Расчет ректификационной колонны

курсовая работа

1.8 Определение диаметров штуцеров

Плотности жидких продуктов холодного орошения х, сырья и кубового остатка рассчитываются в зависимости от температуры и состава:

= , откуда= 786 кг/м;

, откуда = 908 кг/м;

, откуда = 955 кг/м.

Плотности паров, поступающих из кипятильника колонны, и паров, уходящих с верха колонны, рассчитываются при соответствующих температурах и давлениях:

= = 0,703 кг/м;

= = 1,610 кг/м.

Диаметр штуцера dш зависит от допустимой скорости потока щдоп и определяется как диаметр колонны из уравнения объемного расхода по формуле:

d = (59)

где Vn - объемный расход потока в трубопроводе.

Диаметр штуцера А для выхода паров из колонны в дефлегматор:

d = = 0,31 м.

Принимаем по ГОСТ 12821-80: dA =350 мм

Диаметр штуцера В для входа холодного орошения:

d = = 0,041 м.

Принимаем по ГОСТ 12821-80: dB =50 мм.

Диаметр штуцера С для ввода сырья:

d = = 0,054 м.

Принимаем по ГОСТ 12821-80: dc = 65 мм.

Диаметр штуцера К для вывода, кубовой жидкости в кипятильник колонны:

d = = 0,11 м.

Принимаем по ГОСТ 12821-80: dK = 125 мм.

Диаметр штуцера Е для ввода паров из кипятильника колонны:

d = = 0,47 м

Принимаем по ГОСТ 12821-80: dE = 500 мм.

1.9 Определение толщины тепловой изоляции колонны

Толщина изоляции д должна быть такой, чтобы температура на внешней поверхности изоляции t при температуре окружающей среды t= 25С не превышала в помещениях 48С, а на открытом воздухе 60 °С. Допускаемый тепловой поток с наружной поверхности изоляции qnoт зависит от температуры на внутренней поверхности изоляции t.

Выбираем в качестве теплоизоляционного материала стеклянную вату, для которой коэффициент теплопроводности =0,05 Вт/(). Принимаем температуру на внутренней поверхности изоляции равной tcm1 = 99°С, на наружной поверхности изоляции tcm2 = минус 9°С для зимних условий. Температуру окружающей среды для зимних условий принимаем tcp = минус 20°С, для летних условий tcp = 18°С.

Считаем, что тепловые потери зимой составляют qnoт = 115 Вт/м2.

Так как диаметр колонны является достаточно большим (D = 1,4 м), для расчета толщины изоляции можно воспользоваться формулой (60) для плоской стенки, предполагая, что DBН/DH > 0,5:

qnoт = ,(60)

где л - коэффициент теплопроводности материала изоляции;

б - коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к окружающей среде;

D D - наружный и внутренний диаметры изоляции.

Коэффициент б рассчитывается по формуле:

б = 9,74+0,07(t-tcp).(61)

Зимние условия

Из правой части уравнения (60) рассчитывается толщина изоляции:

= = 0,047 м.

= 9,74+0,07[-9-(-20)] = 10,51 Вт/().

Расчетное значение тепловых потерь qnoт.р находится по правой части соотношения (60):

q = 10,4[-9-(-20)]= 115,61 Вт/м.

Так как qnom qnom.p, никаких корректировок в значения ранее принятых температур вносить не надо.

Проверим условие применимости уравнения (60), приняв толщину стенки колонны = 10 мм:

= = .

Принимаем толщину тепловой изоляции равной:=0,047 м

Найдем температуру наружной поверхности изоляции cт2 для летних условий. Для этого преобразуем соотношение (60), подставив в него значение а из уравнения (61):

= 9,74(t- t)+0,07(t- t);

= 9,74(t-18)+0,07(t-18)

Находим t = 25°С. Такая температура: является допу-стимой.

Летние условия

Тепловые потери летом составляют величину:

= = 78,7 Вт/м.

Делись добром ;)