Ректификационная установка непрерывного действия (стр. 6 из 8)
где
(см. [1], стр.175, табл.4-6).В соответствии с [2], стр.57, табл.29, поверхность наиболее близкую к расчетной имеет кожухотрубчатый испаритель с диаметром кожуха D = 600 мм, длиной труб 3,0 м и поверхностью теплообмена F = 40 м2.
Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося пара к кипящей жидкости (см. [7], стр.533):
где С - коэффициент расположения трубок, равный при вертикальном расположении 0,94,
, r = 928 кг/м3, 
, 
- параметры греющего пара (см. [1], стр.512, таб. XXXIX). 
B0=
Р= 1бар+0, 1927бар=1, 19бар
,где
- динамический коэффициент вязкости кубового продукта при t0=99,5 0C (см. [1], стр.529, рис. V).Тогда
B0=
Находим сумму термических сопротивлений стенки и загрязнений
Коэффициент теплопередачи с учетом средних значений тепловой проводимости загрязнений стенок:
Методом итераций находим К по выражению:
К=
(1400-1306-1213-1213)
К=1213
Тогда требуемая поверхность составит
м2Исходя из значений требуемой поверхности теплообмена Fтр выбираем кожухотрубчатый испаритель со следующими параметрами: D = 600 мм, d = 20´2 мм; F = 40 м2, lтр = 2,0 м (см. [2], стр.56, табл.2.9)
Выбор емкостей
Для хранения дистиллята, кубового остатка и исходной смеси используют емкости. В качестве емкостей мы будем использовать горизонтальные цистерны и резервуары. Горизонтальные цистерны предназначены для хранения жидкостей. Они представляют собой горизонтальные сварные сосуды, которые укреплены изнутри кольцами и тягами жесткости, сваренными из уголка. Днища цистерн могут быть выпуклыми или плоскими. Резервуары представляют собой сварные сосуды горизонтального типа, сваренные из углеродистой стали обыкновенного качества, Резервуары снабжены съемными барботерами, двумя лазами, смотровыми окнами и двумя патрубками для присоединения трубопроводов каждый.
Емкость для хранения исходной смеси.
Определяем объем исходной смеси
где t = 2ч = 7200с - время хранения смеси в емкости (см. [5], стр.47)
- плотность исходной смеси при t = 18 0СВыбираем емкость V=24 м3, D=2700 мм, l=7840 мм ([8], с.333-334).
7.2. Емкость для дистиллята
Определяем объем дистиллята
где
- плотность дистиллята при t = 250С Выбираем емкость V=7,0 м3, D=1400 мм, l= 3850 мм ([8], с.333-334).Емкость для кубового остатка.
Находим объем кубового остатка
где
Выбираем емкость V=20 м3, D=2550 мм, l=7840 мм ([8], с.333-334).
Расчет тепловой изоляции
Толщина тепловой изоляции dи находится по уравнению
где lи = 0,076
- коэффициент теплопроводности шлаковой ваты как изоляционного материала (см. [1], стр.505, табл. XXVIII); 
= 400С - температура изоляции со стороны окружающей среды; 
= 137,90С - температура изоляции со стороны аппарата; 
= - 120С - средняя температура воздуха в Ярославле в январе (см. [1], стр.513, табл. XV); 
9,3 + 0,058× = 9,3 + 0,058×40 = 11,62 - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляционного материала в окружающую среду.Расчет центробежного насоса
Для перекачивания исходной смеси из емкости в подогреватель, а также для перекачивания флегмы из распределителя обратно в колонну и для отвода из емкостей дистиллята и кубового остатка используют центробежные насосы.
Исходная смесь перекачивается при t = 180С из емкости в аппарат, работающий под давлением 0,1 М Па. Расход смеси 7500 кг/ч, геометрическая высота подъема смеси 15м, длина трубопровода на линии всасывания 10м, на линии нагнетания 20м. На линии всасывания установлены два прямоточных вентиля и три отвода под углом 900. На линии нагнетания установлен один прямоточный вентиль и три отвода под углом 900. Отношение радиуса изгиба к внутреннему диаметру трубопровода равно четырем. Примем скорость течения смеси для всасывающего и нагнетательного трубопроводов одинаковой и равной w = 1,5 м/с (см. [2], стр.16). Внутренний диаметр трубопровода равен
где
Выбираем стальную трубу (материал углеродистая сталь с незначительной коррозией), наружным диаметром 45 мм, толщиной стенки 3,5 мм (см. [2], стр.16), тогда внутренний диаметр трубы 38 мм, а фактическая скорость смеси в трубе
Определение потерь на трение и местных сопротивлений.
Определяем режим течения смеси
где
- динамический коэффициент вязкости исходной смеси при 180С (см. [1], стр.529, рис. V).Режим течения турбулентный. Примем абсолютную шероховатость труб равной D = 2×10-4 м (трубы стальные, бывшие в эксплуатации, с незначительной коррозией, см. [2], стр.14).
Тогда относительная шероховатость труб будет равна
В турбулентном потоке различают три зоны для которых коэффициент трения l рассчитывают по различным формулам. Для определения необходимой формулы находим значения следующих отношений
Очевидно, что в нашем случае имеет место неравенство
, тогда мы имеем дело со смешанным трением в трубопроводе 
Определяем сумму коэффициентов местных сопротивлений:
для всасывающей линии
вход в трубу (с острыми краями) x1 = 0,5
прямоточный вентиль: x2 = x× К, где К = 0,89; x = 0,83, тогда x2 = 0,83×0,89 = = 0,74
Отводы: коэффициент А = 1,0, коэффициент В = 0,11, тогда x3 = 0,11 (см. [1], стр.494, табл. XIII);
Сумма коэффициентов местных сопротивлений во всасывающей линии
åx = x1 +2x2 +3x3 = 0,5+2×0,74+3×0,11 = 2,31Потерянный напор во всасывающей линии находим по формуле:
для нагнетательной линии
выход из трубы x1 = 1
вентиль прямоточный x2 = 0,74
отводы x3 = 0,11 (см. [1], стр.496, табл. XIII).
Сумма коэффициентов местных сопротивлений равна
åx = x1 +x2 +3x3 = 1 + 0,74 + 3 × 0,11 = 2,07Потерянный напор в нагнетательной линии
Общие потери напора
hп = hп. вс + hп. наг = 1,97 + 1,97 = 3,90 м
9.2. Выбор насоса
Находим полный напор, развиваемый насосом
Полезная мощность, затрачиваемая на перекачивание жидкости
Мощность на валу двигателя
