Курсовая: Ректификационная установка непрерывного действия для разделения 4,1 т / ч бинарной смеси ацетон - этанол - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Ректификационная установка непрерывного действия для разделения 4,1 т / ч бинарной смеси ацетон - этанол

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 257 kb, скачать бесплатно
Обойти Антиплагиат
Повысьте уникальность файла до 80-100% здесь.
Промокод referatbank - cкидка 20%!
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

31 РОССИЙСКИЙ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ . Д . И . МЕНДЕЛЕЕВА КАФЕДРА ПРОЦЕССОВ И АППАРАТОВ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ ПО ПРАЦЕССАМ И АППАРАТАМ НА ТЕМУ : “Р ектификационная установка непрерывного действия для разделения 4,1 т / ч бинарной смеси ацетон - этанол ” ПРОЕКТИРОВАЛ СТУДЕНТ ГРУППЫ П -45 МЕРКУЛОВ ФЕДОР МИХАЙЛОВИ Ч РУКОВОДИТЕЛЬ ПРОЕКТА ПРОЕКТ ЗАЩИЩЕН С ЦЕНКОЙ ___________________________________________ МОСКВА 1997 г. ВВЕДЕНИЕ Ректификация — массообменный процесс , который осуществляется в большинств е случаев в противоточных колонных аппа ратах с контактными элементами (насадк и тарелки ) аналогичными используемым в процессе абсорбции . Поэтому методы подход к расчету и проектированию ректификационных и абсорбционных установок имею много общего . Тем не менее ряд особенностей процесса ректифика ции (различ ие соотношение нагрузок по жидкости и пару в нижней и верхней частях колонны , пер е мен ные по высоте колонны физические свойства фаз и коэффициент распределения , совместное протекание процессов массо- и теплопереноса ) осложняет его расчет. Од на из сложностей заключается в отсутствии обобщенных закономерносте й для расчета кинетических коэффициентов процесса ректификации . В наибольшей степени это относится к колоннам диаметром более 800 мм с насадками и тарелками , широ ко применяемым в химических производствах . Большинство рекомендаций сводится к использованию для расчета ректификационных колонн кинетических зависимостей , по л у ченных при исследовании абсорбционных процессов (в приведенных в данной гла ве примерах в основном использованы эти рекоменд ации ). Принципиальная схема ректификационно й уста н овки представлена на рис . 1 . Исходную смесь из проме ж уточной емкости 1 центробежным насосом 2 подают в теплообменник 3 , где она подогревается до температуры ки п ения . Нагретая смесь поступает на разделение в ректификацион ную к олонну 5 на тарелку питания , где состав жидкости равен соста в у исходной смеси х F Рис .1 Принципиальная схема ректификационной установки : 1- ёмкость для ис ходной смеси ; 2, 9- насосы ; 3- теплообменник-подогреватель ; 4 - кипятильник ; 5- ректификационная колонна ; 6- дефлегматор ; 7- холодильник дистиллята ; 8- ёмкость для сбора дистиллята ; 10- холодильник кубовой жидкости ; 11- ёмкость для кубовой жидк ости. Стекая вниз по колон н е , жидкость взаимодействует с поднимающимся вверх паром , образующимся при ки п ении кубовой жидкости в кипятильнике 4 . Начальный состав пара примерно равен составу кубового остатка х W , т . е. обеднен легколетучим компонентом . В результате массообмена с жид к остью пар обогащается легколетучим компонентом . Для более полного обогащения верхнюю часть колонны орошают в соответствии с заданным флегмовым числом жидкостью (флегмой ) состава х Р , получаемой в дефлегматоре 6 путем конденсац ии пара , выходящего из колонны . Часть конденсата выводится из дефлегматора в виде готового продукта разделения - дисти л лята , который охлаждается в теплообменнике 7 и направляется в промежуточную емкость 8 . Из кубо в ой части колонны насосом 9 непрерывно выводится кубовая жидкость - продукт , обога щ енный труднолетучим компонентом , который охлаждается в теплообменнике 10 и направ ляется в емкость 11 . Таким образом , в р е ктификационной колонне осуществляется непрерывный неравновесный процесс разделения и сходной бинарной смеси на дистиллят (с высоким содержанием легколетучего компонента ) и кубовый остаток (обогащенный труднолетучим компонентом ). Расч е т ректификационной колонны сводится к определению ее осно в ных геометрических размеров - д и аметра и высоты . Оба параметра в з начительной мере определяются гидродинамическим режимом работы колонны , который , в свою очередь , з ависит от скоростей и фи з ических свойств фа з , а также от типа насадки. РАСЧ ЕТ НАСАДОЧНОЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ К ОЛОННЫ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ Расчет ректиификационной колоны сводится к определению ее основных геометрических размеров - диаметра и высоты . Оба параметра в значительной мере определяются гидродинамическим режимом работы колоны , который , в свою очередь , з ависит от скоростей и физических свойств фаз , а также от типа и размеров насадкок. Ориентировочный выбор размера насадочных тел можно осуществить исходя из следующих соображений . Чем больше размер элемента насадки , тем больше её свободный объём и , следоват ельно , выше производительность . Однако вследствии меньшей удельной поверхности эффективность крупных насадок несколько ниже . Поэтому насадку большого размера применяют , когда требуется высокая производительность и сравнительно невысокая степнь чистоты пр о дуктов разделения. Для данного случая примем насадку из керамических колец Рашига размером 50ґ50ґ5 мм . Удельная поверхность насадки а = 87,5 м 2 /м 3 , свободный объем e = 0,785 м 3 /м 3 , насыпная плотность 530 кг /м 3 . Насадочные колоны могут работат ь в различных гидродинамических режимах : плёночном , подвисания и эмульгирования . Выберем полёночный режим работы колоны. Материальный баланс колонны и рабочее флегмовое число Содержание легколетучего компонента : - в исходной смеси ; - в дистилляте ; - в кубовом остатке ; т /ч кг /с - производительность по исходной смеси . Про и зводите льность колон н ы по д и сти л ляту Р кубовому о ст атку W о п ре де лим из у равне ни й м а те р и ального б аланса колонны : Отсюд а наход и м : кг /с кг /с Нагрузки рект и фик а ц и онной колонны по п ару и ж и дкости опр ед еляются р а бочим флегмовым числом R ; его оптимальное значе ни е R опт можно найти путём т е хник о- эко но мического расчета . Используют прибл иженные вычислен и я , основанные на определении коэфф и ц и ента и збытка флегм ы (оро ш ения ) = R R min . Здесь R min - м иним а льно е флегмовое число : , г д е x F и x P - мольные до л и легколетучего к ом п онента соответст в е н но в исходной с м еси и дист и лляте , кмоль /кмоль смеси ; y F - конце н трация легколетучего ком понента в п аре , на хо д я щ емся в ра в новесии с исхо д ной смесью , к м оль /к мо ль с м ес и. О д ин из во з можны х п риб ли женны х методо в расчета R зак л юч ае тся в на х ож д ении такого флегмового ч и сла , которому соотв е тству е т мин и мально е произведение N ( R +1), про порциональное объему ректиф и кационной колонны ( N - число ступеней и з менения концентраций и ли теор е т и ческих тарелок , определяющее высоту колонны , а ( R +1)- расхо д паров и , следовате л ьно , сече н и е колонны ) . Определим R . Пересчитаем составы фаз из масс овых дол е й в мольные по соотношению кмоль /кмоль см. где M ccl 4 и М тол - молекулярные массы соответственно хлороформа и бе н зола , кг /кмоль . Аналогично найдем : кмоль /кмоль см. кмоль /кмоль см. - определяем по графику Тогда минимальное флегмовое число равно : Задавшись различными зн а чениями коэфф и ц и ентов избытк а ф л егмы , о п ределим соответствующи е флегмовые ч исла . Графич е ским построением ступеней и зме нения концентраций м е ж д у равновесной и рабочими линиям и на диаграмме состав п ара y состав жидкости х (рис. 2) н аходи м N . Р е зультаты расч е тов рабочего флегмового числ а предста вл ены н а рис .3 и приведены ниже : Таблица 1 b 1,05 1,5 2,0 2,5 5,0 R 1,974 2,82 3,76 4,7 9,4 N 26 18,5 16 14,5 11 N ( R +1) 76,8 70,67 76,16 82,65 114,4 Усл овно-оптимальное значение R =3,032 При R =3,032 =1,613 Средние м ассовы е расх о ды (нагру з к и ) по жидкости для вер х ней и нижней ч астей колонны определяют из соотношений ; L в =Р RМ верх /М р L н = PRM ниж /М р + F M ниж / М F , где М P и M F - мольные м а ссы дистиллята и исх о дной смес и ; М В и М Н - средние мол ь ные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны . Мольну ю массу д и стиллят а в дан н ом случае можно пр и нять равной мольной массе легколетучего ко м понента . Средние мольные массы жидкости в верх н ей и нижней частях колонны соответственно равны : М верх =М a х ср в +М c (1- х ср в ), М ниж = М a х ср н +М c (1- х ср н ); где М a и М c - мольные массы ацетона и этил . с пирта соответственно ; х ср в и х ср н - средний мольный состав жидкости в верхней и нижней частях колонны : кмоль /кмоль см. кмо ль /кмоль см. Тогда кг /кмоль кг /кмоль Мольная масса исходной смеси кг /кмоль Подставим рассчитанные величины в выражения для средних массовых расходов , получим : кг /с кг /с Средние массовые потоки пара в верхней G В и нижней G Н частях колонны : где М В и М Н - средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колон ны М В =М A y ср в +М c (1- y ср в ) М Н =М a y ср н +М c (1- y ср н ) , где Тогда М В =58 0.709+46 (1-0.709)=5 4.508 кг /кмоль М Н =58 0.238+46 (1-0.238)=48.856 кг /кмоль Подставив численные значения , получим : кг /c кг /c Скорость пара и диаметр колонны Для ректификационных колон , работающих в плёночном режиме при атмосферном давлении , рабочую скорость можно принять на 20-30% ниже скорос ти захлё-бывания. Придельную фиктивную скорость пара , при которой происходит захлёбывание колонны находим по формуле : [1,c 127] Определим недостающие параметры : a) По диаграмме t -x-y : для пара tн = 73.4° C tв = 61.1° C для жидкости tн = 70.4° C tв = 60°С б )Тогда кг /м 3 кг /м 3 r a = 746 кг /м 3 r c = 754 кг /м 3 кг /м 3 кг /м 3 или Вязкости : lg m x = x cp lg m a + (1-x cp )lg m c m a =0.23 мПа c m c =0.591 мПа с m xв =0.326 мПа с m xн =0.447 мПа с Для выбранной насадки , т.е . колец Рашига мм : Удельная поверхность а = 87.5 м 2 /м 3 Сбодный объём e = 0.785 м 3 /м 3 Насыпная плотность 530 кг /м 3 Предельная скорость паров : w пв = 2.24 м /с Аналогично : w пн = 2.00 м /с Принемаем рабочую скорость на 30% ниже предельной : w в = 1.57м /с w н = 1.40 м /с Ориентировочный диаметр колонны определяют из уравне нн у ю расхода : Как правило , несмотря на разницу в рассчита н ных д и аметрах укре п ляющей и ис че рпывающей частей коло н ны (всл е дствие различия скоростей и расходов п а ров ), и з готов л яют колон н у единого диаметра , равного большему и з рассчитанных . м м Выбере м стан д артный ди ме тр об е ча й ки колонны из таблицы стандартных диаметров : d ст =1 м При этом рабочая скорость пара : Расчет высоты насадки Решение графическое : m - средний коэффици ент распределения в условиях равновесия m cpв = 2.2369 m cpв = 1.3736 Результаты вычисления площади криволинейной трапеции : n 0в = 13.11 n 0н = 5.15 Общую высоту едениц переноса найдем по уравнению аддитивности : Отношение нагрузок по пару и жидкости : для верха для низа где Высота едениц переноса в жидкой фазе : Ф и с - коэффиценты , оприделяемые по зависимости от плотности орошения L s и w / w п [1, c129 ] L sв = 1.496 кг /м 2 ч L sн = 273 66 кг /м 2 ч Фв = 0.067 Фн = 0.075 (w / w п ) в = 50% с н = 1.08 y в = 210 ( w / w п ) н = 53% с н = 1.08 y н = 210 z - высота слоя насадки до 3 м Pасчет коэффициента молекулярной диффузии в жидкой D x и паровой D y фазах. Коэффициент диффузии в жидкости при средней температуре t (в ° С ) равен : D x =D x 20 [1+b (t-20)] в (20 0 С )=0.322 мПа с н (20 0 С )=0.119мПа с Мольные о бъемы в жидком состоянии при температуре кипения : V a =59.2 см 3 моль V c =74 см 3 моль Коэффициент диффузии в жидкости D x 20 при 20 ° C: [1, c 129] где А , В - коэффициенты , зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя, х - вязкость жидкости при 20 °С , мПа с. Тогда коэффициент диффузи и в жидкости для верхней части колонны при 20 0 С равен : Для нижней части колонны : Температурный коэффициент b опред еляют по формуле : где х и х принимают при температуре 20 0 С . a = 791 кг м 3 c = 789 кг м 3 Тогда для верхней части колонны : Для нижней части колонны : Отсюда D x = D x 20 [1+ b ( t -20)] [1, c 129] Для ве рхней части колонны : D х в =5.31 10 -9 [1+0.0123 (60-20)]= 7.92 10 -9 м 2 с Для нижней части колонны : D х н = 1.863 10 -9 [1+0.01606 (70.4-20)]= 6.04 10 -9 м 2 с Высота едениц переноса в паровой фазе : [1, c129] m yв = 0.0089 мПа с m yн = 0.0097 мПа с r yв = 1.9884 кг /м 3 r yн = 1.7189 кг /м 3 Коэффициент диффузии в паровой фазе может быть вычислен по уравнению : [1, c129] где T - средняя температура в соответствующей части колонны , К ; P - абсолютное давление в колонне , Па. Тогда для верхней части колонны : Для нижней части колонны : s в = s а = 0.01875 H/м s н = s c = 0.01903 H/м м м м м м - 8 секций м - 2 секции H = 30.7 м - 10 cекций Высоту ректификационной колонны определим по формуле H к =nz+( n - 1) h p + z в + z н , [1, c130] где h - р а сстояние между тарелками , м ; z в и z н - расстояние соответственно между верхней тарелкой и крышкой колонны и между днищем колонны и нижней тарелкой , м . Выбор з начени и z в и z н производится по таблице . Подставив , получим : м Гидравлическое сопротивление насадки [1, c130] [ 1, c11] Плотность орашения : м 3 /м 2 с м 3 /м 2 с Полное гидравлическое сопрот и вление ректификационной колон ны Расчёт теплообменных аппаратов Расчёт пластинчатого теплообменника - подогревателя Выбрать тип , рассчитать и подобрать нормализованный конструкции пластинчатого теплообменника для по догрева G 2 = F = 1.1389 кг с органической жидкости от температуры t 2н =25° C до t 2к =65.6° C . При средней температуре t 2 =0.5(25+65.6)=45.3° C ;c 2 = 2632 Дж / кг К. Для подогрева использовать насы щенный водяной пар давлением 0.4 Мпа . Температура конденсации t 1 =142.9° C . Характеристики конденсации при этой температуре : r 1 =2141000 Дж кг. Тепловая нагрузка аппарата составит : Q = 1.05 G 2 c 2 ( t 2к - t 2н ) = 1.05 1.1389 2632 (65.6-25) = 127787 Вт [3, c519] Расход пара определим из уравнения теплового ба ланса : кг /с [2, c349] Средняя разность температур : Коэффициенты теплопередачи в пластинчатых теплообменниках выше , чем их ор иентировочные значения . Примем K ор = 1250 Вт м 2 К . Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности составит : Теплообменник , поверхностью F = 1.5 м 2 , подходит с запасом = 46.28 %. Расчёт кожухотрубчатого конденсатора (дефлегматора ) Рассчитать и подобрать нормализованный вар иант конструкции кожухотрубчатого конденсатора смеси паров органической жидкости и паров воды (дефлегматора ) для конденсации G 1 = P = 1.59 кг с паров . Удельная теплота конденсации смеси r 1 = 534300 Дж /кг , температура конденса ции 56.6°С . Физико-химические свойства конденсата при температуре конденсации 1 = 0.162 Вт / м К ; 1 = 748.8 кг м 3 ; 1 = 0.0000251 Па с . Тепло конденсации отводить водой с начальной температурой t 2н = 20 °С. Примем температуру воды на выходе из конденсатора t 2к = 40°С. c 2 =4190 Дж / кг К Тепловая нагрузка аппарата составит : Q= G 1 r 1 = 1.59 534300 = 903943.3 Вт [2, c349] Расход воды : кг /с Средняя разность температур : Примем K ор = 600 Вт м 2 К . Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности составит : Задаваясь числом Re 2 = 15000, определим соотношение n / z для конденсатора из труб диаметром d н = 20 2 мм : , где n - общее число труб ; z - число ходов по трубному пространству : d - внутренний диаметр труб , м. Уточнённый расчёт поверхности теплопередачи . В соответствии с табличными значениями соот ношение n / z принимает наиболее близкое к заданному значению у конденсаторов с диаметром кожуха D = 400 мм , диаметром труб 20 2 мм , числом ходов z = 2 и общим числом труб n = 166. n / z = 166 2 = 83. Наиболее близкую к ориентировочной поверхность теплопередачи имеет нормализованный аппарат с длиной труб L = 6 м ; F = 63 м 2 . Действительное число Re 2 равно : Коэффициент теплоотдачи к в оде определим по уравнению : , В т / м 2 К ; Коэффициент теплоотдачи от пара компенсирующегося на пучке горизонтально расположенных труб , определим по уравнению : Вт / м 2 К ; Сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнения со стороны воды и пара равна : Коэ ффициент теплопередачи : Вт / м 2 К ; Требуемая поверхность теплопередачи : Конденсатор с длиной труб 3 м и поверхностью 3.5 м 2 подходит с запасом : Гидравлическое сопротивление р 2 рассчитывается по формуле : Коэффициент трения по формуле равен : Скорость воды в штуцерах : Гидравлическое сопротивление : Расчёт кожухотрубчатого испарителя Рассчитать и подобрать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого испарителя ректификационной колонны с получением G 2 = W = 1.425 кг с паров водного раствора органической жидкости . Кипящая при небольшом избыточном давлении и температуре t 2 = 78°С жидкость имеет следующие физико-химические характеристики : 2 =737 кг /м 3 ; 2 =0.000448 Па с ; 2 =17.5 10 -3 н м ; с 2 =3218 Дж /кг К ; 2 =0.169 Вт /м К ; r 2 = 846240 Дж кг . Плотность при атмосферном давлении по =1.6984 кг /м 3 , плотность паров над кипящей жидкостью п =1.6984 кг /м 3 . В качестве теплоносителя исп ользовать насыщенный водяной пар давлением 0.4 Мпа. Удельная теплота конденсации r 1 =2141000 Дж кг , температура конденсации t 1 =142.9°С. Физико-химические характеристики конденсации при этой температуре : 1 =926 кг / м 3 ; 1 = 0.000196 Па с ; 1 = 0.685 Вт / м К Тепловая нагрузка аппарата : Вт Расход греющего пара определим из уравнения теплового баланса : кг /с Средняя разность температур : t ср = t 1 - t 2 = 1429 - 78 = 64.9° С . В соответствии с табличным значением примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи K ор =1400 Вт /м 2 К . Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности составит : В соответствии с табличной поверхностью , близкую к ориентировочной , может иметь теплообменник с высотой труб l =2 м , D кожуха =400 мм , d труб =25 2 мм , общим числом труб = 100, ч ислом ходов =2. Требуемая поверхность составит F = 13.5 м 2 В выбранном теплообменнике запас поверхности : Расчёт холодильника кубовой жидкости (кожухотрубчатого теплообменника ). Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между двумя растворами . Горяч ий раствор в количестве G 2 = W = 0.7193 кг с охлаждается от t 2н = 78°С до t 2к =25°С . Начальная температура воды равна t 2н = 20 0 С . Горячая жидкость при средней температуре t 1 =51.5°С имеет следующие физико-химические характерист ики : 1 =766.5 кг /м 3 ; 1 =0.178 Вт /м К ; 1 =0.000746 Па с ; с 1 =2927 Дж /кг К . Хол одная жидкость температуре t 2 =30 °С имеет следующие физико-химические характеристики : 2 =986 кг /м 3 ; 2 =0.662 Вт /м К ; 2 =0.000804 Па с ; с 2 =4190 Дж /кг К . Тепловая нагрузка аппарата : Q = G 1 с 1 ( t 1н - t 1к )=0.7193 2927 (78 - 25)=111586 Вт. Расход охлаждающей воды : кг /с Определение средне-логарифмической разности температур : . Ориентир овочный выбор теплообменника : Примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи K ор =800 Вт /м 2 К . Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности теплообмена составит : Поправку для средне-логалифмической разности температур определим по уравнению : Подбираем теплообменник : L труб =4 м , d труб =25 2 мм , D кожуха =400 мм , F =31 м 2 , число труб = 100, число ходов =2 Требуемая поверхность составит F = 28.43м 2 . В выбранном теплообменнике запас поверхности : Расчёт холодильника дистиллята (кожухотрубчатого теплообменника ) Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между двумя растворами . Горячий раст вор в количестве G 2 = P = 0.4196 кг с охлаждается от t 1н = 56.6°С до t 1к =25°С . Начальная температура холодного раствора равна t 2н = 20 °С . Горячая жидкость при средней температуре t 1 = 40.8°С имеет следующие физико-химические х арактеристики :с 1 =2292.5 Дж /кг К . Холодная жидкость температуре t 2 =30 °С имеет следующие физико-химические характеристики : 2 =996 кг /м 3 ; 2 =0.618 Вт /м К ; 2 =0.000804 Па с ; с 2 =4190 Дж /кг К . Тепловая нагрузка аппарата : Q = G 1 с 1 ( t 1н - t 1к )=0.4196 2292.5 (56.6 - 25)=30397 Вт. Расход охлаждающей воды : кг /с Определение средне-логарифмической разности температур : . Ориентировочный выбор теплообменника : Примем ориентировочное з начение коэффициента теплопередачи K ор =800 Вт /м 2 К . Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности теплообмена составит : Подбираем теплообменник : L труб =3 м , d труб =20 2 мм , D кожуха =400 мм , F =31 м 2 , число ходов =2 Требуемая поверхность составит F = 25.61 м 2 . В выбранном теплообменнике запас поверхности : Расчёт ёмкости для исходной смеси и продуктов разделения , где G - расход жидкости , кг с. = 2 часа = 2 3600 = 7200 сек - время. - плотность жидкости , кг м 3 . = 0.8 - коэффициент заполнения. 1. Ёмкость для исходной смеси : 2. Ёмкость для сбора дистиллята : 3. Ёмкость для кубовой жидкости : Расчёт и выбор насоса Подобрать насос для перекачивания исходной смеси ацетон - этанол при температуре 20 °С из открытой ёмкости в аппарат , работающий под избыточным давлением 0.1 Мпа . Расход жидкости 1.1389 кг с . Геометрическая высота подъёма жидкости 15 м . Длина трубопровода на линии всасывания 15 м , на линии нагнетания 40 м . Проверить возможность установки насоса на высоте 4 м над уровнем жидкости в ёмкости. Выбор трубопровода Для всасывающего и нагнетательного трубопровода примем одинаковую скорость течения жидкости , равную 2 м с . Тогда диаметр равен : Выбираем с тальную трубу наружным диаметром 38 мм , толщиной стенки 2 мм (по таблице ). Внутренний диаметр трубы d = 0.034 м . Фактическая скорость воды в трубе : м /с Примем , что коррозия трубопровода нез начительна. Определение потерь на трение местные сопротивления т.е . режим течения турбулентный . Примем абсолютную шероховатость равной =2 10 -4 м . Тогда : Далее получим : Таким образом , в трубопроводе имеет место смешанное трение , и расчет следует прово дить по формуле : Определим сумму коэффициентов местны х сопротивлений : сумма коэффициентов во всасывающей линии вс =0.5+1+1.1 2+3 0.83 0.92=6 сумма коэффициент ов в нагнетательной линии н =0.5+1+1.1 2+2 4.8=13.3 Потерянный напор во всасывающей и нагнетательной линии находим по формуле : Общие потери напора : h п = h п вс + h п наг =1.9+2.83=4.73 Выбор насо са. Находим потребный напор насоса по формуле : Такой напор при заданной производительности обеспечивается однос тупенчатыми центробежными насосами . Учитывая широкое распространение этих насосов в промышленности ввиду достаточно высокого к.п.д ., компактности и удобства комбинирования с электродвигателями , выбираем для последующего рассмотрения именно эти насосы. Полезную мощность насоса определим по формуле : N п = g Q H = 9.8 32.6 1.1389 = 363.9 Вт = 0.364 кВт Примем пер =1 и н =0.6 (для центробежного насоса средней производительности ), найдём по формуле мощность на валу двигателя : кВт По таблице устанавливаем , что заданной подаче и напору более всего соответствует центробежный насос марки Х 20/53, для которого при оптимальных условиях работы Q =5.5 10 -3 м 3 /с , Н =34.4 м , н =0.5. Насос обеспечен электродвигателем ВА 0-52-2 номинальной мощностью N н =13 кВт , дв =0.87. Частота вращения вала n = 48.3 с -1 . Определение предельной высоты всасыван ия Рассчитаем запас напора на кавитацию : h з =0.3 (Q n 2 ) 2/3 =0.3 (1.445 10 -3 48.3 2 ) 2/3 =0.6744 м По табли цам давлений насыщенного пара найдём , что при 20 °С p t =12025 Па. Примем , что атмосферное давление равно р 1 =10 5 Па , а диаметр всасывающего патрубка равен диаметру трубопровода . Тогда по формуле найдём : Таким образом , расположение насоса на высоте 4 м над уровнем жидкости в ёмкости вполне возможно. Выбираем насос : Выбор насоса для отвода кубового остатка и дистиллята Таблица 4 Q расчетное , м 3 /с Марка Q , м 3 /с Н , м n , с -1 н Электродвигатель тип N н , кВт 1. Q куб.ост =0.719/785 =0.92 10 -3 Х 8/18 2.4 10 -3 11.3 48.3 0.4 АО 2-31-2 3 2. Q дист =0.42/785 = =5.35 10 -4 Х 2/25 4.2 10 -4 25 50 - АОЛ -12-2 1.1 Расчёт конденса тоотводчика Для отвода конденсата и предотвращения проскока пара в линию отвода конденсата , теплообменные аппараты , обогреваемые насыщенным водяным паром , должны снабжаться конденсатоотводчиками . Расчёт поплавкового конденсатоотводчика состоит в опре делении диаметра условного прохода D у по максимальному коэффициенту пропускной способности R . Требуемое значение коэффициента пропускной способности определяют в зависимости от расхода водяного конденсата G (в т /ч ) и перепада давления р (в МПа ) между давлением пара и давлением в линии отвода конденсата : р =0.4-0.1=0.3 МПа 1. Конденсатоотводчик для кипятильника : G =0.447 кг /с 3.6 = 1.61 т /ч т /ч D у =25 мм 2. Конденсатоотводчик для подогревателя : G =0.06 кг /с 3.6 = 0.22 т /ч т /ч D у =20 мм Определение толщины тепловой изоляции Толщ ину тепловой изоляции и находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду : где в =9.3+0.058 t ст 2 - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду , Вт /м 2 К ; t ст 2 - температура изоляции со стороны окружающей среды ; для ап парата , работающего в закрытом помещении , t ст 2 = 40°С ; t ст 1 =142.9 °С - температура изоляции со стороны аппарата . Ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции , t ст 1 принимают равной температуре греющего пара t г 1 ; t в =20 °С - температура окружающей среды ; и - коэффициент теплопроводности изоляционного материала , Вт /м К. Рассчитаем толщину тепловой изоляции : в =9.3+0.058 40 = 11.62 Вт /м 2 К В качестве материала для тепловой изоляции выберем совелит (85% магнезия и 15% асбеста ), имеющий коэффициент теплопроводности и =0.09 Вт /м К . Тогда получим : Расчёт аппарата на прочность 1. Расчёт толщины обечайки. Исполнительную толщину тонкостенной гладкой цилиндрической обечайки , нагруженной внутренним избыточным давлением , рассчитывают по форм уле : D - внутренний диаметр обечайки , м [ ]- напряжение на растяжение для материала обечайки . Для стали Х 18Н 10Т [ ]=134 мН /м 2 - коэффициент , учитывающий ослабление обечайки из-за сварного шва , = 0.95. ГОСТ 1 м =10 мм. 2. Расчёт толщины днища. Считаем толщину стенки днища. Вместо коэффициента ослабления из-за шва , возьмём коэффициент ос лабления = 0.9. Тогда толщина стенки эллиптического или полусферического днища равна : Р асчёт оптимального диаметра трубопровода Внутренний диаметр трубопровода круглого сечения рассчитывают по формуле : 1. Трубопровод подачи исходной смеси из подогревателя в колонну : Выбираем трубопровод по ГОСТу 56 3.5 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 49 мм. 2. Трубопровод подачи кубового остатка в кипятильник : Выбираем трубопровод по ГОСТу 45 3.5 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 38 мм. 3. Трубопровод отвода оборотной воды из холодильника -1: Выбираем трубопровод по ГОСТу 56 3.5 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 49 мм. 4. Трубопровод подвода исходной смеси из ёмкости -1 к подогревателю : Выбираем трубопровод по ГОСТу 32 3.0 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 26 мм. 5. Трубопровод подачи дистиллята из р аспределителя в холодильник -2: Выбираем трубопровод по ГОСТу 32 3.0 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 26 мм. 6. Трубопровод подачи д истиллята из холодильника -2 в ёмкость -3: Выбираем трубопровод по ГОСТу 32 3.0 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 26 мм. 7. Трубопров од отвода оборотной воды из дефлегматора : Выбираем трубопровод по ГОСТу 76 4.0 мм - Ст 3сп. Штуцер D у - 67 мм. 8. Трубопровод п одачи оборотной воды в холодильник -1: Выбираем трубопровод по ГОСТу 56 3.5 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 49 мм. 9. Трубопровод подачи паров дистиллята из колонны в дефлегматор : Выбираем трубопровод по ГОСТу 56 3.5 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 49 мм. 10 Трубопровод , соединяющий распределитель и колонну : Выбираем трубопровод по ГОСТу 56 3.5 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 49 мм. 11. Трубопровод подачи пара к подогревателю и кипятильнику : Выбираем трубопровод по ГОСТу 22 2.0 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 18 мм. 12. Трубопровод подачи кубовой жидкости из холодильника -1 в ёмкость -2: Выбираем трубопровод по ГОСТу 45 3.5 мм - Х 18Н 10Т. Штуцер D у - 38 мм. Контроль и автоматическое ре гулирование 1. Ёмкость Е 1 , Е 2 , Е 3 : L - уровень , параметр , измеряемый первичным преобразователем или прибором. I - показания , функция , выполняемая прибором. А - сигнализация. Это прибор для из мерения уровня , установлен на щите , буквы Н и L означают сигнализацию верхнего и нижнего уровней. 2. Трубопровод с 1 от ёмкости Е 1 до подогревателя : Q - величина , характеризующая качество (состав, концентрация ). R - регистрация , функция выполняемая приборами по отображению информации. I - показания. 3. Трубопровод -Т 7- подогреватель -с 1 -: На трубопроводе -Т 7- установлен механизм , который при прекращении подачи энергии или управляющего сигна ла оставляет регулирующий орган в неизменном положении. TIRC T - прибор для измерения температуры. I - показания. R - функция регистрации. C - функция , выполняемая приборами по формированию сигнала (регулирование , управление ). 4. Трубопровод подогрева тель -C 1 - КР : FICA F - измеряемый параметр , расход. I - показания. C - функция , выполняемая приборами по формированию сигнала A - сигнализация , функция , выполняемая приборами по отображению информации. Также установлен механизм 5. Трубопровод -Т 7- (ВР 2 ) - верх-низ РК : PDIC P -давление , вакуум-измеряемый параметр. D - плотность-измеряемый параметр. I - пока зания. C - функция , выполняемая приборами по формированию выходного сигнала. На трубопроводе -Т 7- установлен механизм (ВР 2 ). 6. Трубопровод -В 4- (отвод к Д ) - верх РК : PIC P -давление , вакуум-измеряемый параметр. I - показания. C -регулирование , упр авление. На отводе -В 4- к Д установлен механизм (ВР 5 ). 7. Трубопровод для отвода кубовой жидкости : к Х 1 LC 13 L - уровень , измеряемый параметр. С - регулирование , управление. На этой линии установлен механизм (ВР 8 ) перед входом в Х 1. QR Q - величина , характеризующая качество (концентрация ). R - радиоактивность. 8. Трубопровод после Х 1 в ёмкость Е 2 : FI F - измеряемый параметр , расход. I - по казания. 9. Трубопровод -В 4 (вода ) в Х 1 и трубопровод из Х 1 в Е 2 : TIC T - температура , измеряемый параметр. I - показания. C - регулирование , управление. На трубопроводе -с 1 - установлен механизм (ВР 9 ). 10. Вода из трубопровода -В 4- в Х 2 и дистиллят в Е 3 : TIC T - температура , из меряемый параметр. I - показания. C - регулирование , управление. На трубопроводе из -В 4- в Х 2 установлен механизм (ВР 7 ). 11. Трубопровод -Д 1 - в Х 2 из распределителя (Р ): LC L - уровень , измеряемый параметр. С - регулирование , управление. На трубопроводе установлен механизм (ВР 6 ). 12. F - расход , измеряемый параметр. С - регулирование , управление. F - расход , измеряемый параметр. I - показания. С - регулирование , управление. Q - величина , характеризующая качество. R - радиоактивность. С - регулирование , управлени е. FFIC - расход - прибор для его измерения , регистрации и автоматического регулирования. Список используемой литературы 1.Основные процессы и аппараты химической технологии . Пособие по проектированию под ред . Ю.И . Дытнерского . -М .: Х имия ,1987. 2.Павлов К.Ф ., Романков П.Т ., Косков А.А . Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии . -Л .: Химия ,1987. 3.Касаткин А.Г . Основные процессы и аппараты химической технологии . - М .: Химия , 1971. 4.Справочник химика . Т 2.- М-Л : Госхимиздат , 1963 5.Альперт Л.З . Основы проектирования химических установок .- М .: Высшая школа , 1976 6.Коган В.Б ., Фридман В.М ., Кафаров В.В . Равновесие между жидкостью и паром . - М-Л : Наука , 1986. 7.Лащинский А.А ., Толчинский А.Р . Основы кон струирования и расчёта химической аппаратуры .- Л .: Машиностроение , 1970. .
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Хочу обладать таким же чувством иронии, как производители сухариков со вкусом красной икры.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по химии "Ректификационная установка непрерывного действия для разделения 4,1 т / ч бинарной смеси ацетон - этанол", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2017
Рейтинг@Mail.ru