Курсовой проект по дисциплине "Процессы и аппараты химической технологии"

∆рпж = 1,3hпжρпжgk(38)Высота парожидкостного слоя:hпж = hп + ∆h(39)где ∆h – высоту слоя над сливной перегородкой рассчитываем по формуле:,(40)где Vж – объемный расход жидкости, м3/с; П – периметр сливной перегородки, м; k = ρпж/ρж– отношение плотности парожидкостного слоя к плотности жидкости, принимаемое приближенно равным 0,5.Объемный расход жидкости в верхней части колонны:Средняя плотность жидкости в колонне: Периметр сливной перегородки П находим решая систему уравнений:,где R = 1,3 м – радиус тарелки; 2/3Пb – приближенное значение площади сегмента.Решение дает: П = 1,32 м; b= 0.289 м. находим ∆h:Высота парожидкостного слоя на тарелке:hпж = hп + ∆h= 0,04 + 0,013 = 0,053.Сопротивление парожидкостного слоя:∆рпж = 1,3hпжρжgk=1,3 ∙0,053 ∙ 0,5 ∙844 ∙ 9,81= 285,2 Па.Общее гидравлическое сопротивление тарелки в верхней части колонны:∆р’ = ∆рсух + ∆рσ + ∆рпж = 297,2 + 25,53 + 285,2 = 607,93 Па.Нижняя часть колонны:Высота парожидкостного слоя на тарелке:hпж = hп + ∆h= 0,04 + 0,03= 0,07 м.Сопротивление парожидкостного слоя:∆рпж = 1,3hпжρжgk=1,3 ∙0,07 ∙ 0,5 ∙444 ∙ 9,81= 376,72 Па.Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны:∆р’’ = ∆рсух + ∆рσ + ∆рпж = 307,81 + 25,53 + 376,72= 710,06Па.Проверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками h = 0.3 м необходимое для нормальной работы тарелок условие Для тарелок нижней части, у которых гидравлическое сопротивление больше, чем у тарелок верхней части: Условие соблюдается.Проверим равномерность работы тарелок – рассчитаем минимальную скорость пара в отверстиях w0min, достаточную для того, чтобы ситчатая тарелка работала всеми отверстиями:Рассчитанная скорость w0min = 11 м/с; следовательно, тарелки будут работать всеми отверстиями.6 Расчет тепловой изоляции6.1 Выбор материала тепловой изоляцииВ соответствии с действующими нормативными документами (в частности, СНиП 41-03-2003) для теплоизоляции оборудования с температурой содержащихся в нем веществ в диапазоне от 20 до 300 °С следует применять материалы и изделия с плотностью не более 200 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности в сухом состоянии не более 0,06 Вт/(м·К). 6.2 Расчет толщины основного слоя тепловой изоляцииВыбор конструкции и расчет толщины тепловой изоляции производится из условий соблюдения двух основных параметров: 1) допустимой температуры поверхности изоляции ; 2) допустимого теплового потока с неё[].По санитарным нормам температура поверхности изоляции оборудования, находящегося в закрытом помещении при температуре окружающей среды  = 25 0С не должна превышать величины = 45 0С.Для выполнения этого требования из условия равенства тепловых потоков со стороны теплоносителя к изолируемой стенке аппарата и теплового потока с поверхности изоляции в окружающую среду толщина основного стоя тепловой изоляции должна быть не менее,(41)где коэффициент теплопроводности основного слоя изоляции, выбираем пенополистирол, =0,05 Вт/мК, , температуры изолируемой стенки аппарата, поверхности изоляциии температура окружающей среды; коэффициент теплоотдачи с поверхности изоляции в окружающуюсреду.Теплопроводность при рассчитанной средней температуре определяется по справочным таблицам [3]:.(42)Принимаем толщину слоя изоляции 90 мм и проводим проверку полученной величины по допустимому тепловому потоку []=56 Вт/м2. Для этого рассчитывают тепловой поток с изолированной поверхности аппарата по формуле .(43)Так как полученный результат удовлетворяет условию , расчет считается законченным. Есливеличина расчетного теплового потока превышает допустимую, необходимо увеличить принятую толщину тепловой изоляции и повторить проверку по условию . ЗаключениеПри выполнении курсовой работы был произведен расчет ректификационной колонны для разделения смеси бензол-толуол расходом 10 т/ч. Был произведен технологический расчет, который включает определение рабочих геометрических и объемных параметров на основании материального баланса процесса, расчет теплового баланса установки, было подобно технологическое оборудование, а именно кожухотрубчатые теплообменники в качестве дефлегматора, подогревателя и холодильника исходной смеси и кубового остатка соответственно, гидравлический расчетэлементов колонны, расчет тепловой изоляции для обеспечения санитарных норм относительно температуры поверхности окружающей среды в закрытом помещение, в котором расположенно оборудование.Распределение жидкости осуществляется при помощи тарелок типа ТС-Р. Для повышения эффективности работы колонн с ситчатыми тарелками можно порекомендовать:соотношение между диаметром отверстий и шагом принять равным 3,6;толщину тарелок по возможности уменьшить;высота сливного порога при средних и больших скоростях пара в свободном сечении колонны (0.7-1,0 м/с) должна быть не менее 40-50 мм (до75); при малых скоростях пара высота сливного порога не оказывает влияния на эффективность работы тарелки;расстояние между тарелками более 150-200 мм не оказывает существенного влияния на эффективность массообмена при условии отсутствия пены; на участках колонны, где образуется большое количество пены, расстояние между тарелками следует увеличивать;в колоннах большого диаметра нужно устанавливать тарелки с наклоном в сторону слива, равным 1:45;свободное сечение тарелок брать в пределах 7-15%.СписоклитературыДытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию. — М. : Химия, 1983. — 272 с.Брисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. М.: Химия, 1991. – 496с.Иоффе И.Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии. - Л.: Химия, 1991. – 352 с.Каталог. Колонные аппараты. Изд. 2-е. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978. 31 с.Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е. М.: Химия, 1973. – 750 с.Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Уч. Пос. для ВУЗов / Под ред. Романкова. – 10-е изд., перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с.Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. Кн. 1-2. М. – Л.: Наука. 1966. – 640+768 с.Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. В двух книгах. – М.: Химия, 1981. – 812 с.Доманский И.В., Исаков В.П. Машины и аппараты химических производств: примеры и задачи. Уч. Пос. для ВУЗов / И.В. Доманский, В.П. Исаков и др., Под общ.ред. В.Н. Соколова – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1982. – 384 с.Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Справочник. – Л.: Машгиз, 1970. – 753 с.