moleculare de atracie)
7/28/2019 Transportul Lichidelor
9/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 9
TENSIUNEASUPERFICIAL
r0
A
F
R
A
a. b.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
10/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 10
TENSIUNEASUPERFICIAL
o n cazul redat n fig. a, forele exercitatede moleculele aflate n sfera de aciunemolecular sunt simetrice, iar rezultantalor este nul.
o n cazul redat n fig. b, rezultanta R aforelor de coeziune este nenul iorientat nspre interiorul lichidului,
acionnd ca o compresiune.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
11/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 11
TENSIUNEASUPERFICIAL
o Forele de coeziune F tangente lasuprafaa liber dau natere unor eforturipe aceast suprafa.
o n cazul unui lichid izotrop i omogen sepoate defini n fiecare punct al suprafeeilibere o tensiune superficial (tensiuneinterfacial dac este vorba de suprafaa
de contact a dou lichide nemiscibile):
dl
Fd
l
F
l
=
=lim
0
(25)
7/28/2019 Transportul Lichidelor
12/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 12
TENSIUNEASUPERFICIAL
o Formula dimensional a tensiunii superficiale este:
o Tensiunea superficial se exprim n kg/s2 sauN/m.
o Tensiunea superficial se manifest i n punctelecomune ale suprafeei de contact care separdou lichide nemiscibile i un gaz (fig. a), sau ungaz, un lichid i o suprafa solid (fig. b i c).
2== TMl
F (26)
7/28/2019 Transportul Lichidelor
13/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 13
TENSIUNEASUPERFICIAL
l2
l1
g
2331
1231 312323
12
12
l1l1
g2 g2
s3 s3
a. b. c.
Manifestarea tensiunii superficiale npunctele de contact l1-l2-g (a)i l-g-s (b i c)
7/28/2019 Transportul Lichidelor
14/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 14
TENSIUNEASUPERFICIAL
o Raportul dintre
valoarea forelor deadeziune (Fa) lichid solid i valoareaforelor
intermoleculare decoeziune din lichid(Fc) influeneazforma menisculuiformat ntre un
lichid i un gaz nimediata apropiere aunei suprafee solide(fig.).
R Fc
Fa
g
l
R
Fc
Fa
l
g
a. b.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
15/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 15
TENSIUNEASUPERFICIAL
o Tensiunea superficial
determin, de asemenea,fenomenul decapilaritate, fenomencare apare n spaiilemici (tuburi de diametru
foarte mic).o Lichidele care udsuprafaa provoacascensiunea capilar(a), iar cele care nu udsuprafaa provoaccoborrea capilar (b)(fig.).
a. b.
h
d
d
h
7/28/2019 Transportul Lichidelor
16/703/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 16
TENSIUNEASUPERFICIAL
o Denivelarea h a lichidelor n tuburi capilarese poate calcula cu relaia:
on care: = tensiunea superficial (N.m-1), = densitatea lichidului (kg.m-3), g = acceleraia gravitaional (m.s-2), d = diametrul capilarului (m), = unghiul de racordare al lichidului cu
peretele capilarului.
cos
4
=
dg
h (33)
7/28/2019 Transportul Lichidelor
17/703/3/2003
Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 17
TENSIUNEASUPERFICIAL
o Valoarea tensiunii superficiale depinde denatura fluidelor n contact i detemperatur.
o Tensiunea superficial scade cu creterea
temperaturii.o Pentru acelai lichid n contact cu gazediferite, tensiunea superficial variaz
puin cu natura gazului.o Tensiunea superficial influeneazdimensiunile i forma picturilor de lichid inatura curgerii bifazice lichid gaz.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
18/703/3/2003
Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 18
CAVITAIAo Lichidele pot ncorpora, datorit fenomenului de
absorbie, o parte din gazele cu care vin n contact.Conform legii lui Henry, cantitatea de gaz absorbit estedirect proporional cu presiunea parial a gazului,aceasta scznd la creterea temperaturii.
o Procesul invers absorbiei, desorbia, are loc la scdereapresiunii n sistem sau la creterea temperaturii lichidului.Dac presiunea scade sub valoarea presiunii de vapori alichidului, corespunztoare temperaturii la care se aflacesta, apar n lichid bule de gaz, provenite pe de o partedin desorbia gazelor dizolvate i pe de alt parte prinvaporizarea lichidului.
o Fenomenul de apariie i dezvoltare a bulelor degaz n masa de lichid poart denumirea decavitaie.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
19/703/3/2003
Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 19
CAVITAIAo Cavitile (bulele) astfel formate pot fi
transportate de ctre lichidul n micare n zonen care presiunea lichidului este mai mare dectpresiunea de vapori, provocndu se astfel
distrugerea bulelor prin implozie i refcndu se
astfel omogenitatea fazei lichide.o Acelai fenomen apare i n cazul lichidelor
statice dac n sistem crete presiunea sau scade
temperatura, astfel nct s fie ndeplinitcondiia P > Pvap. Implozia cavitilor decurge cu oreducere brusc de volum.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
20/703/3/2003
Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 20
CAVITAIA
o Cavitaia urmat de implozie acioneazasupra contururilor solide care mrginesclichidul (conducte, pompe etc.) prin: presiunile mari dezvoltate n momentul
imploziei; fenomenele termice induse de comprimarea
gazului n caviti;
coroziunea provocat de compuii care se potforma.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
21/703/3/2003
Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 21
CAVITAIA
o Efectele mecanice nedorite datoratecavitaiei n instalaiile de transport idepozitare a fluidelor sunt: uzura rapid prin eroziune i coroziune a
materialului solid din care este confecionattraseul lichidului;
vibraii i zgomote puternice;
micorarea randamentului mecanic alinstalaiilor.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
22/703/3/2003
Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 22
TRANSPORTUL
LICHIDELOR
TRANSPORTUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
23/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 23
TRANSPORTULLICHIDELOR
o Ecuaia Bernoulli pentru regim staionarpoate fi pus sub forma:
o Sau:
( ) ( ) ( ) QHHvvzzgW ++= 122
1
2
212 2
1 (1)
( ) ( ) FdPvvvzzgW s +++= 21
21
2212
21 (2)
TRANSPORTUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
24/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 24
TRANSPORTULLICHIDELOR
o Pe baza acestor dou ecuaii se poateafirma c energia W furnizat pompei arerolul de a: ridica un lichid de la nlimea z1 la nlimea z2;
mri viteza unui fluid de la v1 la v2; ridica presiunea unui fluid de la P1 la P2;
mri entalpia unui gaz de la H
1
la H2
; Transporta fluidul prin nvingerea frecrii F.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
25/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 25
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
TRANSPORTUL LICHIDELOR
o O pomp sau un grup depompe deservete unsistem alctuit din: spaiul de aspiraie (A), ansamblul de conducte i
armturi (C), spaiul de refulare (R).o Sistemul mpreun cu
pompa sau grupul depompe alctuiesc
agregatul de pompare(AP).
A
R
AP
C
C
C C S C
7/28/2019 Transportul Lichidelor
26/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 26
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
DEBITUL POMPELORo Debitul masic al pompelor este definit ca fiind masa de
lichid transportat de pomp n unitatea de timp.o Debitul volumic este definit ca volumul de lichid
transportat n unitatea de timp.o Raportul dintre debitul volumic real (MV) i debitul volumic
teoretic (MVt) poart denumirea de randament volumic alpompei:
Vt
VV
MM= (3)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
27/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 27
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
NLIMEA MANOMETRICo Dac ecuaia (2) se mparte prin acceleraia
gravitaional g, se obine:
( ) ( )mZ
g
W
g
F
g
PPvv
gzz ==+
++
122
1
2
2122
1(4)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
28/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 28
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o care se mai poate scrie sub forma:
o unde Zm estenlimea manometric a sistemului.o Sensul fizic al acestei mrimi este echivalentul n
presiune (nlime coloan de lichid) al energieicare trebuie transferat fluidului de ctre pompasau grupul de pompe care deservesc sistemul.
g
P
g
P
g
vzZ frm
+
+
+=2
2
(5)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
29/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 29
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
Pompa va trebui stransferelichidului energianecesar trecerii
sale din vasulinferior (1) n celsuperior (2),
adic:1
2
P1
P2
v1
v2
W
ZG
z2
z1
Za
z = 0
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
30/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 30
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o energia necesarmririi vitezei lichidului de la
valoarea v1 la intrare n conducta de aspiraie lavaloarea v2 la ieire din conducta de refulare.Dac ambele conducte au acelai diametruinterior, viteza lichidului n conducta de aspiraie
va fi tot v2;o energia necesarmririi presiunii statice alichidului de la valoarea P1, deasupra lichidului nspaiul de aspiraie, la valoarea P2, deasupra
lichidului n spaiul de refulare;o energia necesar ridicrii lichidului de la cota z1 lacota z2;
o energia necesar nvingerii rezistenelor prin
frecare i a rezistenelor hidraulice locale petraseul pe care se deplaseaz lichidul.
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
31/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 31
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Pentru sistemul din fig., ec. (5) devine:
n care diferena:
poart denumirea denlime geometric ieste nlimea pe vertical pn la caretrebuie ridicat lichidul.
g
P
g
PP
g
vvzzZ frm
+
+
+=
12
2
1
2
212
2
12 zzZG =
(6)
(7)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
32/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 32
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Aceast nlime depinde de modul n caresunt amplasate utilajele, respectiv dedistana pe vertical ntre cele doupuncte.
o Aceeai nlime geometric va producepresiuni hidrostatice egale, indiferent deconfiguraia conductei dintre cele 2 puncte.
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
33/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 33
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
ZG
Ilustrarea relaiei dintre nlimea geometric i presiuneahidrostatic
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
34/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 34
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Dac unei pompe n funciune i se msoarpresiunea static a lichidului la intrarea npomp, Pa, presiunea static a lichidului laieirea din pomp, Pr, diferena pe vertical
ntre punctele de msur a presiunilor, Z0,viteza lichidului la intrarea n pomp, va iviteza medie a lichidului la ieire din pomp,vr, energia transferat efectiv lichidului sepoate scrie, n termeni de nlimi:
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
35/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 35
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
unde Zme este nlimea manometricefectiv a pompei.
o Aceasta nu conine termenul corespunztorenergiei transferate lichidului pentru
nvingerea frecrilor i ocurilor acestuia ncorpul pompei.
0
22
2Z
gvv
gPPZ ararme +
+=
(8)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
36/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 36
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Lund n considerare aceast energie printermenul Pp, ecuaia (8) devine:
n care Zmt poart denumirea de nlime
manometric teoretic a pompei.o Randamentul hidraulic
al pompei, h:
g
PZ
g
vv
g
PPZ
parar
mt
++
+
=
0
22
2
(9)
mt
me
hZ
Z= (10)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
37/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 37
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
NLIMEA DE ASPIRAIEo mrime deosebit de important pentru
amplasarea pompei n sistem
o Pt. calculul nlimii de aspiraie, Za, se scriebilanul energetic ntre nivelul lichidului nrezervorul de aspiraie (punctul 1 din fig.)i cota axului racordului de aspiraie(centrul pompei din fig.):
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
38/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 38
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
1
2
P1
P2
v1
v2
W
ZG
z2
z1
Za
z = 0
( ) g
PzZ
gv
gP
zg
vg
P
faspa
aspasp
+++
+
+
=
=+
+
1
2
1
211
2
2
(11)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
39/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 39
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
In ec. (11):o Pasp = presiunea static a lichidului n corpul
pompei cnd se realizeaz aspiraia;
o vasp = viteza medie de deplasare a lichiduluin corpul pompei;
Pfasp = pierderea de presiune prin frecare irezistene locale pe poriunea dintrespaiul de aspiraie i intrarea n pomp.
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
40/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 40
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
-800
-400
0
400
800
1200
1600
8,50 9,00 9,50 10,00 10,50 11,00 11,50
Presiunea barometrica [Pa x 10-4]
Attu
neam
o Dac spaiul de
aspiraie estedeschis, P1 estetocmai presiuneabarometric Pb
exercitat lasuprafaalichidului.o Aceasta este
funcie de
altitudineaamplasamentului(tab. 4.1 Trsp.fluidelor).
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
41/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 41
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Presiunea Pasp
a lichidului n corpul pompeicnd se realizeaz aspiraia nu trebuie sfie mai mic dect presiunea de vapori alichidului, Pvap, la temperatura la care se faceaspiraia (tab. 4.2).
o n caz contrar, o parte din lichidul aspiratse poate transforma n vapori, ducnd laapariia fenomenului nedorit de cavitaie.
7/28/2019 Transportul Lichidelor
42/70
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
43/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 43
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o n practic, Z aspiraie se calculeaz dincondiia derivat din ecuaia (12):
o Pentru majoritatea lichidelor, cnd
aspiraia se face la 288 293 K (15 20C), nlimea de aspiraie este mai mic de6 m.
g
PPPZ
faspvapb
a
(13)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
44/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 44
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Dac n condiiilen care se faceaspiraia rezultdin calcul Za< 0,
pompa se vaamplasa subnivelul lichiduluidin vasul de
aspiraie, pentruca lichidul scurg liber npomp (b).
a. b.
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
45/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 45
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Cnd lichidul se gsete la nivel mai adncdect nlimea de aspiraie, se folosescpompe speciale (numite pompe submersibilesau pompe imersate) cu electromotorul
nchis etan, introdus mpreun cu pompa nlichid.o La captul conductei de aspiraie se
monteaz un sorb cu supap. Captulinferior al conductei trebuie s fie la celpuin 0,5 m sub nivelul apei din rezervor ila cel puin 0,5 m distan de fund.
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
46/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 46
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
Nins = puterea instalat asistemului de acionare;o Nmot = puterea motorului;o Na = puterea de antrenare;
o Ni = puterea indicat;o Ne = puterea efectiv;o Nu = puterea util;o Nn = puterea necesar.
Surs
deputere
Motor TransmisiePomp
(Grup depompe)
Ansamblul
utilajelor
i conductelor
Nins
Nmot
Na
NiN
eN
uN
n
PUTEREA I RANDAMENTUL
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
47/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 47
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Raportnd dou cte dou puterile, sedefinesc urmtoarele randamente: randamentul transmisiei dintre motor i pomp,tr = Na/Nmot. Acesta ine seama de pierderile deenergie determinate de sistemul de transmisie;
randamentul mecanic al pompei, m = Ni/Na,ine seama de pierderile de energie datorate
frecrii subansamblurilor n micare (arbore ilagre, piston i cilindru, supape i ghidaje,rotor i carcas etc.);
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
48/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 48
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
randamentul hidraulic al pompei, h=Ne/Ni, ineseama de pierderile de energie prin frecarea iocurile lichidului n pomp;
randamentul volumic al pompei, V , definit prinecuaia (10), ine seama de consumulsuplimentar de energie pentru a acoperipierderile de debit. Se poate scrie i:V = Nu/Ne;
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
49/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 49
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o randamentul total al pompei, p, este dat deprodusul dintre randamentul mecanic, hidraulic ivolumic al pompei:
o randamentul total al agregatului de pompare, T,se calculeaz ca produs ntre randamentul pompei,randamentul transmisiei i randamentul motorului:
Vhmp =
mottrpT =
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
50/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 50
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Puterea necesar se calculeaz pe bazanlimii manometrice i a debitului volumic(mV) de lichid transportat prin sistem:
[kW]1000
Vm
n
mgZN = (14)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
51/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 51
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Puterea de antrenare se calculeaz dup
alegerea pompei, innd cont de debitul volumicreal (mV), nlimea manometric efectiv (Zme) irandamentul p:
o Dac pompa aleas nu satisface condiia: Zme > Zmi/sau cerinele de debit, atunci fie se leag nserie sau n paralel mai multe pompe, fie se alege
un alt tip de pomp
[kW]1000 p
Vmea mgZN
= (15)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
52/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 52
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Puterea motorului se calculeaz lund nconsiderare randamentul total alagregatului de pompare:
[kW]1000 TVmemot
mgZN
= (16)
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE N
7/28/2019 Transportul Lichidelor
53/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 53
RELAII I MRIMI CARACTERISTICE NTRANSPORTUL LICHIDELOR
o Puterea instalat este mai mare dectputerea motorului, pentru a asigura orezerv n caz de suprancrcare:
[kW]motins
NN
= (17)
Puterea
necesar [kW]
< 1 1 - 5 5 50 > 50
Factor deinstalare 2 1,50
1,50 1,20
1,20 1,15 1,10
CLASIFICAREA POMPELOR
7/28/2019 Transportul Lichidelor
54/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 54
CLASIFICAREA POMPELORDUPA PRINCIPIUL
CONSTRUCTIV
Pompe
frelementemobile
Pompe avnd organe principale n micare
Pompe volumice
Pompe centrifugePompe cumicri
alternative
(pompe cupiston)
Pomperotative
7/28/2019 Transportul Lichidelor
55/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 55
POMPE FRELEMENTE MOBILE
SifonulMontejusulGaz-liftul
Injectoare, ejectoare
SIFONUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
56/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 56
SIFONULo Sifonul este n
principiu o eav dinsticl, metal, materialplastic ndoit subform de U.
o Servete latransvazarealichidelor de la unnivel superior la unul
inferior, pn laegalizarea celor dounivele (fig. 4.5).
C
Z
Z
ZT
A
B
1
2
SIFONUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
57/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 57
SIFONULo Amorsarea se face prin umplerea sifonului cu lichidul de
transvazat sau cu un alt lichid, dac amestecarea celordou lichide nu este duntoare.o Necesitatea amorsrii este principalul dezavantaj al
sifonului i de aceea exist multe soluii constructivecare evit amorsarea direct (fig. 4.6).
a. b. c.
SIFONUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
58/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 58
SIFONULo O a doua condiie de funcionare este ca
presiunea n punctul cel mai nalt (punctul C)al sifonului s fie superioar presiunii desaturaie a lichidului la temperatura de
lucru.o Aplicnd ecuaia Bernoulli pe poriunea AC
a sifonului din fig. 4.5, se obine:
02
12
=+ FPPvzg C
(18)
SIFONUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
59/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 59
SIFONULo Ecuaia (18) se poate pune sub forma:
z = diferena de nivel dintre punctul C i suprafaalichidului, v = viteza lichidului n sifon, P1 = presiunea la suprafaa lichidului,
PC = presiunea n punctul C, = densitatea lichidului, F = energia de frecare pe unitatea de mas de lichid, f = F/g = frecarea lichidului pn n punctul C (inclusiv
rezistena de la intrarea n sifon),
PS = presiunea de saturaie a lichidului la temperatura
SC Pfg
vzgPP >
+=
2
2
1 (19)
SIFONUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
60/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 60
SIFONULo Debitul sifonului se determin aplicnd
ecuaia Bernoullintre punctele 1 i 2, deintrare, respectiv ieire a lichidului dinsifon:
+=
=+
''2
0'2
'
21
21
2
FPPzgv
FPPvzg
(20)
SIFONUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
61/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 61
SIFONULo Dac presiunile n punctele 1 i 2 sunt egale
(P1 = P2)i dac se neglijeaz frecarea(F = 0), ecuaia (20 b) devine:
o Analiznd ecuaia (21) se poate constata cn momentul n care nivelul lichidului esteacelai n ambele rezervoare, adic z = 0,viteza de curgere a lichidului prin sifondevine v= 0, deci debitul devine i el nul,
respectiv funcionarea sifonului nceteaz
'2 zgv = (21)
MONTEJUSUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
62/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 62
MONTEJUSULo Este un utilaj static, cu
funcionareintermitent, utilizatpentru transvazareaunor fluide a croragresivitate chimiceste foarte mare. Pentrutransvazare se folosete
aerul comprimat (0,3 0,4 MPa) sau alt gazinert.
GAZ LIFTUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
63/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 63
GAZ-LIFTULo Numit i pompa Mammut, acest aparat poate
ridica lichide curate sau coninnd materii fine nsuspensie (nisip, nmol) sau chiar corpuri mari(sfecle ntregi, de exemplu).
o Gaz-liftul utilizeaz un fluid motor, uzual aer
comprimat, care, dispersat sub form de bule nlichid, formeaz un sistem eterogen gaz lichid acrui densitate este mai mic dect densitatealichidului.
o Dispersia de gaz n lichid se ridic prin eava derefulare, afundat adnc n lichid, pe principiulvaselor comunicante.
GAZ LIFTUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
64/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 64
GAZ-LIFTULo n principiu, un
gaz-lift (fig. 4.8)este alctuitdintr o eav delungime Hafundat pe
poriunea Hs nlichidul de pompat.La extremitateainferioar a evii
intr o eav maisubire prin careeste adus aerulcomprimat.
Aer comprimat
1
2
3
4
Hs
Hp
H
GAZ LIFTUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
65/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 65
GAZ-LIFTULo Suspensia lichid aer se ridic pn la
captul superior al evii de refulare daceste ndeplinit condiia:
o unde l i m sunt respectiv densitatea
lichidului i densitatea suspensiei lichid aer,o este nlimea de pompare (23).
( )lplsm
HHHH
==(22)
sp HHH =
GAZ LIFTUL
7/28/2019 Transportul Lichidelor
66/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 66
GAZ-LIFTULo Din ecuaia (22) rezult necesitatea
afundrii adnci a conductei de refulare:
o Marea lungime de afundare a conductei de
refulare, alturi de randamentul totalsczut (ntre 36 - 50%) sunt principaleleinconveniente n utilizarea acestor tipuri depompe.
ml
m
ps HH
= (24)
INJECTOARE I
7/28/2019 Transportul Lichidelor
67/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 67
INJECTOARE IEJECTOARE
o Injectoarele = aparate care servesc laridicarea i transportul lichidelor, sau lapomparea lor ntr un recipient sub presiune,folosind energia cinetic a unui fluid motor:
abur, aer comprimat, ap sub presiune.o Ejectoarele au o construcie similar cu cea
a injectoarelor, dar au rolul funcional de a
evacua un fluid dintr o incint.
INJECTOARE I
7/28/2019 Transportul Lichidelor
68/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 68
INJECTOARE IEJECTOARE
Injector: 1 racord intrare fluid motor; 2 duza; 3 - ajutajde amestec; 4 difuzor interior; 5 difuzor exterior.
INJECTOARE I
7/28/2019 Transportul Lichidelor
69/70
3/3/2003Lucian Gavrila OPERATII UNITARE I 69
INJECTOARE IEJECTOARE
o Fluidul motor A intr prin racordul 1n duza 2,
unde energia de presiune este transformat nenergie cinetic, strbate cu vitez mare ajutajulde amestec 3, antrennd lichidul de pompat B;
o Se formeaz un amestec ntre fluidul motor ilichidul de pompat C, a crui energie cineticatinge valoarea maxim n gtul injectorului;
o Amestecul Ctrece apoi n difuzorul interior 4i
n difuzorul exterior 5, unde energia cinetic estetransformat treptat n energie de presiune.
INJECTOARE I
7/28/2019 Transportul Lichidelor
70/70
INJECTOARE IEJECTOARE
o AVANTAJE: aparate ieftine i sigure, transport i lichide cu materii n suspensie, se pot construi din materiale anticorozive.
o DEZAVANTAJE: necesit debite mari de fluid motor, au randament energetic sczut (15 30%).
o Amestecarea lichidului de pompat cu fluidulmotor poate deveni un avantaj atunci cnd,pe lng pompare, este dorit i nclzirealichidului.