1.5 Определение основных геометрических размеров ректификационной колонны

Скорость пара должна быть ниже некоторого предельного значения ω_пред, при которой начинается брызгоунос.

(1.25)

Диаметр колонны Д_к определяем в зависимости от скорости и количества поднимающихся по колонне паров: , (1.26)

Скорость пара в колонне:

Далее выбираем тарелку по каталогу

Расчёт высоты колонны

Определение высоты тарельчатой колонны мы проводим по уравнению:

(1.27)

H₁=(n-1)H – высота тарельчатой части колонны;

h₁ – высота сепараторной части колонны мм.,;

h₂ – расстояние от нижней тарелки до днища, мм., n – число тарелок;

H – расстояние между тарелками.

6 Расчёт гидравлического сопротивления колонны

Расчёт гидравлического сопротивления тарелки в верхней и в нижней части колонны , (1.28)

где —сопротивление сухой тарелки, Па;— сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, Па;— сопротивление парожидкостного слоя на тарелке, Па.

а) Верхняя часть колонны.

Сопротивление сухой тарелки

(1.29)

где ξ – коэффициент сопротивления сухих тарелок, ω₀ – скорость пара в отверстиях тарелки:

Плотность жидкости и газа определяем как среднюю плотность жидкости и газа в верхней и нижней частях колоны соответственно:

, (1.31)

Сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения

, (1.33)

где σ Н/м— поверхностное натяжение жидкости;d₀— эквивалентный диаметр прорези.

Сопротивление газожидкостного слоя принимаем равным:

, (1.34)

где h_пж – высота парожидкостного слоя, м; ; k — отношение плотности пены к плотности чистой жидкости, принимаем к=0,5; h— высота уровня жидкости над сливным порогом, м.

Сопротивление всех тарелок колонны:

, (1.35)

где п— число тарелок.

1.7 Проверка расстояния между тарелками

Минимальное расстояние между тарелками должно обеспечить работу гидравлического затвора на тарелке. Проверим, соблюдено ли при расстоянии Н - необходимое для нормальной работы тарелок условие:

, (1.36)

Вопрос №11. Учет сейсмических и ветровых нагрузок при конструировании колонн.

Расчетом проверяется прочность и устойчивость аппарата, устанавливаемого на открытой площадке при действии на него ветра и сейсмических колебаний. В частности, определяются размеры наиболее ответственного и уязвимого узла- опоры. Проверяется пригодность фундамента и фундаментных болтов, которыми крепится опора аппарата к фундаменту.

1.1 Определение ветровых нагрузок, действующих на вертикальные аппараты

Напор ветра, действующий на аппарат переменен по высоте, чем выше от земли, тем выше напор ветра. Для облегчения расчетов аппарат по высоте разбивается на участки (h - участков) произвольного размера (можно одинаковые), но не более 10 метров высотой (рисунок .1) и при этом принимаются:

1. Ветровой напор на высоте каждого участка одинаков и равнодействующая (Р_I) его приложена в середине участка.

2. Вес рассматриваемого аппарата, его внутренних устройств, изоляции, площадок, прикрепленных к нему и т.д. сосредоточен в середине участка.

Расчету на ветровую нагрузку подлежат все вертикальные аппараты, для которых, а также все аппараты высотой более 10 м. В случае, если аппарат изолирован, то подD подразумевается наружный диаметр изоляции. Обычно толщина изоляции составляет до 100 мм.

Для аппаратов переменного по высоте сечения в качестве расчетного размера принимаются

[м] (1.1)

где значения величин, входящих в последнее уравнение ясны из рисунка 1.1.

Рисунок 1.1 Схема разбивки аппарата на участки

В качестве расчетной схемы для вертикальных цилиндрических аппаратов, устанавливаемых на отдельные фундаменты или постаменты, принимается упруго защемленный стержень для 10< < 15. При отношенииH/D >15 расчетная схема представляет собой жестко закрепленный в фундаменте консольный стержень. (рис.1.1)