Определение диаметра штуцеров

Диаметры штуцеров определяем из уравнения расхода:

1)Штуцер для вывода пара из колонны. Скорость примем равной 10 м/с:

2) Штуцер для подачи флегмы в колонну. Скорость подачи флегмы примем равной 1 м/с:

3) Штуцер для отвода кубового остатка. Скорость примем равной 1 м/с:

4) Штуцера для присоединения кипятильника. Из-за незнания объемного потока расхода жидкости, поступающей в кипятильник, диаметры штуцеров можно определить по формулам (7, с.48):

5) Штуцер для подачи исходной смеси. Скорость потока примем 1 м/с:

[3. стр. 63]

Сводная таблица штуцеров
Штуцер	dy, мм	dн, мм	D1, мм	Dб, мм	Dф, мм	h, мм	dб, мм	z	H, мм
Штуцера выпарного аппарата
1	400	426	465	495	535	24	M20	16	235
2	40	45	80	100	130	13	М12	4	150
3	40	45	80	100	130	13	М12	4	150
4	65	76	110	130	160	13	М16	4	150
5	100	108	148	170	205	15	М16	4	160
6	50	57	90	110	140	13	М12	4	150

Расчет опоры

Химические аппараты устанавливают на фундаменты чаще всего с помощью опор. Поскольку в нашем случае отношение , мы выбираем опору для вертикальных аппаратов типа II (5, с.672).

Толщина цилиндрической стенки опоры принимается равной или несколько меньше, чем толщина стенки корпуса аппарата. Примем:

Масса однополочной тарелки (ситчатой) равна 75 кг [5. Стр. 616]

Масса элиптического днища 75,3 кг [5. Стр. 598]

Массу крышки примем равной массе днища

Масса обечайки

М_об=2*π*R*H*S*ρ_ст=2*3,14*17*0,6*7700*0,010=4935 кг

Для удобства расчета, считаем, что колонна заполнена водой

M=Σm_i=75*36+75.3*2+4935+3.14+0.6²*17*1000=39830 кг

Примем массу штуцеров, теплоизоляции и люков равной 15 тонн.

Для колонны массой 55 тонн (с запасом) выбираем [5, стр. 673]

M=39830+15000=54830 кг

Выбираем 4 опоры ОВ-II-Б-1600

4*10*1600=64000 кг

Четыре опоры выдерживают 64000 тонны.

Расчет эллиптического днища (крышки)

Толщина стенки эллиптического днища:

Радиус кривизны в вершине днища:

Примем эллиптическое днище с Н = 0,25D.

Днище сварное, состоит из двух частей:

Нормативное допустимое напряжение для стали марки Х17Н13М2Т σ’=240 МН/м² (5, с.84), коэффициент η принимаем равным 1.

Получаем:

Учитывая коэффициент запаса прочности 2,4 и тот факт, что днище ослаблено вваренным штуцером, мы принимаем:

s = 10 мм

Расчет тепловой изоляции

Рассчитываем изоляцию кубового кипятильника. В качестве материала для тепловой изоляции выбираем стекловату , λ = 0,055 Вт/м*К (1, с.529, табл.XXVIII).

Исходное уравнение:

Термическое сопротивление стадии конденсации греющего пара и кондуктивность стенки практически не влияют на толщину слоя изоляции, поэтому уравнение преобразуется к виду:

Рассчитаем коэффициент :

Получаем:

Коэффициент рассчитываем по формуле:

Потери в окружающую среду:

Подставляем полученные значения в уравнение:

Принимаем .