Скорость пара в отверстиях ситчатого полотна.

При скоростях пара меньших происходит провал жидкости через отверстия тарелки.

 

 

 

относительное свободное сечение ситчатого полотна

шаг между отверстиями.

Условие выполняется. Диаметр колонны выбран правильно.

4.4 Брызгоунос (относительный расход уносимой паром жидкости):

 

 

где высота сепарационного пространства, м; коэффициент вспениваемости.

Расстояние между тарелками выбрано правильно.

Гидравлическое сопротивление тарелки

 

для верхней части колонны:

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки:

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя:

 

Силы поверхностного натяжения:

где диаметр отверстия ситчатого полотна, мм.

 

для нижней части колонны:

Гидравлическое сопротивление сухой тарелки

Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя:

Силы поверхностного натяжения:

где диаметр отверстия ситчатого полотна, мм.

 

Скорость жидкости в переливе

Проверка работы переливного устройства. Колонна должна работать без захлёбывания. Для нормальной работы переливного устройства необходимо:

 

 

где коэффициент вспениваемости.

Переливное устройство работает в нормальном режиме.

 

Расчёт высоты колонны

Определение кинетических параметров

 

Диффузионный критерий Пекле:

где коэффициент диффузии для паровой фазы, м²/с

 

Число единиц переноса по газовой фазе:

 

 

Диффузионный критерий Пекле:

где ккоэффициент диффузии для жидкой фазы, м²/с; приведённая плотность орошения, м³/(м² с):

Число единиц переноса по жидкой фазе:

3.130

5.2 Определение локальной эффективности тарелки

Общее число единиц переноса:

. Где:

m_B=0.167 - тангенс угла наклона касательной к равновесной линии в верхней части колонны при среднем мольном составе по легколетучему компоненту.

m_H=1.4- тангенс угла наклона касательной к равновесной линии в нижней части колонны при среднем мольном составе по легколетучему компоненту.

-тангенс угла наклона верхней рабочей линии

-тангенс угла наклона нижней рабочей линии

Локальная эффективность тарелки:

Определение числа действительных тарелок

Метод кинетической кривой заключается в построении вспомогательной лини и определении числа тарелок. Для этого необходимо по соотношению: рассчитать точки для построения кинетической кривой, а затем провидением ступеней между рабочей и кинетической линией определяем число действительных тарелок.

Число тарелок для верхней части , число действительных тарелок для нижней части колонны .

Определение высоты и гидравлического сопротивления колонны

Высота тарельчатой части колонны:

где общее число действительных тарелок в колонне.

Общая высота колонны:

где расстояние между верхней/нижней тарелкой и крышкой колонны, м.

Гидравлическое сопротивление простой полной колонны:

Ориентировочный расчет теплообменников

Суть расчета состоит в том, чтобы определить поверхность теплообмена и площадь проходного сечения труб в теплообменнике, для того чтобы по расчетным данным выбрать стандартные теплообменники для проведения процесса, при заданных коэффициентах теплопередачи.

Расчет куба-испарителя

Исходные данные:

Q= 3445185.51Вт – тепловой баланс куба – испарителя

t_г.п.=104.2°С – температура конденсации водяного пара

t_W=72.56 °С – температура кипения кубовой жидкости

Площадь теплообмена находится по формуле:

где К=900 Вт/м²К – коэффициент теплопередачи для подогревателя,

Δtср- средняя разность температур

 

Среднюю разность температур находим по формуле:

температура греющего пара t_г.п=104.2℃ при давлении 1.2 атм(абс)

.

Тогда поверхность теплообмена по формуле (55) будет равна:

Расход греющего пара:

По ориентировочной поверхности теплообмена выбираем двухходовый теплообменник с внутренним диаметром кожуха D=800 мм, числом труб n=442(25×2мм), с поверхностью теплообмена F=139 м² и длиной труб l=4м

Расчет дефлегматора

Уравнение теплового баланса:

где С_в – теплоемкость воды, Дж/кг.

Среднюю разность температур, находим как среднелогарифмическую большой и малой разницы температур теплоносителей:

Вязкость, теплоёмкость и теплопроводность воды при её средней температуре:

С_ВОДЫ= 4215-1.375 * 20.807 +0.01339 * 20.807²=4192.184 Дж/кг К

Массовый расход воды:

 

Поверхность теплообмена по формуле () составляет:

Площадь проходного сечения трубы, при условии турбулентного режима течения определяем по формуле:

d_вн – внутренний диаметр трубы теплообменника, м; μ_в=1.472*10^-3– динамический коэффициент вязкости воды, Па*с.

Исходя из сделанных расчетов можем выбрать четырёхходовой теплообменник с трубами 20×2 с внутренним диаметром кожуха D=800 мм, числом труб n=404, длиной труб l=4м, площадью трубного пространства S_тр=0.03м². Площадь теплообмена-127 м²

6.3 Холодильник дистиллята

Исходные данные:

- расход дистиллята

t_D=55.52 °С – начальная температура дистиллята

t_кон=20 °С – конечная температура дистиллята

t_внач=10 °С – начальная температура воды

t_вкон=20 °С – конечная температура воды

 

Определим среднюю движущую силу процесса:

 

=

 

Физические параметры воды:

, ,

Средняя температура дистиллята:

t_cp=t_в.ср+Δt_cp=15+18.679=33.679℃

Определим теплоемкость и вязкость кубового остатка при t_cp:

 

Тепловой баланс холодильника дистиллята:

Расход охлаждающей воды:

 

Поверхность теплообмена:

Коэффициент теплопередачи в холодильнике К_ор=300Вт/(м^2.К)

 

Дистиллят направляется в трубы, вода – в межтрубное пространство теплообменника.

Требуемая площадь трубного пространства при турбулентном режиме (теплообменник с трубами 25×2мм):

Требуемая площадь межтрубного пространства:

Можем выбрать шестиходовой теплообменник с трубами25×2 c внутренним диаметром кожуха D=600 мм, числом труб n=196, длиной труб l=4м, площадью трубного пространства S_тр=0.011м² и площадью теплообмена 61м²

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: