Подробный расчет дефлегматора.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Тепловой расчет и подбор дефлегматора.

1) Расход тепла:

Qд=684 кВт

2) Расход охлаждающей воды:

Gвдеф=8,16 кг/с

3) Расчет движущей силы теплообменного процесса:

°C

4) Расчет термического сопротивления:

Материал трубок:

Сталь l=46,5 [6, c.529, табл. XXVIII]

толщина стенки:

d=2мм(dґS: 25ґ2)

5) Предварительный выбор теплообменного устройства:

Задаемся ориентировочным коэффициентом теплопередачи = 500 Вт/(м2·К) (при вынужденном движении, при передаче тепла от конденсирующегося пара к воде, границы задания ориентировочных значений к=300ё800) [6, c.172, табл.4.8]

Ориентировочная поверхность теплообмена:

Для одноходового теплообменника ближайшей является F=52м².

l = 6000 мм-длина трубы

dнґs = 25ґ2 [мм]

D_кожвн= 400 мм

n_тр =121

fтр =0,11 м²-трубное пространство

Расчет скорости воды:

Оценка режима течения:

V_в = 0,66 м²/с

- это развитый турбулентный режим (Re > 104).

6) Расчет :

Расчет значения критерия Нуссельта по формуле:

el=1(т. к. l/d > 50)

По номограмме [6, c.564, рис. ХIII] определяется значение критерия Прандтля: Pr = 3,2

7) Расчет интенсивности теплообмена:

c=0,72 - для горизонтальных труб

8) Расчет коэффициента теплопередачи:

=500 Вт/(м2·К)

=399 Вт/(м2·К)

9) Выбор теплообменника по каталогу [6, c.215, табл. 4.12]:

Одноходовой теплообменный аппарат типа ТН или ТЛ:

F = 61 м²

n_тр =257

l= 3000 мм-длина трубы

10) Рассчитываем запас поверхности :

Данный теплообменник удовлетворяет требованиям.

Гидравлический расчет дефлегматора.

1) Расчет гидравлического сопротивления.

Скорость жидкости в трубах

;

Коэффициент трения рассчитываем по формуле :

;

где , - высота выступов шероховатости на поверхности, d - диаметр трубы.

Диаметр штуцеров в распределительной камере - трубного пространства, - межтрубного пространства [5, с.55].

2) Рассчитаем скорость в штуцерах по формуле

В трубном пространстве следующие местные сопротивления: вход в камеру и выход из нее, 3 поворота на 180 градусов, 4 входов в трубы и 4 выходов из них. В соответствии с формулой [5, форм. 2.35] получим:

3) Рассчитаем гидравлическое сопротивление трубного пространства:

4) Рассчитаем гидравлическое сопротивление межтрубного пространства:

Число рядов труб, омываемых потоком в межтрубном пространстве, ; примем округляя в большую сторону 10. Число сегментных перегородок x = 8 [5, таб. 2.7]

Диаметр штуцеров к кожуху - межтрубного пространства [5, с.55], скорость потока в штуцерах:

Скорость потока в наиболее узком сечении [5, таб. 2.3]

В межтрубном пространстве следующие местные сопротивления: вход и выход жидкости через штуцера, 8 поворотов сегменты и 9 сопротивлений трубного пучка при его обтекании.

Рассчитаем гидравлическое сопротивление:

Подбор насоса для подачи исходной смеси в колонну.

Насос (2 на рис.1) — предназначен для подачи сырья ректификационной установки в качестве питания на ректификационную колонну (3 на рис.1).

Подбор насоса производим по объемной скорости подачи смеси и напору.

Объемную скорость подачи смеси определяем по формуле:

Q = , м³/ч,

где G — массовый расход жидкости, кг/ч, принимаем G= 2 кг/с=7200 кг/ч

ρ_см — плотность смеси, кг/м³;

Определяем развиваемый насосом напор:

H = + H_г +Δh,

где Р₁ — давление в аппарате из которого перекачивается жидкость, Па;

Р₂ — давление в аппарате, в который перекачивается жидкость, Па;

Н_г — геометрическая высота подъема жидкости, м;

Δh — потери напора, м.

Р₁ = 312382 Па; Р₂ = 2008009 Па; Н_г = 8,1 м; Δh = 7м;

H = + 8,1 +7 = 138,8м.

К установке принимаем насос согласно ГОСТ 15110—79Е [1]- насос химический герметичный типа ХЦМ, маркой ХЦМ 9/25М с характеристиками:

-Производительность — 9 м³/ч;

- Напор — 25 м;

-Давление избыточное на входе в насос, МПа (кгс/см²) не более 0,37 (3,75)

-Мощность — 2,2 кВт;

-Количество — 3 шт. (в соответствии с технологической схемой, один насос в резерве).

Заключение.

В процессе проделанной работы была рассчитана ректификационная установка для разделения смеси сероуглерод–четыреххлористый углерод. Были подобраны и рассчитаны параметры дополнительных аппаратов: дефлегматора и насосов, выбран тип колонны – тарельчатая и в соответствии с этим ситчатые тарелки марки ТС. Был рассчитан тепловой,

гидравлический и материальный баланс установки.

Первый компонент бинарной смеси сероуглерод является агрессивным компонентом, содержащим серу, используется в основном в химической промышленности, поэтому данная технологическая схема имеет жесткие требования к технике безопасности и выбрана как наиболее эффективная.

Подбор вспомогательного оборудования был осуществлен с учетом подачи исходной смеси, а также в соответствии с техническими, санитарно-гигиеническими требованиями к процессу ректификации.

Рассчитанная установка удовлетворяет технологическому заданию и может быть использована в производстве каучука, искусственного шелка-вискозы, средств пожаротушения и получения различных химических реагентов, то есть может быть задействована в различных отраслях химического производства, где задействованы агрессивные среды.

Список литературы

1. http://www.allpumps.ru/catalog/pump.php?id_titles=60

2. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3870.html

3. Технологический расчет ректификационной колонны: метод.

указания к курсовому проектированию / М.А. Кутузова, А.В.

Дмитриев, А.Г. Кутузов. – Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-

та; 2008. - 76 с.

4. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии:

Учебник: В 2 кн. / под ред. Айнштейна В.Г.- М.: Университетская книга; Логос; Физматкнига, 2006. Кн.2. 930 с.: ил.

5. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / под ред. Дытнерского Ю.И. — М.: Химия, 1991. - 496 с.

6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по

курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие. Л.: Химия, 1987. – 576с.

7. И.А. Иоффе «Проектирование процессов и аппаратов химической технологии» Л. Химия 1991г. – 352с.

8. Каталог «Колонные аппараты» 1978. – 310с.

9. Гендин Д.В., Янчуковская Е.В. Аппараты химической технологии.

Учебное пособие.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005.- 40с.

10. И.А. Иоффе «Проектирование процессов и аппаратов химической технологии» Л. Химия 1991г. – 352с.

Содержание

Задание на проектирование

Введение 4

1. Описание технологической схемы установки 6

2. Основные свойства рабочих сред 8

3. Технологические расчеты 9

3.1. Материальный баланс колонны 9

3.2. Определение рабочего флегмового числа 10

3.3. Построение рабочих линий 11

4. Определение объемов пара и жидкости, проходящих через колонну 12

4.1. Средний мольный состав жидкости 12

4.2. Средние мольные массы жидкости 12

4.3. Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости 12

4.4. Средний мольный состав пара 13

4.5. Средние мольные массы пара 13

4.6. Средние массовые потоки пара 13

5. Расчет скорости пара и диаметра колонны 14

5.1. Температуры паров 14

5.2. Плотности паров в колонне 14

5.3. Плотности жидкостей в колонне 15

5.4. Предельная скорость паров в колонне 15

5.5. Диаметр колонны 16

6. Гидравлический расчет тарелок 17

7. Определение числа тарелок и высоты колонны 21

8. Тепловой расчет установки 24

9. Подробный расчет дефлегматора 27

9.1. Тепловой расчет и подбор дефлегматора 27

9.2. Гидравлический расчет дефлегматора 29

10. Подбор насоса для подачи исходной смеси в колонну 32

Заключение 34

Список литературы 35

Дата добавления: 2018-10-27; просмотров: 595; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!