 |
Выбор холодильника дистиллята
|
|
|
|
Расход воды на холодильник определяем из уравнения теплового баланса
Таблица 3—Тепловой баланс
| Приход теплоты | Расход теплоты |
1. С дистиллятом
2. С охлаждение волы
| 3. С охлажденным дистиллятом
4. С охлаждающей водой
|
Приход теплоты
Расход теплоты
1. С дистиллятом
2. С охлаждение волы
3. С охлажденным дистиллятом
4. С охлаждающей водой
Тепловой баланс:
(1.57)
Подставляя в последнее уравнение вместо 
, выражения из теплового баланса и решая его относительно расхода охлаждающей воды, имеем:
(1.58)
где сд – теплоёмкость дистиллята при его средней температуре. Дано tод охлаждения дистиллята t=35,0°С.
.
Теплопроводность дистиллята при этой температуре
, (1.59)
где 
; 
,
,
(начальные конечные температуры принимаем такими же, как в дефлегматоре)
Холодильник кубового остатка
Таблица 4—Тепловой баланс для холодильника кубового остатка
| Приход теплоты | Расход теплоты |
1. С кубовым остатком
2. С охлаждение волы
| 3. С охлажденным кубовым остатком
4. С охлаждающей водой
|
,.60)
Подставим в это уравнение вместо 
, выражение теплового баланса и, решая его относительно расхода охлаждающей воды, получим:
, (1.61)
где 
- теплоёмкость кубового остатка при его средней температуре tхиср,
.
Конечная температура кубового остатка задана 45°С:
, 
Кипятильник колонны
Тепловая нагрузка кипятильника колонны определялась ранее Q=5590,6 кВт, средняя разность температур в кипятильнике – разность между температурой греющего пара при Р=0,3МПа и температурой кипения кубового остатка:
|
|
|
При ориентировочно принятом значении коэффициента в кипятильнике к=1500 Вт(м3к) площадь поверхности теплообменника составит:
(1.62)
Конструктивный расчёт ректификационной колонны
Расчёт диаметров штуцеров, подбор фланцев
Рассчитаем диаметры основных штуцеров, через которые проходят известные по величине материальные потоки, а именно: штуцер подачи исходной смеси, штуцеры выхода паров из колонны, штуцер выхода кубового остатка.
Независимо от назначения штуцера его диаметр рассчитывают из уравнения расхода:
, (2.1)
где V – объёмный расход среды через штуцер, м3/с; 
– скорость движения среды в штуцере, м/с;
;
Штуцер подачи исходной смеси
(2.2)
,
при
;
,
.
Принимая 
XF=1,5м/с, получим:
.
Стандартный размер трубы для изготовления штуцера по ГОСТ 9941-62, 70x3 (внутренний диаметр dвн=70-3·2=64мм).
Скорость движения питательной смеси в штуцере:
, (2.3)
.
Штуцер подачи флегмы:
, (2.4)
При 
.
Принимаем 
XR=1,0м/с,
Тогда
Стандартный размер трубы для изготовления штуцера по ГОСТ 9941-62, 70x3 (внутренний диаметр dвн=70-3·2=64мм).
Скорость движения флегмы в штуцере:
(2.5)
Штуцер выхода кубового остатка:
, (2.6)
При 
плотность воды 
.
.
Принимаем XW=0,5м/с,
Тогда
.
Стандартный размер трубы для изготовления штуцера по ГОСТ 9941-62, 95x4 (внутренний диаметр dвн=95-4·2=87мм=0,087м)
Скорость движения кубового остатка в штуцере:
|
|
|
.
Штуцер выхода паров из колонны:
, (2.7)
.
Определяем среднюю плотность пара для верхней и нижней части колонны:
, (2.8)
.
Принимаем 
у=25 м/с.
.
Выбираем стальную электросварную прямошовную ГОСТ10704-81 630х16, внутренний диаметр которой равен dвн=630-16·2=598 мм. Следовательно, скорость паров в штуцере:
, (2.9)
Для всех штуцеров выбираем стандартные фланцы тип 1[9]. Для штуцера подачи исходной смеси и флегмы выбираем фланец (ГОСТ 1235-54) с основными размерами dв=72мм, D1=130мм, D=160мм, b=11мм, D2=110мм, h=3мм, d=12мм, n=8шт. Фланец штуцера кубового остатка dв=97мм, D1=160мм, D=195мм, b=22мм, D2=138мм, h=4мм, d=16мм, n=8шт. Фланец штуцера для выхода паров из колонны dв=634мм, D1=740мм, D=770мм, b=11мм, d=24мм, n=20шт, (ГОСТ1255-54). Уплотнительный материал принимаем паронит марки ПОН (ГОСТ481-80).
Гидравлический расчёт
Цель гидравлического расчёта – определение величины сопротивлений различных участков трубопроводов и теплообменника и подбор насоса, обеспечивающего заданную подачу и рассчитанный напор при перекачке этанола.
Различают два вида сопротивлений (потерь напора): сопротивления трения (по длине) h1 и местные сопротивления hмс.
Для расчёта потерь напора по длине пользуются формулой Дарси-Вейсбаха.
, (3.1)
где λ – гидравлический коэффициент трения;
l – длина трубопровода или тракта по которому протекает теплоноситель, м;
d – диаметр трубопровода, м;
- скоростной коэффициент напора, м.
Для расчёта потерь напора в местных сопротивлениях применяется формула Вейсбаха:
, (3.2)
где ξ – коэффициент местных сопротивлений;
- скоростной напор за местным сопротивлением, м.
|
|
|
