Расчёт ректификационной колонны 6непрерывного действия для разделения бинарной смеси бензол - у (стр. 5 из 5)
6.1.1. Определение тепловой нагрузки аппарата.
6.1.2. Расход воды.
6.1.3. Определение среднелогарифмической разности температур.
∆t = [(82-30)-(35-15)]/ln(52/20)= 34˚С
6.1.4. Ориентировочный выбор теплообменника:
Примем ориентировочное знечение кр. Рейнольдса Re1ОР = 15000, определим соотношение n/z для труб диаметром d= 20х2мм, 25х2мм:
где n – общее число труб,
z – число ходов по трубному пространству,
d – внутренний диаметр труб.
Примем минимальное ориентировочное значение коэффициента теплопередачи, соответствующее турбулентному течению Кор= 600Вт/м2·К. При этом ориентировочное значение поверхности теплообмена составит:
6.2.1 Уточненный расчет поверхности теплопередачи.
Примем диаметр кожуха D = 400 мм, диаметром труб 25 
2мм, числом ходов z = 2 и общим числом труб n = 100
n/z = 100/2 = 50.[1, стр.60]
Реальное значение числа Рейнольдса Re1 равно:
Pr1 = 
Коэффициент теплоотдачи к воде, пренебрегая поправкой (Pr/Pr 
) 
:
Площадь сечения потока в межтрубном пространстве между перегородками Sмтр = 0,025м2, тогда:
Pr2 = 
Коэффициент теплоотдачи к жидкости, движущейся в межтрубном пространстве, составит:
Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений:
Коэффициент теплопередачи:
Требуемая поверхность теплопередачи:
Из выбранного ряда подходит теплообменник с длинной труб 4,0м и номинальной поверхностью F1 = 31,0 м2.
Рассчитаем запас по площади:
6.2.2 Гидравлическое сопротивление.
Скорость жидкости в трубах:
Коэффициент трения равен:
Е = Δ/d, Δ = 0,2мм – высота выступов шероховатостей.
Диаметр штуцеров в распределительной камере:
dтр.ш =100мм = 0,1м
Скорость в штуцерах:
Гидравлическое сопротивление трубного пространства:
Число рядов труб m = 10, число сегментных перегородок х = 18. Диаметр штуцеров к кожуху dмтр.ш = 0,1 м, скорость потока в штуцерах
Скорость жидкости в наиболее узком сечении межтрубного пространства площадью Sмтр = 0,012м2 равна:
Гидравлическое сопротивление межтрубного пространства:
Длина труб теплообменника 4,0 м.
Macca теплообменника 820 кг.
Число сегментных перегородок 18 шт.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате курсового проекта рассчитана ректификационная колонна непрерывного действия для разделения бинарной смеси бензол - уксусная кислота, а также холодильник дистиллята (кожухотрубчатый теплообменник) для данной установки.
Колонна имеет диаметр 1600 мм, 45 колпачковых тарелок, высоту 11,7 м, толщину обечайки, крышки и днища 6 мм.
Теплообменник имеет диаметр 325 мм; 100 труб диаметром 25•2 мм, длиной 4,0 м и поверхностью теплопередачи 31,0м2.
К достоинствам колпачковых тарелок относятся: высокая интенсивность работы вследствие большой поверхности контакта, устойчивость работы при значительных изменениях нагрузок по газу и жидкости
К недостаткам относятся: высокое гидравлическое сопротивление, сложны по устройству, большие затраты металла, малая предельно допустимая скорость газа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Аристова Н. А., Ноговицына Е.В. Процессы и аппараты химической технологии. Метод. указания к выполнению и оформлению курсовых проектов; Нижнетагил. технол. ин-т (фил.) УГТУ-УПИ.- Нижний Тагил: НТИ (ф) УГТУ-УПИ, 2007. – 68 с.
2. Каталог: Колонные аппараты. М.: ЦИНТИНХИМНЕФТЕМАШ, 1987. 28 с.
3. Коган В.Б., Фридман В.М., Кафаров В.В. Равновесие между жидкостью и паром. Кн.2. М.Л.: Наука, 1966. 1426 с.
4. Лащинский А.А., Конструирование сварных химических аппаратов: Справочник под ред. канд. техн. наук А.Р. Толчинского Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1981. – 382 с., ил.
5. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов по ред. чл. - корр. АН России П. Г. Романкова. - 13-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М.:ООО ТИД "Альянс",2006.-576с.