
- •«Мирэа – Российский технологический университет» рту мирэа
- •Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту по расчету ректификационной колонны
- •Оглавление Введение
- •Выбор конструкционного материала
- •Исходные данные
- •Основные таблицы
- •Пересчет концентраций
- •Постоянные свойства компонентов ацетон-вода при рабочих температурах [8-11]
- •Константы свойств рабочих смесей при атмосферном давлении [8-11]
- •Определение скорости пара и диаметра колонны
- •2.1 Диаметр колонны по условиям верха.
- •3.2 Определение рабочей высоты колонны
- •3.3 Определение высоты колонны
- •Гидравлический расчет тарелок
- •6.1.2 Расчет конденсатора-дефлегматора.
- •6.1.3 Расчет испарителя (кипятильника).
- •6.1.4 Расчет холодильника кубового остатка.
- •6.1.5 Расчет холодильника дистиллята.
- •6.2 Расчет центробежного насоса.
- •6.2.1 Расчет потерь на трение и местные сопротивления.
- •6.2.2 Выбор насоса
- •6.2.3 Предельная высота всасывания
- •7.2.2 Конденсатоотводчик для подогревателя исходной смеси.
- •9.2 Расчет и подбор днища (крышки)
- •10. Механический расчет
- •10.1 Расчет толщины обечайки опоры
- •10.2 Определение нагрузки
- •10.3 Расчет опоры аппарата
- •Список литературы
-
Постоянные свойства компонентов ацетон-вода при рабочих температурах [8-11]
-
Таблица №3
-
Свойства компонентов смеси
-
Обозначения
-
Размерность
-
Ацетон
-
Вода
-
t1
-
65,5
-
t2
-
57,2
-
t0
-
96
-
t1
-
65,5
-
t2
-
57,2
-
t0
-
96
-
Теплоемкость
-
C
-
2,32
-
2,28
-
2,46
-
4,185
-
4,182
-
4,214
-
Теплота парообразования
-
r
-
490,3
-
500,2
-
453,8
-
2341
-
2362
-
2265
-
Коэффициент паропроводности
-
λ
-
0,145
-
0,148
-
0,133
-
0,665
-
0,659
-
0,684
-
Плотность жидкости
-
ρ
-
734
-
744
-
696
-
980,8
-
984,5
-
963,2
-
Вязкость жидкости
-
μ
-
МПа*с
-
223,5
-
236,8
-
174,7
-
427,4
-
487,2
-
295,5
-
-
-
Константы свойств рабочих смесей при атмосферном давлении [8-11]
-
Таблица №4
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-
Основные теплофизические характеристики потоков
-
1.1 Материальный баланс
-
Баланс по всей смеси:
-
Баланс по НКК:
-
-
-
-
-
1.2 Расчет флегмового числа
-
1.2.1 Минимальное флегмовое число
-
-
Действительное (рабочее) флегмовое число
-
-
1.3 Построение рабочих линий ректификационной колонны
-
Рабочую линию укрепляющей части колонны строим по двум точкам. Первая точка – пересечение диагонали диаграммы x-y с прямой x=x2. Вторая точка – точка на оси ординат
(данное значение наносим на график и определяем число теоретических тарелок;
-
Рабочую линию отгонной части колонны также строим по двум точкам. Первая точка – точка пресечения рабочей линии укрепляющей части колонны с прямой x=x1. Вторая точка – точка на диагонали диаграммы x-y с абсциссой x0.
-
Определение скорости пара и диаметра колонны
-
2.1 Диаметр колонны по условиям верха.
-
Плотность паровой фазы в укрепляющей части колонны определяем по уравнению Менделеева-Клапейрона:
-
-
Чтобы определить среднее значение плотности жидкой фазы в колонне, необходимо взять плотность ацетона при температуре t2=57,2°С (см. таблицу №2) вверху колонны и плотность воды при температуре t0=57,2°С (см. таблицу №3) в кубе - испарителе.
-
Плотность ацетона при t2=57,2°С ρацет= 744 кг/м3
-
Плотность воды при t0=96°С ρвод= 963,2 кг/м3
-
Принимая среднее значение плотности жидкой фазы в колонне:
-
-
-
Если
, то:
-
Принимаем расстояние между колпачковыми тарелками
тогда
-
Скорость движения паровой фазы в верхней части колонны:
-
-
Диаметр укрепляющей части колонны определяется по формуле:
-
где D’ – массовый поток паровой фазы.
-
Массовый поток паровой фазы непостоянен по высоте колонны, его значение определяют исходя из значения мольного потока, величина которого постоянна по высоте колонны, и значения молярной массы M смеси паров НКК и ВКК.
-
-
Диаметр укрепляющей части колонны равен:
-
-
2.2 Диаметр колонны по условиям низа.
-
Плотность паровой фазы в отгонной части колонны:
-
-
Скорость движения паровой фазы в отгонной части колонны:
-
-
Массовый поток паровой фазы в отгонной части колонны:
-
-
Диаметр отгонной части колонны:
-
-
Диаметры укрепляющей и отгонной части принимаем одинаковыми и равными d = 1400 мм
-
2.3 Скорость движения пара по колонне:
-
В отгонной части:
-
-
В укрепляющей части:
-
-
Определение числа тарелок и высоты колонны
-
3.1 Определение числа тарелок
-
По диаграмме х-у:
-
Число теоретических тарелок:
-
Для определения среднего КПД тарелки необходимо определить коэффициент относительной летучести компонентов смеси, равный отношению давлений их насыщенных паров α:
и динамический коэффициент вязкости μ исходной смеси при средней температуре tср. Для последующего расчета также необходимо определить среднее значение температуры tср.
-
Значения температуры:
-
-в укрепляющей части колонны: t2=57,2°С;
-
-в отгонной части колонны: t0=96°С;
-
При данной температуре μ2=241,81*10-6 Па*с, μ0=290,67*10-6 Па*с.
-
Необходимо определить коэффициент относительной летучести компонентов смеси, равный отношению давлений их насыщенных паров α:
-
-
Для нахождения по графику КПД, необходимо найти произведение α*μ:
-
αукр*μ2=
-
ηукр=0,48
-
-
αотг*μ0=
-
ηотг=0,41
-