Скачать

САПР

Государственный Комитет Российской Федерации по Высшему Образованию

Волгоградский Государственный Технический Университет

Волжский Политехнический Институт

Выполнил:

Группа: ВХМ - 580

Принял: Ивашкин Н.И.

Г. Волжский, 1999

Задание на проектирование

2 Вариант

Выполнить:

1. Схему расположения Оборудования.
2. Гидравлическую схему.
3. Расчет трубопровода.
4. Тепловой расчет подогревателя.
5. Тепловой расчет дефлегматора.
6. Тепловой расчет кипятильника.

По следующим данным для колпачковой ректификационной колонны:

Высота колонны H= 22м.

Диаметр колонны D= 1,5м.

Исходная смесь: Метиловый спирт – Этиловый спирт.

Содержание легколетучего компонента (массовое)

Хf= 30% - в исходной смеси.

Хp= 91% - в дистиляте.

Хw= 5% - в кубовом остатке.

Температура исходной смеси на входе в колонну 20°С

Производительность по исходной смеси G= 2400кг/ч = 0,67кг/с.

1. Характеристика компонентов исходной смеси

Плотность исходной смеси

ρ==

Теплоемкость исходной смеси

С==

Динамическая вязкость исходной смеси

1. Выбор емкости для исходной смеси

Для обеспечения непрерывной работы ректификационной колонны в течение 10 часов работы необходима емкость объемом.

Выбираем стандартную емкость с размерами

dвн=2800мм Тип Емкости ВПП-16В

l= 5200мм Гост 9931-79

V=32м

S=58м2

1. Материальный баланс

G= G+G

Производительность по кубовому остатку

кг/с = 1711 кг/ч.

Производительность по дистилляту

0,195 кг/с = 702 кг/ч.

1. Гидравлический расчет трубопровода

Выбор трубопровода

Для всасывающего и нагревательного трубопровода примем одинаковую скорость течения ω= 2 м/с,тогда диаметр равен

0,023 м. Q== 0,00084м.

Выбираем стальную трубу с наружным диаметром d=32мм , с толщиной стенки σ= 2мм, с внутренним диаметр трубы d= 28мм.

Фактическая скорость воды в трубе

=1,365 м/с ≈ 1,4 м/с

Шероховатость для стальных новых труб0,1мм незначительна.

Определение потерь на трение и местное сопротивления

так как 10/L= 27778 560/L = 155556

2778 < 35134 < 155556

то режим течения турбулентный, в трубопроводе имеет место смешанное трение.

λ= 0,11(l+68/Re) = 0,11(0,0036+68/35134)=0,026

Определим сумму местных сопротивлений

Для всасывающей линии

Сумма коэффициентов во всасывающей линии

0,2+2⋅1,1+4,9= 7,3

Длина всасывающей линии L= 10м.

Потерянный напор во всасывающей линии

0,0261,66 м.

Для нагнетательной линии

Длина нагнетательной линии L= 7м.

1,24 м.

Общие потери напора

1,66+ 1,24= 2,9 м.

Потребный напор

где: Р1-давление в аппарате ,из которого перекачивается жидкость

Р2-давление в аппарате, в который подаётся жидкость

Hr-геометрическая высота подъема жидкости

H= 8,9 м.

Такой напор обеспечивается при заданной производительности одноступенчатым центробежным насосом Х20/18 со следующими характеристиками.

Производительность насоса G= 5,5⋅

Напор Н= 10,5 м.

1. Расчет дефлегматора

Тепловая нагрузка

0,195⋅1092,8= 213,1⋅Вт.

Средняя разность температур

((64,7- 20)- (61- 30))/ ln( )= 34,36°С

Коэффициент теплопередачи K= 500

Площадь поверхности теплообмена

=12,4 м

Выбираем по ГОСТ 15120-79 холодильник со следующими характеристиками

Диаметр кожуха D=

Диаметр труб d=

Число ходов z=

Число труб n=

Поверхность теплообмена при длине труб l=

F=

1. Расчет кипятильника

Тепловая нагрузка

0,67⋅ 971,6⋅= 650,9 Вт.

Средняя разность температур

Коэффициент теплопередачи K= 1500

Площадь поверхности теплообмена

=7,97 м

Выбираем спиральный теплообменник по ГОСТ 12067-80 с площадью поверхности теплообмена F=