Проектирование ректификационной установки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
0,05Площадь паровых патрубков, м0,073Относительная площадь для прохода паров, %9Диаметр колпачка d, мм 80Шаг t, мм110Масса колпачка в кг (при h=20мм, Нt=300мм) для исполнения 139
6. ТЕПЛОВОЙ РАiЕТ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ
Расход теплоты, получаемой кипящей жидкостью от конденсирующего пара в кубе-испарителе колонны
(IV.1)
где - расход теплоты, отнимаемой охлаждающей водой от конденсирующихся в дефлегматоре паров, Вт; - тепловые потери колонны в окружающую среду, Вт; - теплоемкость исходной смеси, дистиллята, кубовой жидкости, соответственно, Дж/кгК.
Значения теплоемкостей, необходимые для раiета, находим по формуле
(IV.2)
где - теплоемкости компонентов при соответствующих температурах; - массовые доли компонентов.
Температура смеси , кубового остатка и дистиллята ; теплоемкости ацетона и этилового спирта при этих температурах определяем по номограмме :
Теплоемкости смесей:
Количество тепла, отнимаемого охлаждающей водой от конденсирующегося в дефлегматоре пара
(IV.3)
- удельная теплота конденсации дистиллята, Дж/кг:
(IV.4)
(при ).
Тепловые потери колонны в окружающую среду
(IV.5)
где - температура наружной поверхности стенки колонны, принимаем ; - температура воздуха в помещении,; - суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением, Вт/(м2К):
(IV.6)
где FH - наружная поверхность изоляции колонны, определяем по формуле
Потери тепла в окружающую среду
(IV.7)
Расход тепла в кубе колонны с учетом тепловых потерь
Расход греющего пара (давление 1атм)
(IV.8)
Расход воды в дефлегматоре при нагревании ее на 200С
(IV.9)
Расход воды в холодильнике дистиллята при нагревании ее на 200С
(IV.10)
Расход воды в холодильнике кубового остатка при нагревании ее на 200С
(IV.11)
Общий расход воды в ректификационной установке
(IV.12)
6.1 Раiет тепловой изоляции колонны
В качестве изоляции берем асбест (). Исходя из упрощенного соотношения (для плоской стенки) имеем
(IV.1.1)
где - толщина изоляции, м; t\из - температура внутренней поверхности изоляции, принимаем ее ориентировочно на 10-200С ниже средней температуры в колонне tиз.в.=600С.
Определяем толщину изоляции
(IV.1.2)
Проверяем температуру внутренней поверхности изоляции
(IV.1.3)
расхождение: 60-59,97=0,026<1,00C
7. РАiЕТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Далее производим раiет поверхности всех теплообменников ректификационной установки.
В качестве примера полного раiета теплообменника приводим раiет поверхности кубового испарителя для кипятильника ректификационной установки, остальных - укрупненный, с использованием ориентировочных значений коэффициентов теплопередачи, приведенных в таблице 4.8 [2].
7.1 Кипятильник (куб-испаритель)
Температурные условия процесса. Кубовый остаток кипит при 81,70С.
Согласно заданию температура конденсации греющего пара равна 1000С. Следовательно, средняя разность температур
Тепловая нагрузка
Выбор конструкции.
Кипятильники ректификационных колонн непрерывного действия по устройству сходны с кипятильниками выпарных аппаратов. /При небольших поверхностях теплообмена куб колонны обогревается змеевиком или горизонтальной трубчаткой, пересекающей нижнюю часть колонны; при этом греющий пар пропускается по трубам.
При больших поверхностях теплообмена применяют выносные кипятильники, которые устанавливают ниже колонны с тем, чтобы обеспечить естественную циркуляцию жидкости.
Определяем ориентировочно максимальную величину площади теплообмена. По [1, таблица 4.8] для данного случая теплообмена (от конденсирующего водяного пара к кипящей жидкости) принимаем значение минимального коэффициента теплопередачи Кmin=300 Вт/м2тАвК. Тогда максимальная поверхность теплообмена
Предварительно выбираем для раiета выносной кипятильник кожухотрубчатый теплообменник с трубами диаметром 252 мм, длиной труб - 3,0 м.
.2 Определение коэффициента теплопередачи
Принимаем среднее значение тепловой проводимости загрязнений стенок со стороны конденсирующего водяного пара , со стороны кубового остатка .
Теплопроводность стали . Таким образом
? (IV.1.1.1)
Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося водяного пара определяем по формуле
Вт/м2тАвК (IV.1.1.2)
где ? - коэффициент теплопроводности конденсата, Вт/мтАвК; Н - высота кипятильных труб, м; ? - плотность конденсата, кг/м3; r - удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг; ? - динамический коэффициент вязкости конденсата, ПатАвс
Коэффициент теплоотдачи для кипящего толуола находим по формуле
Вт/м2тАвК (IV.1.1.3)
где коэффициент b определяется по формуле
(IV.1.1.4)
Химико-физические свойства этилового спирта взяты при температуре кипения.
Коэффициент теплопередачи
(IV.1.1.5)
Удельная тепловая нагрузка
(IV.1.1.6)
Откуда
(IV.1.1.7)
Это уравнение решаем графически, задаваясь зн
Copyright © 2008-2014 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение