2. Определение расстояния между тарелками

В [3] проанализированы источники с информацией об оптимальном расстоянии тарелок в колонне. Рекомендованными оптимальными расстояниями считаются 250 ÷ 450 мм.

Принимаем для нашей колонны расстояние между решетчатыми тарелками 400 мм.

2. Определение высоты колонны

Высота колонны рассчитывается по уравнению:

НК = H_в + Н_н + H_т + Н_п , м

где Н_в – высота от верхнего днища до верхней тарелки, м;

Н_н – высота от нижней тарелки до нижнего днища, м;

Н_т – высота тарельчатой части колонны, м;

Н_п – высота секции питания, м;

Значения Н_в и Н_н выбирают в соответствии с рекомендациями табл.3.12.

Табл. 3.12 - Значения Н_в и Н_н в зависимости от диаметра колонны [6]

Диаметр колонны, м	Значение Нв, м	Значение Нн, м
0,4 – 1,0	0,6	1,5
1,2 – 2,2	1,0	2,0

В нашем случае Н_в = 0,6 м, Н_н = 1,5 м.

Высоты H_т зависят от числа тарелок в колонне и расстояния между ними:

Н_т = (Nт – 1)·h = (10 – 1)·0,4 = 3,6 м.

где

h = 0,4 м – расстояние между тарелками.

Высота секции питания Н_п берётся из расчёта расстояния между тремя-

четырьмя тарелками. Принимаем это расстояние в три тарелки:

Н_п = (3 - 1)·h = (3 - 1)·0,4 =0,8 м

Полная высота колонны:

НК = 0,6 + 1,5 + 3,6 + 0,8 = 6,5 м

2. Определение диаметров штуцеров [12]

Диаметры штуцеров определяют из уравнения расхода по допустимой

скорости потока:

где

V – объемный расход потока через штуцер, м³/с;

- допустимая скорость потока.

а) штуцер выхода паров продукта (штуцер А):

для этого штуцера:

V =0,08 м³/с;

Принимаем

б) штуцер входа питания (штуцер Б):

для этого штуцера:

V =0,01 м³/с;

Принимаем

в) штуцер выхода с глухой тарелки (штуцер В):

для этого штуцера:

V =0,02 м³/с;

Принимаем

г) штуцер входа паров (штуцер Г):

для этого штуцера:

V =0,28 м³/с;

Принимаем

10. Расчёт необходимости укрепления вырезов в стенке колонны для установки штуцеров

В корпусе колонны и верхнем днище вырезаны отверстия под установку штуцеров. Они ослабляют стенки аппарата, поэтому, их надо укреплять. Вырезанное сечение металла компенсируется приваркой накладного укрепляющего кольца диаметром D_к по его наружному периметру к корпусу аппарата. Укрепление отверстий обязательно, если диаметр отверстия больше 50мм, где значение диаметра отверстия d₀,м,

Штуцер А (выход паров)

Для отверстия в верхней цилиндрической части аппарата d₀= 0,080 м.

Диаметр укрепляющего кольца Dк, м,

Толщина укрепляющего кольца S_ук, м

где

h_с - высота катета сварного шва, h_с = 0,005 м.

Условие равнопрочности сварного шва и площади поперечного сечения укрепляющего кольца

5%,

где:

А и А₀ – прочностные показатели.

Прочностной показатель материала шва А определяется по формуле:

где

- коэффициент прочности сварного шва,  = 0,85;

- допускаемое напряжение для наименее прочного из свариваемых материалов, [] = 300 МПа.

Прочностной показатель свариваемых материалов А₀ определяется по формуле:

Проверим выполнение условия равнопрочности:

5%,

Следовательно, условие равнопрочности для штуцера А выполняется, то есть укрепление штуцера не требуется.

Штуцер Б (вход питания)

Укрепления для этого штуцера не требуется, так как расчетный диаметр штуцера 50 мм.

Штуцер В (выход с глухой тарелки)

Для отверстия в нижней цилиндрической части аппарата d₀= 0,100 м.

Диаметр укрепляющего кольца Dк, м,

Толщина укрепляющего кольца S_ук, м

где

h_с - высота катета сварного шва, h_с = 0,005 м.

Рассчитаем прочностные показатели А и А_0.

Прочностной показатель материала шва А:

Прочностной показатель свариваемых материалов А₀:

Проверим выполнение условия равнопрочности:

5%,

Следовательно, условие равнопрочности для штуцера В выполняется, то есть укрепление штуцера не требуется.

Штуцер Г (вход паров)

Для отверстия в нижней цилиндрической части аппарата d₀= 0,25 м.

Диаметр укрепляющего кольца Dк, м,

Толщина укрепляющего кольца S_ук, м

где

h_с - высота катета сварного шва, h_с = 0,005 м.

Рассчитаем прочностные показатели А и А_0.

Прочностной показатель материала шва А:

Прочностной показатель свариваемых материалов А₀:

Проверим выполнение условия равнопрочности:

5%,

Следовательно, условие равнопрочности для штуцера Г выполняется, то есть укрепление штуцера не требуется.