
методичка по ПАХТ для курсовой
.pdf
|
|
|
|
|
Плотность ρ, кг/м3 |
|
|
|
|
|||
|
C, |
|
|
|
|
Температура, oC |
|
|
|
|
||
|
% |
20 |
30 |
55 |
70 |
|
90 |
110 |
115 |
120 |
130 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1042 |
1039 |
1028 |
1019 |
|
1007 |
991 |
986 |
982 |
973 |
954 |
|
6 |
1064 |
1060 |
1049 |
1040 |
|
1028 |
1011 |
1006 |
1002 |
993 |
973 |
|
8 |
1086 |
1082 |
1070 |
1061 |
|
1049 |
1031 |
1027 |
1022 |
1013 |
993 |
|
10 |
1108 |
1104 |
1091 |
1083 |
|
1070 |
1051 |
1046 |
1042 |
1032 |
1011 |
|
14 |
1153 |
1148 |
1134 |
1125 |
|
1113 |
1093 |
1088 |
1083 |
1073 |
1051 |
|
18 |
1197 |
1191 |
1177 |
1168 |
|
1155 |
1135 |
1130 |
1124 |
1114 |
1091 |
|
22 |
1241 |
1245 |
1220 |
1211 |
|
1198 |
1177 |
1171 |
1165 |
1155 |
1131 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
1284 |
1278 |
1263 |
1253 |
|
1240 |
1218 |
1212 |
1207 |
1196 |
1171 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51 |
30 |
1327 |
1321 |
1305 |
1295 |
|
1282 |
1259 |
1253 |
1248 |
1236 |
1211 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Вязкость μ·103, Па·с |
|
|
|
|
||||
|
C, |
|
|
|
|
Температура, oC |
|
|
|
|
||
|
% |
20 |
30 |
50 |
70 |
|
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1,23 |
1,01 |
0,67 |
0,46 |
|
0,35 |
0,33 |
0,276 |
0,248 |
0,224 |
0,186 |
|
6 |
1,40 |
1,14 |
0,76 |
0,52 |
|
0,40 |
0,37 |
0,312 |
0,28 |
0,253 |
0,21 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1,60 |
1,29 |
0,85 |
0,59 |
|
0,45 |
0,42 |
0,35 |
0,314 |
0,283 |
0,234 |
|
10 |
1,86 |
1,47 |
0,97 |
0,68 |
|
0,52 |
0,47 |
0,394 |
0,352 |
0,316 |
0,259 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
2,58 |
1,91 |
1,25 |
0,89 |
|
0,69 |
0,60 |
0,483 |
0,423 |
0,373 |
0,296 |
|
18 |
3,75 |
2,58 |
1,65 |
1,13 |
|
0,89 |
0,76 |
0,588 |
0,506 |
0,439 |
0,336 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22 |
5,82 |
3,89 |
2,19 |
1,44 |
|
1,12 |
0,96 |
0,745 |
0,639 |
0,551 |
0,418 |
|
26 |
- |
5,62 |
3,05 |
1,90 |
|
1,42 |
1,19 |
0,97 |
0,828 |
0,712 |
0,536 |
|
30 |
8,552 |
7,46 |
4,29 |
2,54 |
|
1,77 |
1,47 |
1,229 |
1,04 |
0,886 |
0,655 |
.1 Таблица |
|
NaOH раствора водного Свойства |
2 ПРИЛОЖЕНИЕ |
|
|
|
|
|
Теплоемкость C, Дж/кг·К |
|
|
|
|
|||
|
C, |
|
|
|
|
Температура, oC |
|
|
|
|
||
|
% |
20 |
30 |
50 |
70 |
|
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
3969 |
3985 |
4006 |
4027 |
|
4040 |
4044 |
4099 |
4124 |
4155 |
4224 |
|
6 |
3893 |
3914 |
3939 |
3960 |
|
3977 |
3985 |
4043 |
4071 |
4104 |
4177 |
|
8 |
3826 |
3847 |
3881 |
3902 |
|
3918 |
3927 |
3989 |
4018 |
4052 |
4128 |
|
10 |
3772 |
3793 |
3835 |
3851 |
|
3864 |
3868 |
3938 |
3968 |
4002 |
4079 |
|
14 |
3692 |
3717 |
3759 |
3780 |
|
3784 |
3784 |
3862 |
3891 |
3926 |
4003 |
|
18 |
3638 |
3663 |
3705 |
3726 |
|
3730 |
3730 |
3809 |
3839 |
3874 |
3952 |
|
22 |
3592 |
3625 |
3667 |
3696 |
|
3696 |
3701 |
3780 |
3811 |
3848 |
3928 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26 |
3558 |
3588 |
3638 |
3663 |
|
3667 |
3667 |
3818 |
3867 |
3922 |
4041 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
52 |
30 |
3521 |
3550 |
3609 |
3634 |
|
3639 |
3640 |
3815 |
3871 |
3934 |
4068 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теплопроводность λ, Вт/м·К |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
C, |
|
|
|
|
Температура, oC |
|
|
|
|
||
|
% |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
60 |
70 |
80 |
90 |
95 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
0,617 |
0,631 |
0,644 |
0,657 |
|
0,668 |
0,679 |
0,688 |
0,696 |
0,701 |
0,704 |
|
10 |
0,626 |
0,642 |
0,655 |
0,668 |
|
0,680 |
0,690 |
0,700 |
0,708 |
0,712 |
0,716 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 |
0,633 |
0,650 |
0,664 |
0,677 |
|
0,688 |
0,699 |
0,708 |
0,717 |
0,721 |
0,725 |
|
20 |
0,640 |
0,655 |
0,669 |
0,681 |
|
0,693 |
0,704 |
0,714 |
0,723 |
0,727 |
0,731 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
0,644 |
0,660 |
0,673 |
0,686 |
|
0,698 |
0,708 |
0,717 |
0,726 |
0,730 |
0,735 |
|
30 |
0,647 |
0,662 |
0,676 |
0,689 |
|
0,701 |
0,711 |
0,721 |
0,729 |
0,733 |
0,738 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение .1 Таблица
|
|
|
|
|
Плотность ρ, кг/м3 |
|
|
|
|
|||
|
C, |
|
|
|
|
Температура, oC |
|
|
|
|
||
|
% |
20 |
30 |
50 |
70 |
|
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1083 |
1080 |
1072 |
1061 |
|
1050 |
1043 |
1033 |
1025 |
1016 |
996 |
|
12 |
1103 |
1098 |
1091 |
1080 |
|
1068 |
1061 |
1051 |
1043 |
1034 |
1014 |
|
14 |
1121 |
1117 |
1108 |
1098 |
|
1087 |
1081 |
1070 |
1061 |
1052 |
1032 |
|
16 |
1140 |
1135 |
1128 |
1117 |
|
1105 |
1098 |
1087 |
1079 |
1069 |
1049 |
|
20 |
1179 |
1173 |
1166 |
1155 |
|
1143 |
1136 |
1125 |
1115 |
1106 |
1085 |
|
24 |
1219 |
1215 |
1205 |
1194 |
|
1182 |
1176 |
1163 |
1154 |
1144 |
1122 |
|
30 |
1282 |
1273 |
1267 |
1257 |
|
1244 |
1237 |
1223 |
1213 |
1203 |
1180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
1348 |
1337 |
1332 |
1322 |
|
1308 |
1301 |
1287 |
1276 |
1265 |
1241 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
53 |
40 |
1394 |
1382 |
1378 |
1367 |
|
1354 |
1346 |
1331 |
1320 |
1309 |
1284 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Вязкость μ·103, Па·с |
|
|
|
|
||||
|
C, |
|
|
|
|
Температура, oC |
|
|
|
|
||
|
% |
20 |
30 |
50 |
70 |
|
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1,28 |
1,10 |
0,72 |
0,50 |
|
0,38 |
0,35 |
0,305 |
0,276 |
0,251 |
0,211 |
|
12 |
1,37 |
1,16 |
0,78 |
0,53 |
|
0,41 |
0,37 |
0,324 |
0,293 |
0,266 |
0,224 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
1,47 |
1,25 |
0,85 |
0,57 |
|
0,44 |
0,40 |
0,349 |
0,315 |
0,286 |
0,241 |
|
16 |
1,61 |
1,32 |
0,91 |
0,62 |
|
0,47 |
0,42 |
0,374 |
0,338 |
0,307 |
0,258 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
1,94 |
1,56 |
1,06 |
0,73 |
|
0,55 |
0,49 |
0,438 |
0,395 |
0,359 |
0,301 |
|
24 |
2,39 |
1,90 |
1,25 |
0,88 |
|
0,66 |
0,60 |
0,524 |
0,472 |
0,427 |
0,358 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
3,50 |
2,75 |
1,86 |
1,26 |
|
0,95 |
0,83 |
0,739 |
0,662 |
0,597 |
0,494 |
|
36 |
5,00 |
4,15 |
2,91 |
1,96 |
|
1,44 |
1,27 |
1,325 |
1,234 |
1,158 |
1,038 |
|
40 |
6,66 |
5,51 |
3,90 |
3,00 |
|
2,15 |
1,76 |
2,122 |
2,032 |
1,96 |
1,856 |
2lСaС раствора водного Свойства .2 Таблица
|
|
|
|
|
Теплоемкость C, Дж/кг·К |
|
|
|
|
|||
|
C, |
|
|
|
|
Температура, oC |
|
|
|
|
||
|
% |
20 |
30 |
55 |
70 |
|
90 |
110 |
120 |
130 |
140 |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
3604 |
3613 |
3634 |
3650 |
|
3663 |
3706 |
3727 |
3752 |
3778 |
3810 |
|
12 |
3500 |
508 |
3533 |
3546 |
|
3558 |
3608 |
3629 |
3655 |
3680 |
3713 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
3391 |
3408 |
3433 |
3449 |
|
3454 |
3507 |
3528 |
3554 |
3580 |
3612 |
|
16 |
3299 |
3315 |
3332 |
3345 |
|
3357 |
3407 |
3427 |
3453 |
3479 |
3510 |
|
20 |
3115 |
3131 |
3165 |
3177 |
|
3190 |
3247 |
3270 |
3298 |
3326 |
3359 |
|
24 |
2964 |
2985 |
3018 |
3035 |
|
3056 |
3111 |
3136 |
3165 |
3193 |
3228 |
|
30 |
2771 |
2792 |
2834 |
2855 |
|
2872 |
2932 |
2957 |
2986 |
3016 |
3051 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36 |
2604 |
2625 |
2671 |
2692 |
|
2713 |
2804 |
2838 |
2876 |
2914 |
2958 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
54 |
40 |
2514 |
2532 |
2579 |
2591 |
|
2612 |
2740 |
2785 |
2834 |
2884 |
2940 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теплопроводность λ, Вт/м·К |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
C, |
|
|
|
|
Температура, oC |
|
|
|
|
||
|
% |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
60 |
70 |
80 |
90 |
95 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
0,590 |
0,605 |
0,618 |
0,631 |
|
0,643 |
0,652 |
0,659 |
0,665 |
0,668 |
0,670 |
|
15 |
0,585 |
0,598 |
0,611 |
0,624 |
|
0,636 |
0,645 |
0,653 |
0,659 |
0,662 |
0,664 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
0,576 |
0,590 |
0,604 |
0,617 |
|
0,628 |
0,639 |
0,646 |
0,652 |
0,655 |
0,657 |
|
25 |
0,567 |
0,581 |
0,596 |
0,609 |
|
0,621 |
0,631 |
0,639 |
0,646 |
0,649 |
0,651 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
0,558 |
0,573 |
0,587 |
0,601 |
|
0,614 |
0,623 |
0,637 |
0,638 |
0,641 |
0,643 |
|
35 |
0,547 |
0,564 |
0,578 |
0,592 |
|
0,605 |
0,615 |
0,623 |
0,630 |
0,633 |
0,635 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
0,537 |
0,553 |
0,568 |
0,583 |
|
0,596 |
0,607 |
0,615 |
0,622 |
0,625 |
0,626 |
Продолжение .2 Таблица

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Равновесные составы жидкости х и пара у (% мол) бинарных смесей при 760 мм.рт.ст. в зависимости от температуры кипения t (°C)
Смесь |
Бензол - толуол |
Вода - уксусная |
Метанол - вода |
|||||
кислота |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
y |
|
t |
y |
t |
y |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
110,6 |
0 |
118,1 |
0 |
100 |
|
10 |
21,4 |
|
106,1 |
16,7 |
113,8 |
41,8 |
87,7 |
|
20 |
38,0 |
|
102,2 |
30,3 |
110,1 |
57,9 |
81,7 |
|
30 |
51,1 |
|
98,6 |
42,5 |
107,5 |
66,5 |
78,0 |
|
40 |
61,9 |
|
95,2 |
53,0 |
105,8 |
72,9 |
75,3 |
|
50 |
71,2 |
|
92,1 |
62,6 |
104,4 |
77,9 |
73,1 |
|
60 |
79,0 |
|
89,4 |
71,6 |
103,3 |
82,5 |
71,2 |
|
70 |
85,4 |
|
86,8 |
79,5 |
102,1 |
87,0 |
69,3 |
|
80 |
91,0 |
|
84,4 |
84,6 |
101,3 |
91,5 |
67,5 |
|
90 |
95,9 |
|
82,3 |
93,0 |
100,6 |
95,8 |
66,0 |
|
100 |
100 |
|
80,2 |
100 |
100 |
100 |
64,5 |
|
|
Сероуглерод – |
Четыреххлористый |
|
|
||||
Смесь |
четырёххлористый - |
Этанол - вода |
||||||
|
|
углерод |
углерод - толуол |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
x |
y |
t |
y |
t |
y |
t |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
76,7 |
0 |
110,6 |
0 |
100 |
10 |
24,0 |
71,0 |
25,0 |
106,0 |
44,2 |
86,5 |
20 |
42,3 |
66,0 |
39,5 |
101,0 |
53,1 |
83,2 |
30 |
54,4 |
62,3 |
53,5 |
96,0 |
57,6 |
81,7 |
40 |
64,5 |
59,0 |
64,5 |
92,3 |
61,3 |
80,8 |
50 |
72,6 |
56,1 |
72,0 |
90,0 |
65,4 |
80,0 |
60 |
79,1 |
53,7 |
80,6 |
86,5 |
69,9 |
79.4 |
70 |
84,8 |
51,6 |
86,3 |
83,7 |
75,3 |
79,0 |
80 |
90,1 |
49,6 |
93,0 |
81,2 |
81,8 |
78,6 |
90 |
95,0 |
47,9 |
97,5 |
78,0 |
89,8 |
78,4 |
100 |
100 |
49,3 |
100 |
76,7 |
100 |
78,4 |
55

КПД,% 90
2
70
1
3
50
0 |
0,8 |
1,6 |
2,4 |
Рис. 1. Зависимость КПД тарелок различных конструкций от величины w ρг для тарелок: 1-колпачковая; 2-ситчатая; 3-
провальная.
56

ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Пример расчёта заданий 11-20.
Рассчитать трубопровод и подобрать центробежный насос для подачи уксусной кислоты 70%-ной с начальной
температурой 20° С |
при расходе |
Q = 72 м3 ч |
из |
емкости в |
||||
колонну. Коэффициент сопротивления теплообменника ξT = 28 . |
||||||||
Разность |
уровней |
в |
сосудах h = 18 м, давление в колонне |
|||||
pизб = 0, 015МПа , |
в |
емкости p |
0 |
= 740 мм.рт.ст. |
Трубопровод |
|||
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
состоит из трех участков, длина которых lВ = 12м , |
lH1 = 18м , |
|||||||
lH 2 = 50м |
(рис.1). |
|
Коэффициент |
сопротивления |
обратного |
клапана с сеткой принять равным 7,0. Материал трубопровода – углеродистая сталь, относительная шероховатость трубы
= 0,5мм .
Рис.1. К заданию 11-20: 1 – приемный (обратный) клапан с сеткой-фильтром, 2 – центробежный насос, 3 – теплообменник, 4 – колонна
57

Расчет центробежного насоса ведется в следующей последовательности:
-гидравлический расчет трубопроводной сети,
-подбор насоса.
Расчет трубопроводов заключается в определении его диаметра и гидравлического сопротивления (потерь напора). Диаметр d рассчитывается по уравнению расхода Q Q = uS = pd2 u4 (при этом скоростью движения жидкости υ задаемся в пределах 0,5 - 3 м/с):
|
|
4 × Q 1/ 2 |
|
|
|||
d = |
|
|
|
|
|
(1) |
|
|
|
|
|
||||
p× u |
|
|
|||||
|
4 × |
72 |
|
1/ 2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
3600 |
|
|
|||||
d = |
|
|
|
|
= 0,16 м . |
||
3,14 ×1 |
|
||||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Найденное значение округляется до ближайшего в таблице сортамента труб (прил. 1, табл. 1), после чего уточняется величина скорости
u = |
4 ×Q |
(2) |
|
p×d2 |
|||
|
|
Ближайший по сортаменту 168×9 мм (т.е. внутренний диаметр трубопровода равен 168 - 2 ×9 = 150 мм=0,15 м), поэтому
4 × |
72 |
|
|
|
3600 |
|
|
||
u = |
|
|
= 1,132 м с . |
|
|
|
|
||
3,14 ×0,152 |
|
Гидравлическое сопротивление трубопровода рассчитывается по выражению:
DhП = ∑ DhL + ∑ Dhм |
(3) |
58 |
|

Потеря напора на прямых участках трубопровода |
hL |
||||
определяется по формуле Дарси - Вейсбаха: |
|
||||
DhL = l |
l |
× |
u2 |
|
(4) |
|
|
||||
|
d 2g |
|
(в нашем случае диаметр принимается одинаковым на всей длине трубопровода).
Коэффициент сопротивления λ находится по соответствующим формулам в зависимости от величины
критерия Рейнольдса Re и относительной шероховатости трубы
D .
Критерий Рейнольдса Re рассчитывается по формуле
Re = r× u×d |
(5) |
m |
|
где ρ и μ - плотность ( кг м3 ) и |
вязкость ( Па ×с) |
перекачиваемой жидкости при заданной температуре (табл.2, прил.1).
Re = |
1068,5 ×1,132 ×0,15 |
= 72560 |
|
2,5 ×10−3 |
|||
|
|
1.Для ламинарного режима течения при Re < 2320:
|
|
l = |
64 |
|
|
|
|
|
(6) |
|
|
|
Re |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. |
Для |
турбулентного |
режима |
в |
области |
|||||
гидравлически гладких труб при 3000 < Re < 15 |
d |
|
|
|||||||
|
|
|
||||||||
|
|
λ = |
0,3264 |
|
|
|
|
(7) |
||
|
|
Re0,25 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
3. |
В |
области частично |
шероховатых |
труб |
при15 d < Re < 300 d :
59
|
D |
|
68 0,25 |
|
|||
|
l = 0,11× |
+ |
|
|
(8) |
||
|
|
||||||
|
d |
|
Re |
|
|||
4. |
Для шероховатых |
или области |
квадратичного |
||||
сопротивления при Re > 300 |
d |
: |
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
|
||||
|
|
|
|
(9) |
|||
|
λ = 0,11 |
|
|
||||
|
|
d |
|
Таким образом, при значениях Re = 72560 - это область частично шероховатых труб, следовательно
|
0,5 ×10 |
−3 |
68 |
0,25 |
||
l = 0,11× |
|
+ |
|
= 0, 028 |
||
|
|
|
||||
|
0,15 |
|
|
72560 |
|
|
Величины коэффициентов местных сопротивлений даны в табл.XIII на c.520 /3/. Сопротивление теплообменника задано в виде суммарного коэффициента сопротивления xT и указано в
задании.
Общая потеря напора трубопроводной сети
|
|
l |
u2 |
||
DhП |
= l |
|
+ ∑x |
|
(10) |
d |
|
||||
|
|
|
2g |
|
|
|
12 +18 + 50 |
|
|||
DhП |
= |
0, 028 × |
|
|
|
|
+ 28 + 7 + 3×0,1+ |
0,15 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|||
+3×5 + 3×0,5 + 3×1) |
1,1322 |
|
= 4,557 м |
||||
|
|
||||||
|
|
|
2 ×9,81 |
|
Следующим этапом решения задачи является подбор насоса для данной установки при требуемой подаче QH = Q .
Решение этого вопроса сводится к вычислению потребного напора установки HПОТР и, следовательно, напора насоса HН .
Величины QH и HН являются исходными для подбора соответствующего насоса и его двигателя.
60