7.2 Расчет сепаратора

Для разделения газожидкостных смесей применяют сепараторы вертикального или горизонтального исполнения. Высота сепарационной части в вертикальных сепараторах не должно быть менее 0,6 метров, а горизонтальных менее 3 метров, так как в противном случае качество разделения резко падает.

Расчет сепаратора выполняется следующим образом:

1) Определяем критическую скорость газа в сепараторе по уравнению:

, (7.3)

где A – коэффициент, зависящий от конечного содержания жидкости в газе (С_кон),

и - плотности жидкости и газа соответственно, кг/м³.

Коэффициент А выбирают из представленной ниже таблицы 15.

Таблица 15 – Зависимость коэффициента А от конечного содержания жидкости в газе

Сепаратор	Вертикальный			Горизонтальный
Скон, г/кг	2	5	10	2	5	10
А	0,030	0,047	0,061	0,075	0,117	0,150

2) Принимаем среднюю скорость в аппарате ниже критической и находим диаметр сепаратора из уравнения:

, (7.4)

где D – диаметр сепаратора, м;

V – объемная скорость подачи сырья в сепаратор, м³/с ;

ω – средняя скорость в аппарате, м/с.

3) С учетом стандартизованных размеров выбираем подходящий аппарат.

7.3 Расчет теплообменных аппаратов [10-12, 14]

7.3.1 Порядок расчета

1) Определяем из материального баланса расход теплоносителей, уточнив их начальные и конечные температуры, определяем физико-химические свойства теплоносителей и степень их коррозионной активности (агрессивности).

2) На основании теплового баланса определяем количество тепла, передаваемого при теплообмене, и уточняем количество второго теплоносителя.

3) Учитывая агрессивность или другие свойства теплоносителей, выбираем конструктивный материал и схему обвязки теплообменника.

4) Определяем среднюю разность температур (средний температурный напор).

5) Для аппарата, указанного в техническом задании. рассчитываем коэффициент теплопередачи через стенку К, Вт/(м² К) по формуле:

, (7.5)

где ₁, ₂ - коэффициенты теплопередачи от охлаждаемого потока к стенке и от стенки к нагреваемому потоку, Вт/(м•К);

r _ст – сумма термических сопротивлений всех слоев, из которых состоит стенка, включая слои загрязнений, Вт/(м^2•К).

При поверочном расчете теплообменных аппаратов коэффициент принимается согласно данным таблицы 16.

Таблица 16 - Ориентировочные значения коэффициентов теплопередачи, Вт/(м^2·К)

Вид теплообмена	Вид движения		Назначение теплообменника
	вынужденное	свободное
От газа к газу (при обычных давлениях) От газа к жидкости От жидкости к жидкости (вода) От жидкости к жидкости (масло) От конденсирующегося пара к газу От конденсирующегося пара к воде От конденсирующегося пара к кипящим жидкостям От конденсирующегося пара к органическим жидкостям От конденсирующегося пара органических веществ к воде	10-40 10-60 800 – 1700 120-270 10-60 800-3500 - 120-310 340-870	4-12 6-20 140-340 30—60 6-12 300-1200 300-3500 60-170 230-460	Газовые холодильники Подогреватели и холодильники Подогреватели Испарители Подогреватели и конденсаторы

6) Определяем величину поверхности из основного уравнения теплопередачи:

, (7.6)

где F – площадь поверхности теплообмена, м²;

Q – количество теплоты, передаваемое в ходе теплообмена, Вт;

K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·К);

∆t – средняя разность температур, К.

7) Принимаем в зависимости от конструктивного материала и возможности загрязнения труб их диаметр. Определяют число труб, обеспечивающее желаемую скорость в трубном и межтрубном пространстве (обычно удается получить желаемую скорость только в одном из пространств).

8) Определяем длину трубного пучка:

, (7.7)

где L – длина трубного пука, м;

F – площадь поверхности теплообмена, м²;

n – число труб в пучке;

d_p – диаметр трубы, м.

Полученное значение округляем до нормализованного и конструктивно удобного. Выбираем аппарат из стандартного ряда.

9) По параметрам стандартного теплообменника уточняем и принимаем размеры в соответствии с действующими нормами и ГОСТ.

10) Гидравлический расчет теплообменного аппарата выполняется в случае, если это оговорено в техническом задании.