Определение диаметра штуцеров
Диаметры штуцеров определяем из уравнения расхода: 1)Штуцер для вывода пара из колонны. Скорость примем равной 10 м/с: Берем Dy = 300 мм 2) Штуцер для подачи флегмы в колонну. Скорость подачи флегмы примем равной 1 м/с:
Берем Dy = 40 мм
3) Штуцер для отвода кубового остатка. Скорость примем равной 1 м/с: Берем Dy = 80 мм
4) Штуцера для присоединения кипятильника. Из-за незнания объемного потока расхода жидкости, поступающей в кипятильник, диаметры штуцеров можно определить по формулам (7, с.48): Берем Dy = 250 мм и 300 мм соответственно. 5) Штуцер для подачи исходной смеси. Скорость потока примем 1 м/с: Берем Dy = 50 мм
Расчет опоры
Химические аппараты устанавливают на фундаменты чаще всего с помощью опор. Поскольку в нашем случае отношение , мы выбираем опору для вертикальных аппаратов типа I (5, с.672). Толщина цилиндрической стенки опоры принимается равной или несколько меньше, чем толщина стенки корпуса аппарата. Примем: Внутренний диаметр опоры равен наружному диаметру колонны: Внутренний диаметр кольца: Наружный диаметр кольца: Опорная площадь кольца: Момент сопротивления опорной площади кольца: Максимальное напряжение сжатия на опорной поверхности опорного кольца в Мн/м2 определяется по формуле (5, с.689): Номинальная расчетная толщина опорного кольца: Принимаем .
Расчет эллиптического днища (крышки)
Толщина стенки эллиптического днища: Радиус кривизны в вершине днища: Примем эллиптическое днище с Н = 0,25D. Получаем: Днище сварное, состоит из двух частей: Нормативное допустимое напряжение для стали марки Х17Н13М2Т (5, с.84), коэффициент η принимаем равным 1. Получаем: Учитывая коэффициент запаса прочности 2,4 и тот факт, что днище ослаблено вваренным штуцером, мы принимаем: s = 10 мм Расчет тепловой изоляции
Рассчитываем изоляцию кубового кипятильника. В качестве материала для тепловой изоляции выбираем совелит (85% магнезия + 15% асбеста), λ = 0,098 Вт/м*К (1, с.529, табл.XXVIII). Исходное уравнение: Термическое сопротивление стадии конденсации греющего пара и кондуктивность стенки практически не влияют на толщину слоя изоляции, поэтому уравнение преобразуется к виду: Рассчитаем коэффициент : Получаем: Коэффициент рассчитываем по формуле: Потери в окружающую среду: Подставляем полученные значения в уравнение: Принимаем . Расчет центробежных насосов
Центробежные насосы применяются для подачи исходной смеси на тарелку питания и для откачки продуктов разделения из колонны. 1) Центробежный насос для перекачки исходной смеси: Геометрическая высота подъема смеси Нгеом = 7,4 м Температура 20°С Располагаем 2 отвода под углом 90° и 2 прямоточных вентиля. Скорость течения жидкости 0,747 м/с Диаметр трубопровода dпит = 50 мм Режим течения: Вязкости ацетона и бензола (1, с.516, табл.IX): Коэффициент гидравлического сопротивления для dэ/e = 50/0,2 = 250 (1, c. 20, рис 1.5) Сумма коэффициентов местных сопротивлений (1, с.520-521): Полный напор, развиваемый насосом: Мощность насоса: По каталогу принимаем (14, с.10): насос марки 1,5АХ-6 D = 85 мм Н = 10 м n = 29000 об/мин N = 0,6 кВт η = 38% Габаритные размеры (14, с.13): ширина – 190 мм высота – 287 мм длина – 587 мм 2) Центробежный насос для перекачки флегмы: Геометрическая высота подъема смеси Нгеом = 21 м Располагаем 2 отвода под углом 90° и 2 прямоточных вентиля. Скорость течения жидкости 0,956 м/с Диаметр трубопровода dпит = 40 мм Режим течения: Вязкости ацетона и бензола (1, с.516, табл.IX): Коэффициент гидравлического сопротивления для dэ/e = 40/0,2 = 200 (1, c. 20, рис 1.5) Сумма коэффициентов местных сопротивлений (1, с.520-521): Полный напор, развиваемый насосом: По каталогу принимаем (14, с.9): насос марки 1,5АХ-4 D = 120 мм Н = 23,7 м n = 2900 об/мин N = 1,5 кВт η = 37% Габаритные размеры (14, с.13): ширина – 190 мм высота – 292 мм длина – 586 мм Подбор емкостей
Рассчитаем размеры емкостей из условия непрерывной работы установки в течение 6 часов. Коэффициенты запаса примем равными 0,7. 1) Емкость для хранения исходной смеси: 2) Емкость для хранения дистиллята: 3) Емкость для хранения кубового остатка: По каталогу принимаем емкости (10, табл.6):
Расчет и подбор конденсатоотводчиков
Для отвода конденсата, образующегося при работе теплообменных аппаратов, в зависимости от давления пара применяют различные виды устройств. При начальном давлении 0,06 МПа и более рекомендуется устанавливать конденсатоотводчики поплавковые муфтовые, которые надежно работают при перепаде давления более 0,05 МПа, при постоянном и переменном режиме расходования пара. 1) Расчетное количества конденсата после теплообменного аппарата: 2) Конденсатоотводчики устанавливают на некотором расстоянии от теплообменного аппарата, поэтому давление перед конденсатоотводчиком отличается от давления греющего пара: 3) Давление пара после конденсатоотводчика: Перепад давления: 4) Степень переохлаждения конденсата: Условная пропускная способность: Принимаем конденсатоотводчики для кубового кипятильника и для подогревателя сходной смеси (13, с.14-15): 45Ч13НЖ3 KVy = 0,25 т/час Dу = 15 мм диаметр сменного седла d = 3 мм D = 150 мм H = 244 мм Список используемой литературы
1) Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А., Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии, М: ООО «РусМедиаКонсалт», 2004 2) Дытнерский Ю.И., Борисов Г.С., Основные процессы и аппараты химической технологии, М: Химия, 1991 3) Справочник химика, т.1, М: Госхимиздат, 1962 4) Варгафтик Н.Б., Справочник по теплофизическим свойствам жидкостей и газов, М: «Наука», 1972 5) Лащинский А.А., Толчинский А.Р., Основы конструирования и расчета химической аппаратуры, Л: «Машиностроение», 1970 6) Айнштейн В.Г., Общий курс процессов и аппаратов химической технологии, М: Химия, 1999 7) Носов Г.А., Захаров М.К., Конструктивное оформление колонных аппаратов, М: МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2000 8) Михеев М.А., Михеева И.М., Основы теплопередачи, М: Энергия, 1977 9) Алексеев П.Г., Гольцова И.Г., Тепловые процессы: Методическое пособие для самостоятельной работы студентов, М: МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 2007 10) Каталог, Емкостные стальные сварные аппараты, М: Цинтихимнефтемаш, 1982 11) Варфоломеев Б.Т., Карасев В.В., Тепловая изоляция аппаратов, М: МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 1989 12) Справочник «Промышленная теплоэнергетика и теплотехника», М: Энергоатомиздат, 1983 13) Мясоедников В.М., Подбор и расчет конденсатоотводчиков, М: МИТХТ им. М.В.Ломоносова, 1989 14) Каталог «Центробежные насосы типа АХ-(А,К,Е,И)», М: Цинтихимнефтемаш, 1972
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1095)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |