3.4.Выбор оптимального варианта ректификационной установки

Использование ЭВМ для расчета ректификационной установки, включающей колонну, теплообменники, другое вспомогательное оборудование позволяет подсчитать два или несколько вариантов с последующим выбором наилучшего из них и даже оптимального в технико-экономическом отношении.

Результаты оптимизации представлены в приложении 5.

3.5.Гидравлическое сопротивление тарелок колонны

Гидравлическое сопротивление тарелок колонны определяют по формуле

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

Полное гидравлическое сопротивление тарелки складывается из трех слагаемых:

.

Гидравлическое сопротивление сухой ситчатой тарелки:

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя на тарелках различно дл верхней и нижней частей колонны:

Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения:

Полное сопротивление одной тарелки верхней и нижней частей колонны:

Полное гидравлическое сопротивление ректификационной колонны:

4.Конструктивный расчет

Конструктивный расчет включает в себя нахождение диаметров основных штуцеров.

Диаметр условного прохода найдем по уравнению:

,

где V- объемный расход жидкости или пара,;w– скорость жидкости или пара, м/с. Примем скорость жидкости в пределах 0,5-5 м/с, скорость пара – 10-30 м/с.

Диаметр штуцера для входа смеси:

Диаметр штуцера для выхода кубового остатка:

Диаметр штуцера для выхода кубовой жидкости:

Диаметр штуцера для входа флегмы:

Диаметр штуцера для входа пара:

Диаметр штуцера для выхода пара:

Диаметры условного прохода и установочные размеры штуцеров с плоскими стальными приварными фланцами[5] ГОСТ 26-1404-76

										Число отверстий
50	57	130	90	3	155	120	13	14	М12	4
80	89	185	128	3	155	120	15	18	М16	4
100	108	205	148	4	155	120	15	18	М16	4

5.Механический расчет

Для обеспечения сочетания прочности и надежности химической аппаратуры и малой материалоемкостью на стадии проектирования необходимо провести подробный механический (прочностной) расчет каждого узла и детали вновь создаваемого оборудования.

5.1.Расчет толщины обечаек

Наибольшее распространение в химическом аппаратостроении получили цилиндрические обечайки, отличающиеся простотой изготовления, рациональным расходом материала и хорошей сопротивляемостью давлению среды. Поэтому при конструировании аппаратов, если это не противоречит каким-либо особым требованиям, предъявляемым к аппарату, рекомендуется применять цилиндрические обечайки. Произведем расчет обечайки,

нагруженной внутренним давлением.

Дано:

D=1800 мм

P=0.1 МПа

Толщину стенки цилиндрической оболочки будем искать по формуле

,

где – давление в аппарате, МПа;

– расчетное значение толщины стенки, мм;

– внутренний диаметр обечайки, мм

– допускаемое напряжение, Мпа;

– прочность сварочного шва;

c– прибавка на коррозию, мм.

для сталь марки X17Н13М2Т[10]

, где

-прибавка на коррозию (принимаем=7);

-прибавка на возможность коррозии (если рабочая среда движется с огромной скоростью и несет абразивные частицы, принимаем);

-допуск на отклонение толщины листа проката от номинального размера .

Тогда.

Допускаемое напряжение

Принимаем S=8 см