ПАХТ курсовик

Материальный баланс колонны

F=D+W Массовые концентрации

Fxf=Dxd+Wxw xd= 0.93xf= 0.23xw= 0.01

G W= 2.30

G D= 0.70

Расчет минимального флегмового числа

Пересчет в мольные доли Молекулярные массы

xf= 0.3000 Ma= 58.00

xd= 0.9500 My= 78.00

xw= 0.0200

y*f= 0.6300

Rmin=(xd-yf*)/(yf*-xf)

Rmin= 0.97

Определение оптимального флегмового числа

β 1.42 1.52 1.72 1.92 2.00 3.00R 1.38 1.47 1.67 1.86 1.94 2.91N 24.00 22.00 18.00 16.00 15.00 14.00

N(R+1) 57.05 54.43 48.02 45.79 44.09 54.73

xd/(R+1)= 0.40 0.38 0.36 0.33 0.32 0.24

2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.0060.00

65.00

70.00

75.00

80.00

85.00

90.00

R

N(R+1)

Rдейст= 3.56 у f.= 0.60

β= 3.67

Определение средних массовых расходов

х ср. в= 0.6250

х ср. н= 0.1600

Определение средних мольных масс

М в= 65.50 М д= 58.00

М н= 74.80

М пит= 72.00

L в= 2.83

L н= 5.95

Средние массовые потоки пара

у ср. в= 0.7750

у ср. н= 0.3100

М' в= 62.50

М' н= 71.80

2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.0060.00

65.00

70.00

75.00

80.00

85.00

90.00

R

N(R+1)

G в= 3.46

G н= 3.98

Определение скорости парамасс.%

t у в= 63.00 ρ х в а= 741.00 х ср в = 0.5790

t x н= 68.00 ρ х в у.к= 832.50 х ср н = 0.1215

ρ у в= 2.27 ρ х н а= 735 ρх см в= 776.95

ρ у н= 2.57 ρ х н у.к= 827.00 ρх см н= 814.61

μ х а в= 0.1984 μ х а н= 0.1699 ε= 0.79

μ х у.к. в= 0.5660 μ х у.к. н= 0.456 а= 87.50

μ х в= 0.29

μ х н= 0.39

Определение скорости в верхней части колонны

w п в= 0.81

w п н= 0.77

Примем рабочую скорость на 30% ниже рабочей

w в= 0.81

w н= 0.77

Определение диаметра колонны

d в= 1.55

d н= 1.60

Принимаем d= 1.40

Действительные скорости в колонне

w в= 0.99 %запаса 123

w н= 1.01 %запаса 131

y y* 1/y*-yy w 0 0.06 16.67

0.13 0.20 14.290.24 0.33 11.110.35 0.43 12.500.46 0.60 7.140.57 0.7 7.69

y f 0.68 0.77 11.11

0.73 0.87 7.140.78 0.93 6.670.82 0.96 7.140.87 0.98 9.090.92 0.99 14.29

y d 0.96 0.99 33.33

Определение ЧЕП

f= 3.43 n о у в= 2.95 n о у н= 7.25

Вязкость паров вверху и низу колонны

μ у в= 9.00E-06 μ у а= 8.91E-06

При t=79μ у у.к.= 9.23E-06

μ у н= 9.87E-06 μ у а= 9.49E-06

При t=101μ у у.к.= 1.00E-05

Определение коэффициента диффузии верха (жидкости)

Dx 20= 3.46E-09 μx 20 а.= 0.325 μx 20 у.к= 1.21

v a= 74.00

v у.к.= 68.40

b= 0.015 ρx 20 а= 790.50 ρx 20 у.к= 1049.10

Dx в= 5.72E-09

Определение коэффициента диффузии куба (жидкости)

Dx 20= 2.55E-09 μx 20 а.= 0.325 μx 20 у.к= 1.21

b= 0.020 ρx 20 а= 790.50 ρx 20 у.к= 1049.10

Dx н= 4.97E-09

Определение коэффициента диффузии верха (пара)

Dу в= 6.56E-06

Определение коэффициента диффузии куба (пара)

Dу н= 6.71E-06

ВЕП верха

hx в= 0.13 Ф= 0.06 Z= 3.00

с= 0.98

hу в= 1.79 ψ= 207.00

σв а.= 0.016

ВЕП низа

hx н= 0.30 Ф= 0.11

с= 0.90

hу н= 1.23 ψ= 207.00

σв у.к.= 0.020

Значения m

Верх Низ1 m= 0.85 1 m= 1.412 m= 0.50 2 m= 2.293 m= 0.22 3 m= 2.024 m= 0.18 4 m= 2.48

5 m= 0.08

m в ср= 0.37 m н ср= 2.05

Общая ВЕП

h о у в= 1.85

h о у н= 1.62

Высота насадки верха и низа

H в= 5.45

H н= 11.77

Общая высота насадки

H общ= 17.23

Число секции вверху и низу

Z в= 2.00n= 6.00

Z н= 4.00

Общая высота колонны

h р= 0.50

Hк= 23.50 Z в= 1.00

Z н= 2.00

Гидравлическое сопротивление насадки

Критерий Рейнольдса

Re у в= 11145 dэ= 0.035

Re у н= 11677

Коэффициент трения

λ в= 2.48

λ н= 2.46

Гидравлическое сопротивление сухой насадки

ΔР с. в.= 700.62

ΔР с. н.= 1747.15

Плотность орошения

U в= 2.37E-03

U н= 4.75E-03

Гидравлическое сопротивление орошаемой насадки

ΔР в.= 1762.53

ΔР н.= 11084.22

Общее гидравлическое сопротивление

ΔР общ.= 12846.75

Тепловой расчет установки

Расход тепла в кубе-испарителе

Теплоемкости Удельная теплота конденсации

t f=82

с f а= 2392.6 r d а= 474500.00c см f= 2308.41

с f у.к= 2283.4 r d у.к= 382880.00

t d=79

с d а= 2378.7c см d= 2371.04

с d у.к= 2270.8

t w=101

с w а= 2490c см w= 2366.06

с w у.к= 2364.3

Q к= 1.48E+06

Определение расхода пара в кипятильник

Р пара= 6.00E+05 t пара= 158.10 r пара= 2.10E+06

G п = 0.71

Расход исх. смеси Кольца Рашига

Gf= 3.00 d э= 0.05 0.05 0.005

ε= 0.785

X 0.000 0.042 0.127 0.158 0.194Y 0.000 0.108 0.310 0.356 0.433

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.0000.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

Row 18

μx ср20 = 0.53

ρx ср 20= 882.03

μx ср20 = 0.98

ρx ср 20= 1009.00

Удельная теплота конденсации

r см d= 467994.98 t f= 82

с 525

0.226 0.271 0.291 0.433 0.538 0.600 0.700 0.761 0.9350.564 0.630 0.660 0.844 0.920 0.947 0.969 0.981 0.997

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.0000.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0.900

1.000

Row 18

Расход смеси, кг/сТемпература смеси

на входе на выходе

3.00 20 82

Параметры пара

Р пара= 6.00E+05 t пара= 158.10 r пара=

Средняя движущая силаΔtб= 138.1 Δtб/Δtм= 1.81Δtм= 76.1

Δtср= 107.10

Теплоёмкость смесис а.= 2268.60

Δtср(смеси)= 51 С(смеси)=с у.к= 2154.20

Расход греющего пара

Gп= 0.20

Тепловая нагрузка аппарата

Q2= 405554

Коэффициент теплопередачи

К= 230

Ориентировочная площадь теплообмена

Fор.= 16.46

Определение числа труб на один ход при средней температуре смеси

Re= 15000 ρ а= 755.22ρ у.к= 1016.25

μ а= 2.47E-04μ у.к= 7.81E-04

d(внутр.)= 0.021Скорость в трубках

w= 0.46

Объёмный расход

V= 3.19E-03

Число трубок

n= 21.00

Предварительный выбор т/о кол-во ходов=

F= 31.00 l= 4.00 D= 400 n=n(на 1 ход)=

Пересчёт скорости движения в трубах

w= 0.18

Re= 6063

Задаёмся температурой стенки t(ст1)

t(ст1)= 150

Расчёт коэффициента теплоотдачи

Δt= 8.10 ε= 0.458 А(t)= 7483.35 d=

α(п)= 6539.81

Удельный тепловой поток для пара

q(п)= 52972.48

Определение термического сопротивления стенки

1/r(загр) для пара 5800 δ= 0.002

1/r(загр) для смеси 5800 λ= 46.5

суммарное r(загр) 3.88E-04

Температура стенки t(ст2)

t(ст2)= 129.46

Определения критерия Pr

Pr а= 3.40Pr(смеси)= 10.03Pr у.к= 12.00

Pr ст. а= 2.00Pr(ст.смеси)= 6.63Pr ст. у.к= 8.00

Определения критерия Nu

Nu= 66.68

Определение коэффициента теплоотдачи для смеси

λ а= 0.1506λ(смеси)= 0.1578λ у.к= 0.1599

α(смеси)= 500.95

Удельный тепловой поток для смеси

q(смеси)= 39301.88

t(ист)= 148.7q(ист)= 59500

140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 15030000.00

40000.00

50000.00

60000.00

70000.00

80000.00

90000.00

100000.00

Температура tст1, ˚С

Удел

ьны

й те

плов

ой п

оток

q, В

т/м

2

Определение коэффициента теплопередачи

К= 555.56

Определения площади т/о

F= 6.82

Окончательный выбор т/о кол-во ходов=

F= 16.00 l= 2.00 D= 400 n=n(на 1 ход)=

% запаса поверхности т/о

ΔF= 57.40%

140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 15030000.00

40000.00

50000.00

60000.00

70000.00

80000.00

90000.00

100000.00


Удел

ьны

й те

плов

ой п

оток

q, В

т/м

2

2.10E+06

2180.40

ρ(смеси)= 941.71

μ(смеси)= 6.00E-04

2

100 n(р)= 1050

Задаёмся температурой стенки t(ст1)

t(ст1)= 140

Расчёт коэффициента теплоотдачи

0.025 Δt= 18.10 ε= 0.458 А(t)=

α(п)= 5348.93

Удельный тепловой поток для пара

q(п)= 96815.621


1/r(загр) для пара 5800 δ= 0.002

1/r(загр) для смеси 5800 λ= 46.5

суммарное r(загр) 3.88E-04

Температура стенки t(ст2)

t(ст2)= 102.45

Определения критерия Pr

Pr а= 3.40Pr(смеси)= 10.03Pr у.к= 12.00

Pr ст. а= 2.90Pr(ст.смеси)= 7.60Pr ст. у.к= 9.00

Определения критерия Nu

Nu= 64.42


λ а= 0.1506λ(смеси)= 0.158λ у.к= 0.1599

α(смеси)= 484.0

Удельный тепловой поток для смеси

q(смеси)= 24903.02

140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 15030000.00

40000.00

50000.00

60000.00

70000.00

80000.00

90000.00

100000.00


Удел

ьны

й те

плов

ой п

оток

q, В

т/м

2

2

100 n(р)= 1050

140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 15030000.00

40000.00

50000.00

60000.00

70000.00

80000.00

90000.00

100000.00


Удел

ьны

й те

плов

ой п

оток

q, В

т/м

2

7483.35 d= 0.025


Расход смеси, кг/сТемпература воды

на входе на выходе

0.70 20 40

Параметры паров ацетона и уксусной к-тыr а= 4.75E+05

t пара= 63.00 r пара= 4.68E+05r у.к= 3.83E+05

Средняя движущая силаΔtб= 43 Δtб/Δtм= 1.87Δtм= 23

Δtср= 33.00

Теплоёмкость воды

Δtср(воды)= 30 с воды= 4178.50

Расход охлаждающей воды

G в= 4.14


Q2= 346393


К= 550


Fор.= 19.09


Re= 12000 ρ воды= 995.60

μ воды= 7.98E-04


w= 0.46


V= 7.08E-04


n= 5.00

Выбор т/о кол-во ходов=

F= 32.00 l= 2.00 D= 600 n=n(на 1 ход)=

4 % запаса поверхности т/о

206 n(р)= 14 ΔF= 40.36%52

Расход смеси, кг/сТемпература кипения уксусной кислоты

118.002.30

Параметры пара

Р пара= 6.00E+05 t пара= 158.10 r пара=

Средняя движущая сила

Δtср= 40.10


Q к= 1481576

Расход греющего пара

G п= 0.71


К= 230


Fор.= 160.64


Re= 15000 ρ н а= 691.82ρ н у.к= 958.74

μ а= 1.70E-04μ у.к= 4.56E-04


w= 0.27


V= 2.41E-03


n= 26.00

Предварительный выбор т/о кол-во ходов=

F= 219 l= 6.00 D= 800 n=n(на 1 ход)=

2.10E+06

ρ(смеси)= 953.59

μ(смеси)= 3.64E-04

1 % запаса поверхности т/о

465 n(р)= 23 ΔF= 26.65%465

Расчёт толщины обечайки

Допускаемое напряжение

η= 1.00

σ*= 131.00

[σ]= 131.00

ϕ= 1.00

Т= 30 П= 0.0001 c= 0.003

p= 0.33

s= 0.00477 (s-c)/D= 0.00126

Принимаем s=6 мм

Расчёт толщины днища(крышки)

s= 0.00477

Принимаем s=6 мм

Расчет диаметра штуцера входа исходной смеси

Принимаем скорость w= 2.00 ρ а= 717.7 ρ(смеси)=ρ у.к= 981.16

d= 0.046

Принимаем диаметр трубы d=80 мм 80.00

Расчет диаметра штуцера для выхода паров дистиллата

Принимаем скорость w= 20.00

d= 0.300

Принимаем диаметр трубы d=350 мм

Расчет диаметра штуцера для подачи орошения


d= 0.052


Расчет диаметра штуцера для выхода кубовой ж-ти


d= 0.085


Расчет диаметра штуцера для возврата паров кубовой ж-ти


d= 0.282


905.08

ПАХТ курсовик

Documents