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
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
- Теперь все могут объявить себя геями и бежать в Евросоюз.
- Ага, и первой бежит Украина.
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 - 2016
Рейтинг@Mail.ru