Расчет ректификационной колонны непрерывного действия

Расчет вязкости паров.dwg

Задание на проектирование.doc

Задание на проектирование
Рассчитать ректификационную колонну непрерывного действия для разделения бинарной смеси сероуглерод- четыреххлористый углерод если производительность по исходной смеси F=250тсутки концентрации по легколетучему компоненту( в масс.%) составляют: по исходной смеси – 31% дистиллята – 93% кубового остатка – 3%. Давление в колонне атмосферное.

Второй лист. Спец разработка..cdw

Поверхность теплообмена
испытании и поставке аппарата должны
выполнятся требования: а) ГОСТ 12.2003-74 "Оборудование
производственное. Общие требования безопасности"; б) ОСТ
-291-79 "Сосуды и аппараты стальные сварные. Технические
Материал деталей аппарата 08Х22Н6Т. Материал прокладок
-паронит ПОН-1 ГОСТ 481-80.
Аппарат испытывать на прочность и плотность
гидравлически по давлением: а) межтрубное пространство-0.3
Мпа;б) трубное пространство-0.6 МПа.
Сварные соединения должны соответствовать требованиям
ОСТ 26-01-82-77 "Сварка в химическом машиностроении.
Сварные швы в объеме 100% контролировать
Чертеж разработан на основании ОСТ 26-02-2036-80
Техническая характеристика

Тенмпература-состав пара и жидкости.dwg

Диаграмма равновесия между паром и жидкостью
в координатах t -- x

Равновесная диаграмма.dwg

Графическое определение числа ступеней
изменения концентраций при различных

Курсовой проект 1.doc

РАСЧЕТ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ
Расчет ректификационной колонны сводится к определению ее основных геометрических размеров — диаметра и высоты. Оба параметра в значительной мере определяются гидродинамическим режимом работы колонны который в свою очередь зависит от скоростей и физических свойств фаз а также от типа и размеров насадок. В ректификационных колоннах работающих при атмосферном давлении для разделения агрессивных жидкостей а также в тех случаях когда не требуется частая чистка аппарата обычно применяют керамические кольца Рашига. Для данного случая принимаем насадку из керамических колец Рашига размером 35x35x4 мм. Удельная поверхность насадки а = 140 м2м3 свободный объем Vсв=078 м3м3 насыпная плотность 505 кгм3.
Насадочные колонны могут работать в различных гидродинамических режимах: пленочном подвисания и эмульгирования. В колоннах большой производительности с крупной насадкой осуществление процесса в режиме эмульгирования приводит к резкому уменьшению эффективности разделения что объясняется существенным возрастанием обратного перемешивания жидкости и значительной неравномерностью скорости паров по сечению аппарата. Ведение процесса в режиме подвисания затруднено вследствие узкого интервала изменения скоростей пара в котором этот режим существует. Поэтому выберем пленочный режим работы колонны.
Для определения скоростей потоков необходимо определить нагрузки по пару и жидкости.
Расчет ректификационной колонны
1. Материальный баланс колонны и рабочее флегмовое число
Производительность колонны по дистилляту P и кубовому остатку W определим из уравнений материального баланса колонны:
Нагрузки ректификационной колонны по пару и жидкости определяются рабочим флегмовым числом R; его оптимальное значение Rопт можно найти путем технико-экономического расчета. Ввиду отсутствия надежной методики оценки Rопт используют приближенные вычисления основанные на определении коэффициента избытка флегмы (орошения)
Здесь Rmin— минимальное флегмовое число:
где yF — концентрация легколетучего компонента в паре находящемся в равновесии с исходной смесью кмолькмоль смеси.
Обычно коэффициент избытка флегмы при котором достигается оптимальное флегмовое число не превышает 13. Один из возможных приближенных методов расчета R заключается в нахождении такого флегмового числа которому соответствует минимальное произведение N(R+1) пропорциональное объему ректификационной колонны ((N — число ступеней изменения концентраций или теоретических тарелок определяющее высоту колонны а R+1 —расход паров и следовательно сечение колонны).
Определим R по этой рекомендации. Пересчитаем составы фаз из массовых долей в мольные по соотношению
где Мс у и Мх у— молекулярные массы соответственно сероуглерода и 4-х хлористого углерода кгкмоль
Аналогично найдем xW=0.059 и xP=0.964 кмолькмоль смеси. Тогда минимальное флегмовое число равно:
Задавшись различными значениями коэффициентов избытка флегмы определим соответствующие флегмовые числа. Графическим построением ступеней изменения концентраций между равновесной и рабочими линиями на диаграмме состав пара y- состав жидкости x (рис. 1) находим N. Результаты расчетов рабочего флегмового числа представлены на рис. 2 и приведены ниже:
Минимальное произведение N(R+l) соответствует флегмовому числу R = 1.987. При этом коэффициент избытка флегмы 1.987:1.121=1.77. На рис. 2 изображены рабочие линии и ступени изменения концентраций для верхней (укрепляющей) и нижней (исчерпывающей) частей колонны в соответствии с найденным значением R.
Средние массовые расходы (нагрузки) по жидкости для верхней и нижней частей колонны определяют из соотношений:
Lн = PRMнMP+FMнMF (2)
где Мр и MF— мольные массы дистиллята и исходной смеси; Мв и Мн — средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны.
Мольную массу дистиллята в данном случае можно принять равной мольной массе легколетучего компонента — сероуглерода. Средние мольные массы жидкости в верхней и нижней частях колонны соответственно равны:
где xсрв и xсрн – средний мольный состав жидкости соответственно в верхней и нижней частях колонны:
Мольная масса исходной смеси:
Подставим рассчитанные величины в уравнения (1) и (2) получим:
Средние массовые потоки пара в верхней и нижней частях колонны соответственно равны:
Здесь Мв и Мн -- средние мольные массы паров в верхней и нижней частях колонны
Подставив численные значения в уравнение (3) получим:
2 Расчет скорости пара и диаметра колонны.
Выбор рабочей скорости паров обусловлен многими факторами и обычно осуществляется путем технико-экономического расчета для каждого конкретного процесса. Для ректификационных колонн работающих в пленочном режиме при атмосферном давлении рабочую скорость можно принять на 20—30 % ниже скорости захлебывания. Предельную фиктивную скорость пара при которой происходит захлебывание насадочных колонн определяют по уравнению:
Поскольку отношения LG и физические свойства фаз в верхней и нижней частях колонны различны определим скорости захлебывания для каждой части отдельно.
Найдем плотности жидкости ρxв и ρxн и пара ρyв и ρyн в верхней и нижней частях колонны при средних температурах в них tв и tн. Средние температуры паров определим по диаграмме t—xy (рис. 4) по средним составам фаз:
tв =51°С; tн =64°С.
Плотность физических смесей жидкостей подчиняется закону:
Вязкость жидких смесей находим по уравнению:
где xсу и xху—вязкости жидких сероуглерода и 4-ххлористого углерода при температуре смеси.
Тогда вязкость жидкости в верхней и нижней частях колонны соответственно равна:
Предельная скорость паров в верхней части колонны :
Предельная скорость паров в нижней части колонны:
Примем рабочую скорость на 30% ниже предельной:
Диаметр ректификационной колонны найдем из уравнения расхода:
Отсюда диаметры верхней и нижней части колонны равны соответственно:
Рационально принять стандартный диаметр обечайки d=1.2 м одинаковым для обеих частей колонны. При этом действительные рабочие скорости паров в колонне равны:
что составляет соответственно 46% и 65%
Высоту насадки Н рассчитывают по модифицированному уравнению массопередачи:
Где noy – общее число единиц переноса по паровой фазе hoy-общая высота единицы переноса м.
Общее число единиц переноса вычисляют по уравнению:
Решим этот интеграл методом графического интегрирования:
где S- площадь ограниченная кривой ординатами yw и yp и осью абсцисс(рис. 5); Mx My – масштабы осей координат.
По рис. 5 находим общее число единиц переноса в верхней и нижней частях колонны:
Общую высоту единиц переноса определим по уравнению аддитивности:
где m- средний коэффициент распределения в условиях равновесия для соответствующей части колонны;
hx и hy- частные высоты единиц переноса соответственно в жидкой и паровой фазах.
Отношение нагрузок по пару и жидкости GL кмолькмоль равно:
Для верхней части колонны
Для нижней части колонны
Подставим численные значения:
Высота единиц переноса в жидкой фазе:
где с и Ф- коэффициенты определяемые по графику;
- критерий Прандтля для жидкости;
Z – высота слоя насадки одной секции которая из условия прочности опорной решетки и нижних слоев насадки а также из условия равномерности распределения жидкости по насадке не должна превышать 3 м.
Высота единиц переноса по паровой фазе:
где - коэффициент определяемый по рис 6.6а;
- критерий Прандтля для пара;
- массовая плотность орошения кг(м2*с);
d- диаметр колонны м;
Для расчета hx и hy необходимо определить вязкость паров и коэффициенты диффузии в жидкой Dx и паровой Dy фазах. Вязкость паров для верхней части колонны:
где ycy и y yв- средняя концентрация паров.
Аналогичным расчетом для нижней части колонны находим
Коэффициент диффузии в жидкости при средней температуре t равен:
Коэффициенты диффузии в жидкости Dx20 при 20 градусах можно вычислить по приближенной форме:
где A и B-коэффициенты зависящие от свойств растворенного вещества и растворителя; су и ху – мольные объемы компонентов в жидком состоянии при температуре кипения см3моль; ycy –вязкость жидкости при 20° С мПа*с.
И следовательно для верха:
Температурный коэффициент b определяют по формуле:
где x и ρx – принимают при температуре 20° С.
Коэффициент диффузии в паровой фазе может быть вычислен по уравнению:
где Т- средняя температура в соответствующей части колонны К; P- абсолютное давление в колонне Па.
Тогда для верхней части:
Таким образом для верхней части колонны:
Для нижней части колонны:
Находим общую высоту единицы переноса для верхней и нижней частей колонны:
Значения m определены арифметическим усреднением локальных значений m в интервалах изменения состава жидкости.
Высота насадки в верхней и нижней частях колонны равна соответственно:
Общая высота насадки в колонне
С учетом того что высота слоя насадки в одной секции Z=2.5м общее число секций в колонне составляет 6 (4 секции в верхней части и 2 в нижней).
Общую высоту ректификационной колонны находят по уравнению
где Z- высота насадки в одной секции м ; n- число секций; hр- высота промежутков между секциями насадки в которых устанавливают распределители жидкости м ; Zв и Zн- соответственно высота сепарационного пространства над насадкой и расстояние между днищем колонны и насадкой м.
Значения Zв и Zн выбирают в соответствии с рекомендациями.
Общая высота колонны
4 Гидравлическое сопротивление насадки
Гидравлическое сопротивление насадки ΔP находят по уравнению
Гидравлическое сопротивление сухой неорошаемой насадки ΔPc рассчитывают по уравнению:
где λ- коэффициент сопротивления сухой насадки заисящий от режима движения газа в насадке.
Критерий Рэйнольдса для газа в верхней и нижней частях колонны соответственно равен:
Следовательно режим движения турбулентный.
Для турбулентного режима коэффициент сопротивления сухой насадки в виде беспорядочно насыпанных колец Рашига находят по уравнению
Для верхней и нижней частей колонны соответственно получим:
Гидравлическое сопротивление сухой насадки в верхней и нижней частях колонны равно:
Плотность орошения в верхней и нижней частях колонны определим по формуле
Подставим численные значения
Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки в верхней и нижней частях колонны:
Общее гидравлическое сопротивление орошаемой насадки в колонне:
5 Расчет изоляции колонны
Толщину тепловой изоляции и находят из равенства удельных тепловых потоков через слой изоляции от поверхности изоляции в окружающую среду:
- коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду Вт(м2*К); tст2 – температура изоляции со стороны окружающей среды; для аппаратов работающих в помещении tст2 выбирают в интервале 35-40С; tст1 – температура изоляции со стороны аппарата; ввиду незначительного термического сопротивления стенки аппарата по сравнению с термическим сопротивлением слоя изоляции tст1 принимают равным температуре внутри колонны; tв – температура окружающей среды С;
λи- коэффициент теплопроводности изоляционного материала Вт( м*К)
Рассчитаем толщину изоляции:
В качестве материала для тепловой изоляции выберем совелит(85% магнезии+15% асбеста) имеющий коэффициент теплопроводности λи =009 Вт( м*К).
6 Расчет штуцеров колонны.
Определяющим размером штуцеров является диаметр. Его можно найти по формуле:
где Q- объемный расход жидкости или пара через отверстие штуцера м3с; -скорость жидкости или газа в сечении штуцера
а) Штуцер входа исходной смеси
Объемный расход можно найти по формуле:
Подставляя значения получим:
Выбираем штуцер с внутренним диаметром 38мм проходным диаметром 32мм
б) Штуцер входа флегмы
Выбираем штуцер с внутренним диаметром 32мм проходным диаметром 25мм
в) Штуцер выхода паров дистиллята
Подставляем значения
Выбираем штуцер с внутренним диаметром 219мм проходным диаметром 200мм
г) Штуцер выхода кубового остатка
Выбираем штуцер с внутренним диаметром 45мм проходным диаметром 40мм
д) Штуцер выхода кубовой жидкости
Выбираем штуцер с внутренним диаметром 76мм проходным диаметром 65мм
е) Штуцер входа парожидкостной смеси
Полагая что во входящей смеси 3 части жидкости и 1 часть пара запишем формулу для расчета диаметра штуцера:
Плотность можно найти:
Плотность пара находим по формуле:
7 Тепловой расчет ректификационной колонны
Тепловой баланс ректификационной колонны:
где Qk- расход теплоты получаемой кипящей жидкостью от конденсирующегося греющего пара в кипятильнике кубовой жидкости;
QF- расход теплоты на нагревание исходной смеси до температуры кипения;
QP- выделение теплоты при охлаждении дистиллята; QW- выделение теплоты
при охлаждении кубового остатка; Qдеф- выделение теплоты при конденсации паров в дефлегматоре; Qпот- потери теплоты в окружающую среду.
Теплоемкость при различных температурах можно найти по формуле:
При tF=57°C ссу=1027 Дж(кг*К) сху=859 Дж(кг*К). Тогда:
При tW=73°C ссу=1048 Дж(кг*К) сху=880 Дж(кг*К). Тогда:
При tP=47°C ссу=1027 Дж(кг*К) сху=880 Дж(кг*К). Тогда:
Рассчитаем r по формуле:
При tP=73°C rсу=335.3 кДжкг rху=196.6 кДжкг.
Потери тепла рассчитываем по формуле:
Специальная разработка. Холодильник кубового остатка.
1 Технологический расчет
Исходная задача: рассчитать теплообменный аппарат для охлаждения 1993 кгс смеси сероуглерод-четыреххлористый углерод от +73°C до +25°C водой. Вода нагревается от 10°C до 30°C. Давление в линиях смеси и воды менее 03 МПа.
Решение: Общая часть.
Примем индекс «1» для смеси «2»-для воды.
Найдем среднюю температуру воды:
Найдем среднюю температуру смеси:
- средняя разность температур при противотоке.
С учетом потерь холода в размере 5% расход теплоты:
При температуре t=47°C
Рассчитаем расход воды:
Объемные расходы воды и смеси рассчитываются по формуле:
Рассчитаем объемный расход смеси. Плотность смеси будет рассчитываться по формуле:
Рассчитаем объемный расход воды.
Рассчитаем ориентировочно площадь поверхности теплообмена.
Полагая К=900Вт(м2*К):
Для такой величины площади поверхности теплообмена эффективней всего взять теплообменник «труба в трубе». Для обеспечения более интенсивного теплообмена попытаемся подобрать аппарат с турбулентным режимом течения теплоносителей. Воду направим в трубное пространство так как она дает загрязнения смесь- в межтрубное.
Рассмотрим аппарат изготовленный из труб 108х4мм (наружная труба) и 76х4(внутренняя труба). Скорость воды в трубах для обеспечения турбулентного течения должна быть:
Определим действительную скорость воды в трубах:
Как видно действительная скорость больше минимально необходимой.
Рассчитаем критерий Re для воды:
Определим скорость и критерий Re для смеси:
При вынужденном движении в трубах и каналах при Re>10000 теплоотдача для обоих потоков описывается уравнением:
Коэффициент l примем равным 1 при Ldэ>50. Ввиду того что температуры стенок со стороны смеси и воды неизвестны примем сомножитель (PrPrст)0.25=1 для обоих потоков.
а) Коэффициент теплоотдачи для смеси.
Критерий Pr для смеси при 47°C:
Критерий Nu для смеси:
Коэффициент теплоотдачи от смеси к стенке:
б) Коэффициент теплоотдачи для воды.
Критерий Pr для воды при 20°C:
Критерий Nu для воды:
Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке:
Термическое сопротивление стенки и загрязнений:
Коэффициент теплопередачи:
Поверхностная плотность теплового потока:
Определим ориентировочно значения tст1 и tст2 исходя из того что:
Введем поправку в коэффициенты теплоотдачи определив (PrPrст)0.25
Критерий Pr для смеси при t=30.473°C
Критерий Pr для воды при t=13.869°C
Коэффициенты теплоотдачи:
Исправленные значения K q :
Дальнейшее уточнение α1 и α2 и других величин не требуется так как расхождение между α1 α1 и α2 α2 и др. не превышает 5%
Фланцы выбираем с внутренним диаметром 76мм с проходным диаметром 65мм.
Выбор вспомогательного оборудования
1 Расчет дефлегматора
Исходная задача: рассчитать теплообменный аппарат для конденсации 09 кгс смеси сероуглерод-четыреххлористый углерод от водой. Вода нагревается от 10°C до 30°C.
Средняя температура смеси будет равна температуре пара:
Полагая К=800Вт(м2*К):
Для такой величины площади поверхности теплообмена возьмем кожухотрубчатый теплообменник. Воду направим в трубное пространство так как она дает загрязнения пар- в межтрубное.
Рассмотрим аппарат с диаметром кожухом 325 мм длинна труб 3 метра.
2 Расчет подогревателя
Исходная задача: рассчитать теплообменный аппарат для нагрева 289 кгс смеси сероуглерод-четыреххлористый углерод от +20°C до +57°C паром под давлением 0.1 МПа.
Примем индекс «1» для смеси «2»-для пара.
При температуре t=385°C
Полагая К=300Вт(м2*К):
Для такой величины площади поверхности теплообмена эффективней всего взять разборный многопоточный теплообменник «труба в трубе». Пар направим в межтрубное пространство смесь- в трубное.
Рассмотрим аппарат изготовленный из труб 219х6мм (наружная труба) и 159х4.5(внутренняя труба).Число теплообменных труб-2. Длина труб-6 метров.
3 Расчет кипятильника
Исходная задача: рассчитать теплообменный аппарат для испарения 2.69 кгс смеси сероуглерод-четыреххлористый углерод паром при давлении 0.1 МПа.
При температуре t=73°C
Для такой величины площади поверхности теплообмена эффективней всего взять кожухотрубчатый теплообменник. D кожуха 600 ммd труб 20х2 мм число ходов- 1длина труб- 3 метра. Пар направим в межтрубное пространство смесь- в трубное.
4 Расчет холодильника дистиллята
Исходная задача: рассчитать теплообменный аппарат для охлаждения 09 кгс смеси сероуглерод-четыреххлористый углерод от +47°C до +25°C водой. Вода нагревается от 10°C до 20°C.
При температуре t=36°C
Для такой величины площади поверхности теплообмена эффективней всего взять теплообменник «труба в трубе». Воду направим в трубное пространство так как она дает загрязнения смесь- в межтрубное.
Рассмотрим аппарат изготовленный из труб 89х5мм (наружная труба) и 57х4(внутренняя труба). Длина труб 15 м
5 Расчет насоса для перекачивания исходной смеси из емкости в колонну.
Полезную мощность затрачиваемую на перекачивание жидкости определяют по формуле:
где Q- подача H- напор насоса.
Найдем значение Hг. Геометрическая высота подъема жидкости составляет 9 метров.
Суммарные потери напора на всасывающей и нагнетательной линии с учетом изгиба труб и т.д. составляют
Режим движения ламинарный следовательно:
Рассчитаем мощность:
Ввиду того что используются два параллельных насоса
мощность на каждый насос- 825кВт.
Условно считаем что колонна работает 3 часа в сутки. Тогда масса исходной смеси расходуемой в сутки будет равна:
Рассчитаем необходимый объем емкости.
Подставляем значения:
Для кубового остатка:
Масса кубового остатка получаемого в сутки будет равна:
Масса дистиллята получаемого в сутки будет равна:
1Расчет толщины цилиндрической части колонны.
Примем за материал колонны сталь 03Х18Н11. Это высоколегированная коррозионностойкая жаропрочная жаростойкая сталь.
За исходные данные примем: длину обечайки 23000 мм внутренний диаметр
00 мм давление в колонне атмосферное максимальная температура в колонне 73 градуса скорость коррозии примем 01 ммгод срок эксплуатации 15 лет.
Рассчитаем допускаемое напряжение в рабочем состоянии.
Для выбранной стали
Для взрывоопасной среды
При гидравлическом испытании
Пробное давление при гидравлическом испытании:
Ввиду того что рабочее давление в колонне отсутствует примем P=0.1 МПа.
Следовательно Pи=0.4 МПа.
Коэффициент прочности сварных швов:
Прибавки к расчетной толщине стенки:
для компенсации коррозии
Расчетная и исполнительные толщины стенок цилиндрической обечайки:
Подставляя значения получаем:
Общую толщину стенки находим:
то условия применения формул выполняются. Таким образом при полученной толщине стенки обеспечивается прочность цилиндрической обечайки колонны как в рабочих условиях так и в условиях испытания.
Принимаем толщину стенки равной 10 мм(ближайшее стандартное значение стенки колонного аппарата при диаметре 1200 мм)
Днище эллиптическое стандартное отбортованное. Материал днища и допускаемые напряжения такие же как и для обечайки.
В днище имеется два отверстия с диаметрами 76 мм и 45 мм.
Коэффициент ослабления днища отверстием:
Принимаем толщину днища 10 мм.
Крышка эллиптическая стандартная отбортованная. Материал крышки и допускаемые напряжения такие же как и для обечайки.
В крышке имеется одно отверстие с диаметром 219 мм.
Коэффициент ослабления крышки отверстием:
4Расчет фланцевого соединения.
Выберем для фланцевого соединения крышки и днища с обечайкой фланец из
[9]. Используем программу MATHCAD 2001i.
5 Расчет опоры-обечайки с расчетом на ветровую нагрузку.
Материал аппарата сталь 03Х18Н11.
Сила тяжести: аппарата- G=015Мн обслуживающих площадок-Gп=008Мн жидкости-Gж=002Мн воды в аппарате при гидроиспытаниях-Gв=023Мн. Внутренний диаметр аппарата 12 м наружный 122(ввиду тонкости слоя изоляции не учитываем) толщина стенки корпуса-10 мм прибавка на коррозию 15 мм
Расчетный диаметр аппарата 12м. Так как отношения высота аппарата к его расчетному диаметру больше чем 15 то расчетная схема аппарата выбирается в виде консольного стержня с жесткой заделкой в фундаменте.
Определим период собственных колебаний аппарата.
Средний диаметр колонны:
Так как аппарат постоянного сечения и отношение высоты аппарата к его расчетному диаметру больше чем 15то:
Нормативный скоростной напор для этого участка России согласно табл. 29.14 на стр. 690 [9] равен:
Расчетный скоростной напор по 3 участкам:
Коэффициент динамичности определяем по графику на рис. 2914 стр. 690 [9].
Коэффициент пульсации скоростного напора определяем по графику на рис.2917 на стр. 687 [9]:
Коэффициент увеличения скоростного напора определим по формуле:
Силу от ветровой нагрузки определяем по формуле:
при минимальной силе тяжести -
для максимальной нагрузки-
Изгибающий момент от ветровой нагрузки на аппарат относительно его основания определяем по формуле:
при минимальной силе тяжести-
при максимальной силе тяжести-
Изгибающий момент от ветровой нагрузки на площадки относительно основания аппарата определяем по формуле:
Общий изгибающий момент от ветровой нагрузки определяем по формуле:
при минимальной силе тяжести аппарата
при максимальной силе тяжести аппарата
Произведем расчет опоры аппарата.
Принимаем толщину цилиндрической стенки опоры s=10 мм.
Напряжение сжатия в этой стенке с учетом наличия в ней отверстия для лаза с d=05м и двух отверстий по 80 мм и 100 мм в диаметре при максимальной нагрузке от силы тяжести аппарата определяем по формуле:
Напряжение на изгиб в той же стенке:
Для данного отношения определим коэффициенты по графикам на рис. 158:
Коэффициенты Kc и Ки определяем по формуле:
Допускаемое напряжение на сжатие и изгиб определяем по формуле:
Условие устойчивости цилиндрической опоры:
Устойчивость обеспечена.
Максимальное напряжение на сжатие в сварном шве соединяющем цилиндрическую опору с корпусом аппарата при коэффициенте сварного шва 07 определяем по формуле:
Внутренний диаметр опорного кольца определяем по формуле:
Наружный диаметр опорного кольца определяем по формуле:
Опорную площадь кольца определяем по формуле:
Момент сопротивления опорной площади кольца определяем по формуле:
Максимальное напряжение сжатия на опорной поверхности кольца определяем по формуле:
Номинальная расчетная толщина опорного кольца при l=01 м определяется по формуле:
С учетом прибавки на коррозию принимаем 35 мм.
Наименьшие напряжения на опорной поверхности кольца:
Расчетным является большее по абсолютной величине значение а знак минус показывает на необходимость установки фундаментальных болтов.
Общую условную расчетную нагрузку на фундаментальные болты определяем по формуле:
Принимаем количество фундаментальных болтов z=24
Нагрузку на один болт находим по формуле:
Расчетный внутренний диаметр резьбы болтов определяем по формуле:
Принимаем болты М27 (d1=23103мм)
Диаметр болтовой окружности определяем по формуле:
Принимаем диаметр 1350мм.

Копия Схема.cdw

Технологическая схема.
Колонна ректификационная
Вентиль регулирующий
Условное обозначение
Паро-жидкостная эмульсия

Равновесная диаграмма2- конечная.dwg

Изображение рабочих линий в диаграмме
Y -- X при действительном флегмовом числе.

ВВЕДЕНИЕ.doc

Ректификация — массообменный процесс который осуществляется в большинстве случаев в противоточных колонных аппаратах с контактными элементами (насадки тарелки) аналогичными используемым в процессе абсорбции. Поэтому методы подхода к расчету и проектированию ректификационных и абсорбционных установок имеют много общего. Тем не менее ряд особенностей процесса ректификации (различное соотношение нагрузок по жидкости и пару в нижней и верхней частях колонны переменные по высоте колонны физические свойства фаз и коэффициент распределения совместное протекание процессов массо- и теплопереноса) осложняет его расчет.
Одна из сложностей заключается в отсутствии обобщенных закономерностей для расчета кинетических коэффициентов процесса ректификации. В наибольшей степени это относится к колоннам диаметром более 800 мм с насадками и тарелками широко применяемым в химических производствах. Большинство рекомендаций сводится к использованию для расчета ректификационных колонн кинетических зависимостей полученных при исследовании абсорбционных процессов (в приведенных в данной главе примерах в основном использованы эти рекомендации).

Определение числа единиц переноса(граф.).dwg

Графическое определение общего числа единиц переноса
в паровой фазе для верхней и нижней части колонны

Определение числа единиц переноса(граф.).frw

Третий лист. Ректификационная колонна.cdw

Четвертый лист. Компановка..cdw

Установка предназначена для разделения смеси
сероуглерод-четыреххлористый углерод.
Производительность 2.89 кгс
Габаритные размеры установки
Установка подлежит действию правил Госгортехнадзора.
монтаже и испытаниях соблюдать требования:
а) ГОСТ 12.2.003-74 "Оборудование производственное.
Общие требования безопасности.
б) ОСТ 26-291-79 "Сосуды и аппарат стальные сварные.
Технические требования.
*Размеры для справок
Колонна ректификациооная
Холодильник дистиллята
Холодильник кубового остатка
Емкость исходной смеси
Емкость кубового остатка
Установка ректификационная.
Компоновка оборудования.
Техническая характеристика.

Определение рабочего флегмового числа.dwg