10. Расчёт штуцеров

1. Расчёт штуцеров колонны

Расчёт ведётся по расходу G_d=2 кг/с.

По уравнению неразрывности .

ω=20 м/с – принимаем для пара.

ρ_п=1,99 кг/м²,

м².

;

м.

Принимаем диаметр штуцера 300 мм. Уточним скорость пара:

м/с.

2. Расчёт штуцера для дефлегматора по RG_d=23=6 кг/с, =2,5 м/с, ρ=1000кг/м³.

м².

м.

Принимаем диаметр штуцера по ГОСТ d_n=65 мм. Уточняем скорость воды:

м/с.

3. Расход свежей смеси G_f=5.83 кг/с, =1 м/с, ρ=960 кг/м³.

м²,

м.

Принимаем d_г=0,08 м.

4. Выход кубовых остатков в испаритель G_w=3.83 кг/с, =1 м/с:

м.

Принимаем d_г=0,7 м.

5. Вход пара в дефлегматор t=100.6 ⁰C, =20 м/с, ρ=0,9 кг/м³:

кг/с,

м²,

м.

11. Расчёт изоляции колонны

Коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к окружающему воздуху:

Вт/(м²·К).

t_из – температура на поверхности изоляции, принимаем 40 ⁰С.

Выбираем изоляцию – минеральную вату, коэффициент теплопроводности λ=0,058 Вт/(м²·К).

,

м.

Принимаем маты стандартной толщины δ=50 мм в один слой.

12. Выбор дополнительного оборудования

Выбор насоса для подачи смеси в колонну.

Длина трубы на линии всасывания 10 м, на линии нагнетания 30 м. Расход исходной смеси 5,83 кг/с или 0,059 м³/с. Скорость жидкости принимаем =1 м/с.

Определяем диаметр трубопровода:

мм.

В соответствии с ГОСТ 8696-74 принимаем трубу 325х4 мм. Уточняем скорость:

м/с.

Число Рейнольдса:

.

Предельное число Рейнольдса:

,

,

k_э =0,2 мм – значение шероховатости для труб с незначительной коррозией, т. к. Re_пр1 <Re<Re_пр2, то коэффициент жидкостного трения вычисляем по формуле:

.

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии:

Потеря напора в нагнетательной линии:

,

м.

Общие потери:

м.

Напор насоса определим по формуле:

.

Полезную мощность насоса определим по формуле:

кВт.

Принимаем η_пер=1, η_н=0,8, найдём мощность на валу двигателя:

кВт.

Заданным значениям Q и H соответствует центробежный насос 3к-9А.

H=19.5 м, G=45 м³/ч, N_дв=4,5 кВт, N_н=3,5 кВт, n=2900 об/мин.

Выбор насоса для подачи охлаждающей воды в холодильник и дефлегматор.

Расход воды G=G_деф+G_хол=14+3,9=17,9 кг/с. Скорость охлаждающей воды принимаем 2 м/с.

Диаметр трубопровода:

мм.

В соответствии с ГОСТ 8696-74 принимаем трубу 219х4 мм. Уточняем скорость:

м/с.

Число Рейнольдса:

.

Предельное число Рейнольдса:

,

,

k_э =0,2 мм – значение шероховатости для труб с незначительной коррозией, т. к. Re_пр1 <Re<Re_пр2, то коэффициент жидкостного трения вычисляем по формуле:

.

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии:

Коэффициент местных сопротивлений для всасывающей магистрали

,

Потеря напора в нагнетательной линии:

м.

Общие потери:

м.

Напор насоса определим по формуле:

.

Полезную мощность насоса определим по формуле:

кВт.

Принимаем η_пер=1, η_н=0,8, найдём мощность на валу двигателя:

кВт.

Заданным значениям Q и H соответствует центробежный насос 3к-9А.

H=19.5 м, G=45 м³/ч, N_дв=4,5 кВт, N_н=3,5 кВт, n=2900 об/мин.

13. Охрана труда при обслуживании установки

Основные правила эксплуатации установки. В большинстве случаев ректификации подвергаются смеси органических веществ. Смеси паров таких веществ взрывоопасны, а также вредны для здоровья людей.

Основные правила работы на установке:

1. К работе допускаются люди, прошедшие подготовку по специальности. Они должны знать инструкции по технике безопасности и на рабочих местах соблюдать их. Инструктаж проводится не реже 1 раза в 3 месяца.

2. Необходимо поддерживать в цехе чистоту, свободу проходов и исправности средств защиты. В случае работы с токсичными материалами необходимо использовать средства индивидуальной защиты, а в помещении должен находится кран с водой, что бы при попадании вещества на кожу можно было промыть пораженный участок.

3. В цеха с вредными веществами персонал допускается только в спецодежде (рукавицы, защитные очки, противогазы, респираторы, резиновые сапоги).

4. Категорически запрещается превышать в аппаратах и трубопроводах давление и температуру, предусмотренные инструкциями по эксплуатации и паспортами на аппарат или трубопровод.

5. Аппараты и трубопроводы должны быть герметичны и исправны. Движущиеся механизмы должны иметь ограждения. Смазка механизмов “на ходу” – без их останова запрещается.