2.4 Расчет конструктивных размеров аппарата

Расчет конструктивных размеров аппарата сводится к определению его диаметра, высоты.

Кроме расчета основного аппарата производится расчет вспомогательных аппаратов (3-4 аппарата), которые работают в одной технологической цепочке. Выбор аппаратов для расчета определяет руководитель дипломного проекта, в соответствии с темой. Вспомогательные аппараты рассчитываются по упрощенной схеме. Расчет сводится к материальному, тепловому балансу и определению основных конструктивных размеров.

Пример

Расчет АВО

Тепловая нагрузка холодильника

Q= Q_с.г+ Q_б.от+ Q_ор

Q=G (i_т1^ж- i_т2^ж),

где i_т1^ж – энтальпия температуры жидкости на входе в холодильник, кДж/кг

i_т2^ж - энтальпия температуры жидкости на выходе из холодильника, кДж/кг

Q_с.г =c_p∙(t₁ –t₂)

Q_с.г =4916∙2.19∙(112-40) =775155

G=G_б.от + G_ор

Q=(6866+2458)∙ (549,77 – 72,33) = 5413286 кДж

Массовый и объемный расход воздуха

G₁ (i₁₁₂^ж- i₄₀^ж)=G₂(t₁c – t₂c),

где G₂ – количество воздуха, кг/ч

t₁ – начальная температура воздуха, К

t₂ – конечная температура воздуха, К

c – теплоемкость воздуха, кДж/ кг∙град [4. стр. 123]

G₂ = кг/ч

Плотность воздуха ρ_в при его начальной температуре Т₁=300 К и барометрическом давлении Р₀=101308 Па

ρ_в= ,

где ρ₀ – плотность воздуха при нормальных условиях

ρ_в =

ρ_в =1,18 кг/м³

Секундный расход воздуха, м³/с

,

где G – количество воздуха, кг/ч

ρ_в – плотность воздуха, кг/м³

Температурный напор:

112 верхний продукт 40

55 воздух 27

∆Т_мах= 112- 55 =57 ∆Т_мин=40 – 27 = 13

Для определения средней температуры воспользуемся формулой Грастгофа

ΔТ_ср =

∆Т_ср = ⁰С

Поверхность теплообмена, м²

F=

где К- коэффициент теплопередадчи, принимаем К =90 Вт/м²∙град [ 4, стр.135]

Принимаем АВО с поверхностью теплообмена 339,5 м² по ГОСТ 26-02-1521-77

После выполнения расчетной части делается вывод

Пример

При проектировании блока стабилизации установки гидроочистки дизельного топлива, типа 24/7 получаем стабилизационную колонну с нагрузкой по сырью 1519545 т/год. Диаметр колонны 1,4 м, число тарелок в колонне 27, тарелки клапанные, расстояние между тарелками 0,6 м, высота колонны 32,5 м, расход горячей струи 31031 кг/ч, расход орошения 6866 кг/ч.

Печь односкатная, тепловая нагрузка 5333988 кДж, число труб в камере конвекции 22, в камере радиации 17, расход топлива 189 кг/ч.

АВО с поверхностью теплообмена 184 м² по ГОСТ 26-02-1521-77

Расчеты показывают, что оборудование работает в устойчивом режиме и справляется со своей нагрузкой. Конструктивные размеры соответствуют действующему оборудованию на установке.