3.4 Конструкция аппарата. Выбор конструкционных материалов

В начале раздела следует дать обзор конструкций аппаратов, которые могут применяться для реализации заданного процесса. По данным обзора выбирается конструкция аппарата. Если темой проекта конструкция задана, то в обзоре приводится ее сравнение с другими возможными конструкциями.

Далее приводится рисунок принятой конструкции аппарата, описание устройства и принципа его работы.

В конце раздела выбираются конструкционные материалы для основных элементов аппарата, крепежных изделий и прокладочных материалов. При выборе материалов можно руководствоваться рекомендациями [3-5].

3.5 Технологический расчет аппарата

Исходными данными для расчета является производительность по исходному продукту (готовому продукту, теплоносителю, газовой смеси и т.д.), его качественные показатели (состав или концентрация), показатели эффективности процесса, режимные параметры (температура, давление и др).

Расчет должен содержать материальный или (и) тепловой балансы, расчет средней движущей силы, кинетические расчеты и, наконец, расчет основных размеров аппарата. Дополнительно выполняются и другие виды расчетов, гидравлического сопротивления; диаметра штуцеров, тепловой изоляции и пр.

Материальный баланс основан на законе сохранения массы. Составляется как общий баланс, так и баланс по главному (определяющему) компоненту. В некоторых случаях решение уравнений материального баланса проводится с учетом условий равновесия, определяющих предельно достижимые параметры.

Тепловой баланс основан на законе сохранения энергии. Его данные используются для определения расхода теплоносителя (хладагента), а также, требуемой площади поверхности теплообмена аппарата.

Расчет средней движущей силы процесса следует проводить с учетом законов термодинамического равновесия.

Кинетические расчеты позволяют определить скорость переноса субстанции (импульса, вещества, энергии) или сопротивление ее переносу. Кинетическим расчетам обязательно должны предшествовать (сопровождать)

расчеты проходных сечений или диаметра аппарата, основу которых составляют представления об оптимальных гидродинамических режимах работы проектируемого аппарата. Коэффициенты скорости (сопротивления) определяются с помощью теоретических, полуэмпирических или экспериментальных зависимостей.

По найденным величинам с учетом особенностей протекающего в аппарате процесса определяют основной параметр аппарата: поверхность теплопередачи (массопередачи); рабочую высоту или длину; рабочий объем.

3.6 Подбор стандартного вспомогательного оборудования

Подбору подлежит насосно-компрессорное, теплообменное и емкостное оборудование (3-4 единицы по согласованию с руководителем). Подбор проводится по укрупненным показателям.

Насосно-компрессорное оборудование выбирается по расходу и требуемому напору, определенному по гидравлическому сопротивлению всей системы.

Теплообменное оборудование подбирается на основе упрощенных расчетов поверхности теплообмена, а емкостное оборудование - на основе упрощенных расчетов необходимого объема аппарата.

Выбор оборудования проводят по справочным материалам [6,7].