- •1.Курсовое проектирование.
- •1.1.Оформление пояснительной записки.
- •1.2.Оформлене графической части проекта.
- •1.3.Задания для выполнения расчета процесса ректификации.
- •2.0.Материальный баланс.
- •2.1.Определение давления в колонне.
- •2.2Определение температурного режима колонны.
- •2.3.Построение диаграммы фазового равновесия.
- •2.4.Определение числа теоретических тарелок.
- •2.5. Определение расхода пара и флегмы.
- •3.0 Тепловой баланс колонны.
- •4.0. Гидравлический расчет.
- •5.0. Определение диаметра штуцеров.
- •6.0. Определение толщины тепловой изоляции.
- •7.0. Определение площади поверхности теплопередачи кипятильника и дефлегматора.
- •8.0. Пример расчета (вариант №1, см.Табл. 1)
- •8.1. Составление материального баланса колонны [26]
- •8.2. Определение давления в колонне
- •8.3. Построение диаграммы фазового равновесия в координатах у-х
- •8.4. Определение числа теоретических тарелок в колонне
- •8.5. Определение расходов пара и флегмы в колонне
- •8.6. Тепловой баланс колонны
- •8.7. Гидравлический расчет.
- •8.8. Определение диаметров штуцеров
- •8.9. Определение толщины тепловой изоляции колонны
- •8.10. Определение площади поверхности дефлегматора теплопередачи кипятильника и дефлегматора.
- •Библиографический список:
5.0. Определение диаметра штуцеров.
Диаметр штуцера зависит от допустимой скорости потока и определяется из уравнения объемного расхода :
= (60)
Где, – объемный расход потока в трубопроводе.
Допустимая скорость потока зависит от фазового состояния и может определятся в соответствии с табл.3 [12]:
Таблица 3 Допустимая скорость потока в трубопроводе.
Поток |
, м/с |
Скорость жидкостного потока: на приёме насоса и в самотечных трубопроводах на выходе насоса |
0,2-0,6 1-2 |
Скорость парового потока: в шлемовых трубах и из кипятильника в колонну (при атмосферном давлении) в шлемовых трубах вакуумных колонн при подаче сырья в колонну |
10-30
20-60 30-50 |
Скорость парожидкостного потока сырья в колонну в пересчете на однофазный поток |
0,5-1 |
Для колонн, работающих под избыточным давлением , допустимая скорость пара в штуцерах определяется по уравнению:
= (61)
Где, – допустимая скорость потока при атмосферном давлении.
Диаметр штуцеров , рассчитанный по уравнению (60), округляется до ближайшего значения по ГОСТ [21, 22].
6.0. Определение толщины тепловой изоляции.
Температура внутри ректификационной колонны обычно значительно отличается от температуры окружающей среды. Поэтому в большинстве случаев колонны покрывают слоем теплоизоляционного материала (рис.7).
Толщина изоляции должна быть такой, чтобы температура на внешней поверхности изоляции при температуре окружающей среде = 25 не превышала в помещениях 48 , а на открытом воздухе 60 [23]. Допускаемый тепловой поток с наружной поверхности изоляции зависят от температуры на внутренней поверхности изоляции . Ориентировочно можно принимать потери теплоты [24].
116Вт/ при = 100
150Вт/ при = 150
174Вт/ при = 200
Определение толщины изоляции может производится методом последовательных приближений соотношений:
Для плоской стенки:
= = ( ) (62)
Для цилиндрической стенки:
= = ( ) (63)
Где, – коэффициент теплопроводности материала изоляции; – коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к окружающей среде; , – наружний и внутренний диаметр изоляции.
При расчете толщины изоляции для цилиндрической стенки можно использовать уравнение (62), если выполняется условие:
(64)
В уравнениях (62) – (63) коэффициент теплоотдачи:
α = 9,74 + 0,07 ( ) (65)
Использование метода последовательных приближений при определении толщины изоляции состоит в следующем. Выбирается теплоизоляционный материал, для которого из справочной литературы [1] выписывается значение коэффициента теплопроводности . Принимаются тепловые потери и значение температуры . В случае использования стальных аппаратов температуру можно принимать на 1-2 меньше температуры внутри колонны. Принимается значение температуры и рассчитывается толщина изоляции левых частей уравнений (62)-(63). Затем определяется значение коэффициента теплоотдачи α по уравнению (65). Находится расчетное значение тепловых потерь по правым частям уравнений (62) – (63). В случае расхождения принятых и расчетных тепловых потерь более чем на 3%-5% корректируется значение температуры вновь повторяется расчет .