Файл: Расчёт ректификационной установки непрерывного действия для разделения смеси этанолацетон.docx

Для расчета ситчатых тарелок значение брызгоуноса с тарелки, принимаемого равным 0,1 кг жидкости на 1 кг пара, определяется по формуле [1, с. 209, ф. 5.53.]:

Для верха колонны:

Для низа колонны:

.

Значение межтарельчатого расстояния в данном расчете следующее:

Для верха колонны:

Для низа колонны:

Проанализировав ряд стандартных расстояний между тарелками [1, с. 209], выберем расстояние между тарелками в колонне равным

Определение высоты колонны

Высоту тарельчатой ректификационной колонны определим по уравнению [1, с.244, ф. 6.44.]:

где

– расстояние между тарелками, м;

- высота сепарационного пространства над верхней тарелкой и расстояние между нижней тарелкой и днищем аппарата, м.

Для

[1, с.235].

Гидравлический расчёт колонны

Гидравлическое сопротивление тарелок колонны

определяем по уравнению [1, с. 244, ф. 6.45.]:

где ;

– гидравлическое сопротивление тарелки соответственно верхней и нижней части колонны, Па

Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки

складывается из трех слагаемых [1, с. 209, ф. 5.56.]:

Гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) тарелки [1, с. 209, ф. 5.57.]:

где

– коэффициент сопротивления сухой тарелки [1, с.210].

Для ситчатой тарелки

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на тарелке [1, с. 210, ф. 5.58.]

Для верхней части колонны:

Для нижней части колонны:

Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения [1, с. 210, ф. 5.59.]:

Для верхней части колонны:

Для нижней части колонны:

Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки:

В верхней части колонны:

В нижней части колонны:

Полное гидравлическое сопротивление ректификационной колонны:

Расчёт вспомогательного теплообменного оборудования

Расчёт кожухотрубчатого кипятильника

Характеристики холодного теплоносителя обозначаются индексом «2», характеристики горячего теплоносителя – индексом «1».

Горячий теплоноситель	Холодный теплоноситель
Пар	Смесь «Этанол-Ацетон»

Температура кубовой жидкости

. Физико-химические характеристики смеси приведены выше в таблице (2-ой столбец) [2, с. 14-22].

Для подогрева используется насыщенный водяной пар под давлением 2 ат (2,03 бара). Температура конденсации

. Характеристики конденсата при этой температуре приведены в таблице выше (1-ый столбец) [2, с. 4-6].

Для определения коэффициента теплоотдачи от пара, конденсирующегося на наружной поверхности вертикально расположенной трубы высотой

, используют формулу [1, с.53, ф.2.23.]:

Коэффициент теплоотдачи к кипящей в трубах жидкости определяют по формуле [1, с.54, ф.2.28.]:

Из основного уравнения теплопередачи и уравнения аддитивности термических сопротивлений следует, что [1, с.76]:

Подставляя в это уравнение выражения для

, можно получить одно уравнение относительно неизвестного удельного теплового потока:

Тепловая нагрузка кипятильника (при конденсации насыщенных паров без охлаждения конденсата или при кипении) [1, с.45, ф. 2.3.]:

где

Расход греющего пара [1, с.45, ф. 2.3.]:

Средняя разность температур [1, с.77]:

Примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи от конденсирующегося водяного пара к кипящей жидкости

[1, с.47, табл.2.1.].

Ориентировочное значение теплообмена составит (из основного уравнения теплопередачи) [1, с.45, ф. 2.1]:

Рассмотрим кожухотрубчатый кипятильник c площадью теплообмена

длиной труб

, диаметром кожуха

, диаметром труб

, общим числом труб 465 [1, с.57, табл. 2.9.].

В качестве первого приближения примем ориентировочное значение удельной тепловой нагрузки [1,с.77]:

Для определения

необходимо рассчитать коэффициенты

и B:

Толщина труб 2,0 мм, материал – нержавеющая сталь Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений со стороны органической жидкости (термическим сопротивлением со стороны греющего пара можно пренебречь) равна [1, с.48, табл. 2.2]:

При

Такую точность определения корня уравнения можно считать достаточной, и

можно считать истинной удельной тепловой нагрузкой.

Коэффициент теплопередачи:

Требуемая поверхность теплопередачи [1, с.45, ф. 2.1]:

Кожухотрубчатый вертикальный одноходовой кипятильник подходит с запасом площади поверхности 32% и имеет следующие характеристики:

Диаметр кожуха
Диаметром труб
Число ходов по трубам
Общее число труб
Длина труб
Поверхность теплообмена

Расчёт кожухотрубчатого подогревателя

Характеристики холодного теплоносителя обозначаются индексом «2», характеристики горячего теплоносителя – индексом «1».