ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.01.2024
Просмотров: 260
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
где Vп – средний расход пара (объемная скорость):
По данной расчетной величине принимается нормализованная колонна с диаметром , ближайшем к .
По таблице 2.5 [1] примем колонну с капсульными колпачками типа ТСК ‒ I диаметром D=1000 мм и расстоянием между тарелками по таблице 2.4 [1] Hт=350 мм.
Условное обозначение данной тарелки: Тарелка 1000 ‒ 2 ‒ 350 ‒ 15 ‒ 35 ‒ 08Х13. Условное обозначение тарелки колпачковой колонного аппарата диаметром 1000 мм, высотой сливного листа 280 мм, с колпачками исполнения 2, высотой прорези колпачка 15 мм, высотой сливного порога 35 мм из стали 08Х13.
3.3.2 Определение высоты колонны
Высота колонны зависит от числа тарелок, расстояния между ними и размеров кубовой и сепарационной частей колонны. Для проведения ремонтных работ внутри колонны оборудуем ее люками ‒ лазами. Для удобства работы установим 3 люка.
| (3.43) |
где ‒ высота кубовой и сепарационной частей колонны, по таблице 2.6 [1]. При Dк=1000 мм: = 1500 мм, =600 мм.
4 Гидравлический расчёт колонны
Сопротивление тарелки:
(4.1)
где ‒ сопротивление сухой тарелки;
‒ сопротивление слоя жидкости;
Pб– гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения (как правило, очень мало, и им можно пренебречь)
Сопротивление сухой тарелки определяется по формуле:
(4.2)
где ‒ коэффициент сопротивления сухой тарелки, для колпачковой тарелки = 5;
‒ объемный расход пара, м3/с.
‒ средняя плотность пара в колонне, кг/м3.
‒ свободное сечение тарелки, по технической характеристике колпачковых тарелок типа ТСК ‒ 1, при диаметре колонны 1000 мм,
Сопротивление для слоя жидкости определяется для колпачковых тарелок по формуле:
(4.3)
где hк = 0,015 м ‒ высота прорези (по таблице В2 [1]);
‒ средняя плотность жидкости в колонне,
K ‒ отношение плотности пены к плотности чистой жидкости. принимаем 0,5;
е = 0,02 м ‒ расстояние от верхней прорези до сливного порога (по таблице В2 [1]);
Δh ‒ высота уровня жидкости над сливным порогом пример 0,04 м..
Тогда сопротивление тарелки составит:
Сопротивление всей колонны складывается из сопротивления ректификационной части и сопротивления при входе в колонну и при выходе из нее:
(4.4)
где n – число тарелок в колонне, n = 18 шт;
, ‒ сопротивления при входе пара в колонну и выходе из нее.
Сопротивление при входе пара в колонну:
(4.5)
где ‒ коэффициент сопротивления при входе в колонну,
‒ скорость пара при входе в колонну, принимаем
‒ средняя плотность пара в нижней части колонны,
Сопротивление пара при выходе из колонны:
(4.6)
где ‒ коэффициент сопротивления при выходе из колонны, = 2.
‒ скорость пара на выходе из колонны, принимаем
‒ средняя плотность пара в колонне.
Тогда общее сопротивление колонны составит:
Проверим достаточность применяемого расстояния между тарелками:
(4.7)
где ‒ среднее гидравлическое сопротивление одной тарелки.
;
0,098 м < 0,35м.
Это меньше принятого для расчета расстояния между тарелками.
5 Тепловой и конструктивный расчёт теплообменных аппаратов
5.1 Расчёт дефлегматора
Дефлегматор предназначен для конденсации паров низкокипящего компонента.
Низкотемпературным теплоносителем является охлаждающая вода. Поэтому необходимо предусмотреть оборотную систему водоснабжения. В оборотной системе водоснабжения охлаждение воды градирней обеспечивается в пределах 4…5 , исходя из этого определяется температура воды на выходе из дефлегматора, а температура воды на входе будет соответствовать расчетным параметрам наружного воздуха. Ректификационная установка располагается в г. Якутск, тогда
tрасч = 24,1 оС,
t'в =tрасч = 24,1 оС.
Охлаждение воды, примем равным 5 , тогда
Температура кипения дистиллята 101,5 при атмосферном давлении. Определим среднюю разность температур между конденсирующимся паром смеси и охлаждающей водой. Большая разность температур , а меньшая разность температур .
t''в = 29,1 °С
t'в = 24,1 °С
tконд = 101,5 °С
Рисунок 5.1 – К определению температурного напора конденсатора
Температурный напор определяем, как среднюю логарифмическую разность температур:
(5.1)
.
Средняя температура охлаждающей воды:
Определим тепловой поток, отданный дистилляту в дефлегматоре:
(5.2)
где энтальпии