7 Расчет кубовой части.

Суммарное начальное содержание жидкости в газе:

l_о=l_в+l_к+l_м=1,05+0,008+0,32=1,378 см³/м³.

где l_в -начальное содержание воды в газе, см³/м³;

l_к - начальное содержание конденсата в газе, см³/м³;

l_м - начальное содержание метанола в газе, см³/м³.

Количество жидкости, поступающей в кубовую часть аппарата:

Q_ж=Q_ж+l₀Q_г1,025/10⁶=66,09/24+1,3781,510⁶1,025/10⁶=2,84 м³/ч.

Скорость движения жидкости:

W_ж=2,84/(2,543600)=0,00031 м/с.

Расчетная высота кубовой части:

Н=W_ж60=0,00031601=0,0186 м;

где =1 мин - допустимое время пребывания жидкости;

Н - принимается не менее 0,4 м [11].

8. Расчет сливных труб

Количество жидкости, стекающей в трубу нижней сепарационной тарелки:

Q_н=0,2l_oQ_г1,025/10⁶+Q_ж=2,77 м³/ч.

Диаметр сливной трубы:

d_сл.н=1,13(Q_н/(3600[W_пер]n))^0,5=1,13(3,18/(36000,12))^0,5=0,07 м;

где [W_пер]=0,1 м/с - допустимая скорость слива;

n=2 шт - количество сливных труб с нижней сепарационной тарелки.

Количество жидкости, стекающей в трубу с верхней сепарацией тарелки:

Q_в=0,2Q_ж=0,266,09/24=0,55 м³/ч.

Диаметр сливной трубы:

d_сл.в=1,13(Q_в/(3600[W_пер]n_в))^0,5=1,13(0,55/(36000,12))^0,5=0,0313 м;

где n_в=2 шт - количество сливных труб с верхней сепарационной тарелки.

9. Расчет штуцеров

Диаметр штуцера входа (выхода) газа:

d_г=1,13(q_г/[W_г])^0,5=1,13(0,406/10)^0,5=0,228 м;

где [W_г]=10 - допустимая скорость в штуцере входа (выхода) для газа, м/с. Полученная величина d_г округляется до стандартного d_г.ст=0,245 м

Действительная скорость газа в штуцере входа (выхода):

W_г=q_г/(0,785d_г.ст²)=0,406/(0,7850,245²)=8,61 м/с

Диаметр штуцера входа жидкости на промывку:

d_ж=1,13(Q_ж/([W_пер]3600))^0,5=1,13(66,09/(1,5360024))^0,5=0,0255 м;

где [W_ж]=1,5 м/с - допустимая скорость в штуцере входа (выхода) для жидкости.

Диаметр штуцера выхода жидкости из кубовой части аппарата:

d_ж=1,13(Q_ж/([W_пер]3600))^0,5=1,13(2,84/(0,1360024))^0,5=0,0259 м

10. Общее гидравлическое сопротивление аппарата.

Гидравлическое сопротивление штуцера входа и выхода газа:

Р_шт=(_вх+_вых)W_г²_р/(2g10⁵)=(1,2+0,5)10²38,07/(29,810⁵)=0,002447 МПа;

где _вх=1,2; _вых=0,5 - коэффициент гидравлического сопротивления узла входа и выхода газа.

Гидравлическое сопротивление входной сепарационной секции:

Р_с=_сW_c²_p/(2g10⁵)=91,99²38,07/(29,810⁵)=0,000691 МПа;

где _с=9 - коэффициент гидравлического сопротивления сепарационной тарелки;

W_с - действительная скорость в элементе входной сепарационной секции:

W_с=q_г/(f_cn_c)=0,406/(0,0078526)=1,99 м/c.

Гидравлическое сопротивление контактных тарелок в секции промывки:

Р_п=nP_т=2233,89=0,000468 МПа;

где n_т=2 - число тарелок.

Гидравлическое сопротивление выходной сепарационной тарелки с овально-цилиндрическими барабанами:

Р_б=_бW_б²_р/(2g10⁵)=3,50.51²38,07/(29,810⁵)=0,000018 МПа

где _б=3,5 - коэффициент гидравлического сопротивления барабана;

W_б - действительная скорость газа во входном отверстии барабана:

W_б=q_г/(0,785d_вх.н²n_б)=0,406/(0,7850,26²15)=0,51 м/с.

Общее гидравлическое сопротивление аппарата:

Р=(Р_шт+Р_с+Р_п+Р_б)=1,1(0,002447+0,000691+0,000018+,000468)=0,00399 МПа.

где =1,1 - коэффициент неучтенных потерь.

11. Проверка гидрозатвора сливных труб с верхней сепарационной тарелки

Столб жидкости в сливной трубе, необходимый для предотвращения проскока газа:

h_ж=Р_б10⁵/_ж=1,30,00001810⁵/1010=0,0023 м;

где =1,3 - коэффициент пульсации.

Необходимое условие нормальной работы сливных труб Н+Н_т–0,04>h_ж выполняется 2,16>0,0023

где Н_т=0,8 - расстояние между тарелками, м;

Н=1,4 - расстояние между тарелкой с овально - цилиндрическими барабанами и верхней контактной тарелкой, м.

12. Построение графика зависимости производительности аппарата от давления, Q=f(P)

12.1 Критическая скорость во входной сепарационной секции:

W_кр=Т_s(g/_p)^0,25;

Максимальная производительность входной сепарационной секции для соответствующих рабочих параметров:

Q_в.с=W_крf_cn_c86400(P_p+P_o)T_o/(P_oT_pz_p).

4.12.2. Расчет максимальной производительности массообменной секц (в контактно-сепарационных элементах)

Максимальная производительность массообменной секции при соответствующих рабочих параметрах:

Q_к.с=W_maxФ_к.сn_к.с86400(P_p+P_o)T_o/(P_oT_pz_p);

Максимальная скорость газа в контактно-сепарационном элементе при соответствующих рабочих параметрах:

W_max=Ф_к.с/_р.

4.12.3. Расчет максимальной производительности массообменной секции (по фактору скорости газа в сечении аппарата)

Максимальная производительность массообменной секции при соответствующих рабочих параметрах:

Q_к=W_max.к0,785D_p²86400(P_p+P_o)T_o/(P_oT_pz_p);

где W_max.к - максимальная скорость газа в массообменной секции при соответствующих рабочих параметрах:

W_max.к=Ф_к/_р^0,5.

P, МПа	Т, К	, Н/м	z	, кг/м3	Wкр, м/с	Qв.с, м3/сут	Фк.с.	Wmax, м/с	Qк.с, м3/сут	Фк	Wmax.к, м/с	Qк, м3/сут
3	285	0,02	0,965	28,46	0,308	179596	19,4	0,024	49088718	3,76	0,705	5117531
4	285	0,018	0,951	38,47	0,278	217537	19,4	0,013	36019653	3,76	0,606	5902102
5	284,6	0,016	0,939	48,78	0,255	251177	24,3	0,01	44348650	4,7	0,673	8267331
7,5	281,5	0,013	0,913	76,12	0,216	330756	24,3	0,004	28236290	4,7	0,539	10259588

P, МПа	3	4	5	7,5
Т, К	285	285	284,6	281,5
z	0,965	0,951	0,939	0,913
, кг/м3	28,46	38,47	48,78	76,12
qг=1,025QгТрzpPо/((Pp+Po)To), м3/с	0,539	0,392	0,311	0,200
Wк.с=qг/(fк.сnк.с), м/с	5,15	3,75	2,97	1,92
Рсух=к.сWкр2р/(2g), мм. вод. ст.	308,18	220,53	175,62	114,03
hж, мм	412,18	325,40	280,94	219,96
Нп, мм	1030,46	813,50	702,34	549,91