2.6 Гидравлическое сопротивление тарелок колонны

Гидравлическое сопротивление тарелок колонны:

где и – гидравлическое сопротивление тарелки соответственно верхней и нижней частей колонны, Па.

Полное гидравлическое сопротивление тарелки:

Гидравлическое сопротивление сухой (неорошаемой) ситчатой тарелки:

Таблица 3 – Значения коэффициентов сопротивления ξ сухих тарелок различных конструкций

Тарелка	ξ
Колпачковая	4,0 – 5,0
Клапанная	3,6
Ситчатая	1,1 – 2,0
Провальная с щелевидными отверстиями	1,4 – 1,5

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя (пены) на тарелке:

Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

где – эквивалентный диаметр (таблица 5.1 страница 196) [4].

2.7 Расчёт оптимального диаметра трубопроводов

Внутренний диаметр трубопровода круглого сечения:

Принятый диаметр трубопровода 0,5 м.

Толщина стенки стальных труб 4 мм при наружном диаметре 50 мм, материал У (углеродистая сталь) (с 16) [4].

где V – объёмный расход, ; – скорость, м/с.

Принятый диаметр трубопровода 0,2 м.

Толщина стенки стальных труб 10 мм при наружном диаметре 200 мм, материал У (углеродистая сталь) (с 16) [4].

2.8 Расчёт диаметров штуцеров колонны

Диаметр штуцера на вход сырья:

где V – объёмный расход потока, ; – допустимая линейная скорость потока сырья, .

Принятый диаметр штуцера входа сырья 0,05 м.

Штуцер выхода паров из колонны:

– допустимая линейная скорость потока дистиллята, .

Принятый диаметр штуцера выхода паров из колонны 0,35 м.

Штуцер ввода холодного орошения:

Принятый диаметр штуцера ввода холодного орошения 0,8 м.

0,00465 /с – объёмный расход холодного орошения, состав которого соответствует составу дистиллята, и, следовательно, плотность практически равна плотности чистой воды при температуре 35˚С – 996 кг/ ; – допустимая линейная скорость потока холодного орошения, .

Штуцер вывода кубовой жидкости:

– допустимая линейная скорость потока кубовой жидкости, .

Принятый диаметр штуцера вывода кубовой жидкости 0,05 м.

Штуцер ввода парового орошения:

– допустимая линейная скорость потока холодного орошения, .

Принятый диаметр штуцера ввода парового орошения 0,2 м.

Таблица 4 – Принятые диаметры штуцеров

Назначение штуцера	Наружный диаметр, мм	Условный (внутренний) диаметр, мм
Штуцера на вход сырья	50	42
Штуцер выхода паров из колонны	350	330
Штуцер ввода холодного орошения	80	72
Штуцер вывода кубовой жидкости	50	42
Штуцер ввода парового орошения	200	180

2.9 Расчёт насосов

Основными типами насосов, применяемых в химической технологии: центробежные, поршневые и осевые насосы. При проектировании обычно возникает задача определения необходимого напора и мощности при заданной подаче (расходе) жидкости, перемещаемой насосом. Далее по этим характеристикам выбирают насос конкретной марки.

Толщина стенки стальных труб 4 мм при наружном диаметре 50 мм, при внутреннем диаметре 42 мм. Фактическая скорость жидкости в трубе:

Коррозия трубопровода незначительна.

Определение потерь на трение на местных сопротивлениях:

Режим течения турбулентный. Абсолютная шероховатость . Относительная шерохотоватость:

1200,48 < < 67226,89

В трубопроводе смешанное трение. Коэффициент трения:

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающей линии:

1. Вход в трубу (с острыми углами): ;

2. Прямоточные вентили: для d = 0,042 м ;

3. Отводы под углом 90˚: А = 1, коэффициент В = 0,09; ;

Потерянный напор во всасывающей линии:

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии:

1. Отводы под углом 90˚: ;

2. Нормальные вентили: для d = 0,042 м ;

3. Выход из трубы: ;

Потерянный напор в нагнетательной линии:

Общие потери напора:

Выбор насоса. Потребный напор насоса:

где – геометрическая высота подъёма жидкости,

Полезная мощность насоса:

Мощность на валу двигателя:

где – коэффициент полезного действия передачи от электродвигателя к насосу.

По заданным подаче и напору более всего соответствует центробежный насос марки Х280/42, для которого при оптимальных условиях работы , Н = 29,6 м, . Насос обеспечен электродвигателем АО2-91-4 номинальной мощностью . Частота вращения вала .

Определение предельной высоты всасывания. Запас напора на кавитацию:

где – давление атмосферное, ; – давление насыщенного водяного пара перекачиваемой жидкости при рабочей температуре 18°С, .

Расположение насоса выше уровня воды в ёмкости возможно.