
- •Курсовой проект по процессам и аппаратам химической технологии:
- •Оглавление
- •Задание по курсовому проектированию
- •Подбор материалов
- •Материальный баланс колонны
- •Расчет рабочего флегмового числа
- •Средние нагрузки по жидкости и пару отдельно для верхней и нижней части колонны.
- •Средние массовые потоки пара в верхней Gв и нижней Gн частях колонны:
- •6. Расчёт высоты колонны
- •6.1 Высота светлого слоя жидкости
- •6.2 Коэффициенты массопередачи и высота колонны
- •6. 3. Расчёт высоты сепарационного пространства :
- •6. 4. Расчёт кинетической кривой :
- •7. Гидравлическое сопротивление тарелок колонны
- •4. Расчет теплообменников
- •4.1. Тепловой расчёт подогревателя исходной смеси
7. Гидравлическое сопротивление тарелок колонны
Полное гидравлическое
сопротивление тарелок колонны
определяют по формуле
,
где
и
–
гидравлическое сопротивление тарелки
соответственно верхней и нижней частей
колонны, Па
Полноое гидравлическое
сопротивление тарелкискладывается из трех слагаемых:
.
–гидравлическое
сопротивление сухой (неорошаемой)
тарелки, где
–коэффициент
сопротивления сухих тарелок, для
клапанных тарелок
=3,6.
–плотность
пара при средней температуре в колонне
к
/м3
Па.
–гидравлическое
сопротивление газожидкостного слоя
(пены) на тарелке
Па,
Па.
Тогда полное гидравлическое сопротивление тарелки
Па
Па
Полное гидравлическое сопротивление тарелок колонны:
Па.
4. Расчет теплообменников
4.1. Тепловой расчёт подогревателя исходной смеси
Введем индексы: 1- для водяного пара в межтрубном пространстве;
2- для исходной смеси в трубах.
Расчет проводим последовательно в соответствии с общей схемой.
1)Тепловая нагрузка аппарата
кг/с
-
теплоемкость смеси при
-
температура, при которой исходная смесь
подается в колонну;
-
температура кипения исходной смеси
2) Расход греющего пара определим из уравнения теплового баланса:
Для обогрева подогревателя будем использовать насыщенный водяной пар с давлением P= 0,2 МПа.
3) Средняя разность температур:
4) Ориентировочный выбор подогревателя.
По
табл. 2.1. [1] примем
ориентировочный коэффициент теплопередачи
Задаваясь
числом
=15000,
определим соотношение
для
теплообменника из труб диаметром
=20x2мм
и
=25х2
мм.
при
Для
=20x2
мм
Для
=25x2
мм
На
1 ход для
=20x2
мм приходится
труб,
а для
=25x2
мм -
труб.
По ГОСТ 15118-79, ГОСТ
15120-79 и ГОСТ 15122-79 выберем кожухотрубчатый
теплообменник, наиболее подходящий по
поверхности теплообмена и по отношению
([1], табл. 2.3.).
Dкожуха, мм |
dтруб, мм |
Число ходов |
Общее число труб |
Длина труб, м |
Площадь сечения потока, 102м2 |
Площадь сечения 1 хода, 102м2 |
Поверхность теплообмена F, м2 | |
в вырезе перег. |
между перег. | |||||||
159 |
25х2 |
1 |
13 |
2 |
0,4 |
0,8 |
0,5 |
2 |
5) Уточненный расчет подогревателя.
Определим
коэффициент теплоотдачи к воде
,
пренебрегая поправкой (Pr2/Prст)0,25
при
Коэффициент теплоотдачи от пара, конденсирующегося на пучке вертикально расположенных труб, определим по уравнению
Свойства
конденсата при температуре конденсации
:
Толщина
труб 2 мм, материал – нержавеющая сталь,
.
Сумма термических сопротивлений стенки
труб из нержавеющей стали и загрязнений
со стороны воды и пара равны:
Коэффициент теплопередачи:
Требуемая поверхность теплопередачи
.
Запас поверхности:
.
Теплообменник подходит. Запас поверхности 35 %.
По ГОСТ 15119-79 - ГОСТ 15122-79 масса теплообменника 211 кг([1], табл. 2.8.)