- •Оглавление
- •Введение
- •1. Объем и содержание курсового проекта
- •1.1.Содержание расчетно-пояснительной записки
- •1.2. Оформление расчетно-пояснительной записки
- •1.3. Графическая часть проекта
- •1.4. Защита курсового проекта
- •2. Расчет кожухотрубчатого теплообменного аппарата
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Задание на курсовой проект
- •2.3. Методика теплового расчета и выбор стандартного
- •2.4. Гидравлический расчет теплообменника
- •2.5. Механический расчет теплообменника
- •2.6. Примеры расчета и выбора стандартных кожухотрубчатых теплообменников
- •2.6.1. Расчёт и выбор теплообменника – холодильника
- •Тепловой расчёт
- •Аэродинамический расчёт
- •Механический расчёт
- •2.6.2. Расчёт и выбор теплообменника – нагревателя
- •Тепловой расчёт
- •Механический расчет
- •2.6.3. Расчет и выбор теплообменника-испарителя
- •Тепловой расчет
- •2.6.4. Расчет и выбор теплообменника-конденсатора
- •Тепловой расчет
- •2.7. Расчет тепловой изоляции Основные понятия
- •Методика расчета тепловой изоляции
- •Порядок выполнения расчета
- •2.8. Расчет и выбор вспомогательного оборудования
- •2.9. Специальный вопрос
- •3. Расчет ректификационной установки Основные условные обозначения
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Задание на курсовой проект
- •3.3. Методика расчета ректификационной установки
- •3.3.1. Определение расходов дистиллята и кубового остатка
- •3.3.2. Построение диаграммы у-х и t-х,у
- •3.3.3. Определение оптимального флегмового числа
- •3.3.4. Определение числа теоретических
- •3.3.5. Расчет скорости пара
- •3.3.6. Расчет диаметра и общей высоты колонны
- •3.3.7. Гидравлическое сопротивление тарельчатых колонн
- •3.3.8. Выбор материала и расчет толщины слоя
- •3.3.9. Тепловой расчет установки
- •3.3.10. Расчет штуцеров и соединительных трубопроводов
- •3.3.11. Механический расчет колонны
- •3.4. Пример расчета ректификационной установки
- •Теплообменник; 2- кубовый подогреватель; 3- ректификационная колонна; 4- дефлегматор; 5- сепаратор; 6-конденсатор-холодильник
- •3.5. Пример расчета ректификационной установки
- •3.6. Сведения об источниках с примерами расчетов
- •3.7. Специальный вопрос
- •4. Оформление графической части курсового проекта
- •4.1. Технологические схемы
- •4.2. Чертежи общего вида
- •Пояснительная записка
- •Задание на курсовой проект по курсу «Процессы и аппараты химической технологии»
- •Литература
3.5. Пример расчета ректификационной установки
с ситчатыми тарелками
Исходные данные: Те же, что и в предыдущем примере установки с колпачковыми тарелками. Число тарелок принять: в исчерпывающей части nн =8; в укрепляющей – пВ = 12.
Расчет
По отношению к предыдущему примеру, отличия в расчете будут заключаться в определении гидравлических характеристик.
Для того, чтобы не было уноса или захлебывания, скорость пара на тарелках должна быть ниже предельной скорости.
Предельная скорость пара для ситчатых тарелок [6](формула (8.41))
м/с.
Рабочую скорость пара рекомендуется принимать [6] W = (0,8÷0,9) wпр . Примем
w=0,8·wпр=0,8·1,83=1,464 м/с.
Диаметр колонны
м.
Примем нормализованной значение D=800мм.
Действительная скорость пара в колонне
м/с.
На основании данных [2](табл.8.7. на стр. 229) для ситчатых тарелок для колонны диаметром 800мм выбираем тип тарелки ТС, имеющей следующие технические характеристики: Рабочая площадь тарелки Sр = 0,41м2; площадь слива Sсл =0,02м2; периметр слива Пс = 0,57м; длина пути жидкости на тарелке lж =0,52м; диаметр отверстий = 4мм; шаг размещения отверстий t =12мм; расстояние между тарелками hм.т = 300мм.
Площадь прохода паров. согласно [2](табл.8.7)
м2.
Активная высота колонны
НТ=hмт(n-1) =0,3(20-1)=5,7 м.
С учетом высот сепарационной и кубовой частей колонны h1 =0,8м и h2=2м [2](табл.8.2 на стр.220) полная высота колонны
H= НТ+h1+h2=5,7+0,8+2=8,5 м.
Для расчета гидравлического сопротивления орошаемой ситчатой тарелки воспользуемся обобщенным эмпирическим уравнением (8.120) из [6] (стр.229).
, Па,
где wo - скорость пара в отверстиях тарелки; x - поверхностное натяжение жидкости; и - плотности пара и жидкости; hпер - высота сливного порога, принимаем hпер= 40мм; L/G - отношение массовых расходов жидкости и пара; do/σ - отношение диаметра отверстий к толщине тарелки, принимаем σ = мм и do =4/4=1.
В этой формуле n = 0,135 при L/G<5 ; n =0,3 при L/G >5.
м/с.
Величины поверхностного натяжения для верхней и нижней частей колонны были определены при расчете колонны с колпачковыми тарелками: σx,в=24∙10-3н/м; σх,н=56∙10-3н/м.
Из того же расчета для верхней части колонны LВ /G=0,396/0,515=0,77 и для нижней части колонны LH/G= 1,51/0,515=2,93.
Гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны
ΔРВ=0,87∙17,41,28∙(24∙10-3)0,09∙0,710,4∙9420,51∙0,040,18∙ 0,770,135∙ 10,12= 373 Па.
Аналогично этому сопротивление тарелки в нижней части колонны
Па.
Общее гидравлическое сопротивление колонны
Σ Па.
Проверим достаточность принятого расстояния между тарелками по выражению (3.40):
.
Величина м.
Констатируем, что условие hм.т=0,3 м>0,051 м выполняется.
3.6. Сведения об источниках с примерами расчетов
Численные примеры гидравлического расчета колпачковых и решетчатых, провальных тарелок приведены в [2] (стр.227-237). Пример расчета колонны с ситчатыми тарелками дан в [6] (стр.261-272). Там же приведены графические изображения колонны и ее узлов. Пример расчета колонны с колпачковыми тарелками имеется в [31] (стр.321-331). Проектный расчет колонны с клапанными тарелками представлен в [16] (стр.340-358). Пример расчета в [16] включает в себя технологический. гидравлический расчеты, расчет штуцеров и механический расчет.