Файл: Расчет ретификационной установки.doc

Х-Х*	Y-Y*	m	К_у	n_оу	С_у
0,917-0,85	0,96-0,93	0,447	0,02898	0,931	2,53	1,58
0,85-0,75	0,93-0,88	0,5	0,02898	0,931	2,53	2,57
0,75-0,6	0,88-0,765	0,76	0,02898	0,931	2,53	3,35
0,6-0,5	0,765-0,665	1	0,02898	0,931	2,53	3,16
0,5-0,35	0,665-0,53	0,9	0,02898	0,931	2,53	1,97
0,35-0,2	0,53-0,325	1,36	0,02896	0,930	2,53	2,17
0,2-0,1	0,325-0,16	1,65	0,02894	0,929	2,53	1,97
0,1-0,0366	0,16-0,055	1,6	0,02894	0,929	2,53	2,37

Высота тарельчатой части колонны

,

Где h - расстояние между тарелками, мЖ

N - число действительных тарелок. Таким образом,

Н_Т = 0,6 (28-1) = 16,2 м.

Общая высота колонны

,

где

Н_{к. в.,} Н_{к. н.}- высота цилиндрической части колонны над и под тарелками.

Тепловой расчёт

Эта часть расчёта содержит: определение расхода греющего пара на куб колонны, расчёт поверхности теплопередачи и размеров подогревателя кубы колонны, толщины слоя изоляции.

Определение расхода греющего пара

Составляем тепловой баланс колонны.

Приход тепла: с исходной смесью

где

Расход тепла: с паром, направляющимся из колонны в дефлегматор

Определение поверхности теплоотдачи испарителя

Поверхность нагрева испарителя определяется из основного уравнения теплоотдачи. В это уравнение в этом случае подставляются:

Определение толщины слоя изоляции

Толщину слоя изоляции определяют по упрощённому уравнению для плоской стенки

Конструктивный расчёт тарельчатых ректификационных колонн

Тарелка включает в себя следующие основные детали: паровые патрубки, сливные патрубки или переточные пороги.

При определении количества паровых патрубков, колпачков и количества сливных патрубков вначале производят проверочный расчёт, а затем по нормалям выбирают их окончательные размеры и число. Живое сечение φ₀ всех паровых патрубков на тарелках принимается равным 10-20% от живого сечения колонны. Диаметры паровых патрубков по нормалям рекомендуется брать при изготовлении их из углеродистых сталей 57/3,5 и 70/4 и из нержавеющих сталей 57/3 и 70/3 мм.

Задавшись диаметром парового патрубка, определяют их количество на тарелке:

где F_n - общее сечение паровых патрубков, м²;

ƒ_n - сечение одного патрубка, м².

Скорость пара в паровом патрубке должна быть в пределах 3-8 м/с. Поэтому необходимо делать проверочный расчёт и определить фактическую скорость пара. Если она не лежит в допустимых пределах, необходимо задаться новым диаметром патрубка и сделать перерасчёт.

Диаметр колпачка вычисляют из условия равенства скорости пара в патрубке и в кальциевом сечении между паровым патрубком и колпачком:

где _n - толщина стенки патрубка (13 мм).

Возвышение колпачка над паровым патрубком, мм:

Возвышение нижнего края зубца колпачка под тарелкой S_к = 5 мм. Возвышение уровня жидкости над верхним обрезом прорезей колпачков h_ср = 15-40 мм.

Размеры прорезей в колпачках лежат в пределах:

l - высота - 10-50 мм;

b - ширина - 2-7 мм.

Расстояние между прорезями - 3-4 мм.

При размещении колпачков на вершинах правильных треугольников минимальный шаг колпачков рассчитывают по зависимости:

где l₂ - минимальный зазор между колпачками (12,50,25 мм),

_к - толщина стенки колпачка (13 мм).

Диаметр сливного патрубка, мм:

где w_сл - скорость жидкости в сливном патрубке, м/с (можно принять 0,1-0,2 м/с).

Высота уровня жидкости над сливным патрубком:

Расстояние от нижнего торца сливного патрубка до тарелки:
S₁ = 0,25∆h
Возвышение верхнего торца сливного патрубка над тарелкой:

Расстояние от оси сливного патрубка до оси ближайшего колпачка:

Гидравлическое сопротивление ректификационных колонн

Гидравлическое сопротивление тарелки

Гидравлическое сопротивление тарелки слагается из сопротивления сухой тарелки при открытых прорезях ∆Р₁, сопротивления, обусловленного силами поверхностного натяжения ∆Р₂, гидростатического давления столба жидкости над верхним обрезом прорези ∆Р₄, Па.

w_n - скорость пара в прорезях колпачка, находится в пределах 2-8 м/с; для колонн, работающих под вакуумом - в пределах 0,8-3 м/с;

ξ - коэффициент сопротивления (ξ = 1,5-2)