Пошук навчальних матеріалів по назві і опису в нашій базі:

Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25




63.27 Kb.
НазваРозрахунок швидкості пари і діаметру колони 25
Дата конвертації15.09.2013
Розмір63.27 Kb.
ТипДокументы
Зміст
4. Розрахункова частина
4.3. Тепловий баланс
4.4. Технологічний розрахунок
4.4.3. Розрахунок насадки та висоти ректифікаційної колони
Зміст
Вступ 2

1. Конструкції ректифікаційних колон 3

1.1. Тарілчасті колони 4

1.2. Ситчаті колони 6

1.3. Насадкові колони 7

2.Періодична та безперервна ректифікація 9

3. Принципова схема ректифікаційної установки 11

4. Розрахункова частина 13

4.1. Завдання і вихідні дані 13

4.2. Матеріальний баланс колони і визначення робочого флегмового числа 13

4.3. Тепловий баланс 18

4.4. Технологічний розрахунок 21

4.4.1. Визначення об’ємів пари і рідини, що проходять через колону 21

4.4.2. Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25

4.4.3. Розрахунок насадки та висоти ректифікаційної колони 29

4.5. Гідравлічний розрахунок насадки 33

Висновки 36

Список використаної літератури 37

1.3. Насадкові колони
Насадкові колони одержали широке застосування в промисловості
(рис. 3). Вони являють собою циліндричні апарати, заповнені інертними матеріалами у вигляді шматків певного розміру або насадковими тілами, що мають форму, наприклад, кілець, куль для збільшення поверхні фазового контакту й інтенсифікації перемішування рідкої й парової фаз.

Масо- і теплообмін у колонах з насадкою характеризуються не тільки явищами молекулярної дифузії, що визначаються фізичними властивостями фаз, але й гідродинамічними умовами роботи колони, які визначають турбулентність потоків. Залежно від швидкості потоку в колоні можливі три гідродинамічних режими: ламінарний, проміжний і турбулентний, при яких потік пари є суцільним, безперервним і заповнює вільний обсяг насадки, не зайнятий рідиною, у той час як рідина стікає лише по поверхні насадки. Подальший розвиток турбулентного руху може привести до подолання сил поверхневого натягу й порушенню граничної поверхні між потоками рідини й пари. При цьому газові вихри проникають у потік рідини, відбувається емульгування рідини парою, і масообмін між фазами різко зростає. У випадку емульгування рідина розподіляється не по насадці, а заповнює весь її вільний обсяг, не зайнятий парою; рідина утворює суцільну фазу, а газ - дисперсну фазу, розподілену в рідині, тобто відбувається інверсія фаз.


Рис. 3. Насадкова колона
Дослідження показали, що перехід від турбулентного режиму до режиму емульгування (точка інверсії або точка початку емульгування) відповідає оптимальним умовам роботи колони й оптимальній швидкості пари, при якій на насадці затримується максимальна кількість рідини, бризів і піни, досягаються інтенсивний масообмін і максимальна продуктивність при мінімальній висоті насадки. Насадкову колону варто розраховувати, виходячи з оптимальної швидкості. При перевищенні оптимальної швидкості починається звернений рух рідини знизу нагору, відбувається так зване «захлинання» колони й порушення режиму її роботи.

4. Розрахункова частина
4.1. Завдання і вихідні дані
Розрахувати ректифікаційної колони безперервної дії для розділення бінарної суміші етиловий спирт - вода за наступними даними:

1) продуктивність за вихідною сумішшю – F = 8,5 кг/с;

2) склад легколеткого компоненту ((мол.)): у вихідній суміші - xF = 33; у дистиляті - xP = 92; в кубовому залишку xW = 3,5;

3) тиск у паровому просторі дефлегматора 0,1 МПа;

4) тип ректифікаційної колони – насадкова;

5) вихідна суміш перед подачею в колону нагрівається до температури кипіння насиченою водяною парою тиском Р = 0,2 МПа;

6) температура вихідної суміші, що подається на установку – tF = 35 ºС;

7) початкова температура охолоджуючої води – tв.п. = 20 ºС.

4.3. Тепловий баланс
Для виконання теплових розрахунків визначимо температури кипіння і теплоємкості вихідної суміші, дистиляту і кубового залишку [3].

Для визначення температур кипіння на осі абсцис наносимо склад кубового залишку xW = 0,035, вихідної суміші xF = 0,33 і дистиляту xР = 0,92 (рис. 5). Із отриманих точок проводимо вертикальні прямі до перетину з кривою температур кипіння (відповідно точки А, В і С). Із цих точок проводимо горизонтальні прямі до перетину з віссю ординат. Температури кипіння у відповідних точках перетину мають наступні значення:

  • для вихідної суміші - tF = 81,4 0C;

  • для дистиляту - tР = 78,4 0C;

  • для кубового залишку - - tW = 93,3 0C.

Теплоємкості етилового спирту при 78,4, 81,4 і 93,3 0C відповідно складають 3227,4, 3269,2 і 3381,3 Дж/ (кг ∙ К), для води при цих же температурах теплоємкість майже однакова і становить 4190 Дж/ (кг ∙ К) [8].

Теплоємкості вихідної суміші, дистиляту та кубового залишку визначаються за формулою [3]:













4.4. Технологічний розрахунок
4.4.1. Визначення об’ємів пари і рідини, що проходять через колону

Спочатку визначаємо мольні маси рідни і пари в колоні [3].

Середній мольний склад рідини:

  • в верхній частині колони:



  • в нижній частині колони:



Середній масовий склад рідини [3]:

  • у верхній частині колони:



  • у нижній частині колони:



Середня мольна маса рідини [3]:

  • у верхній частині колони:



  • у нижній частині колони:



4.4.3. Розрахунок насадки та висоти ректифікаційної колони
Для визначення висоти колони треба розрахувати число дійсних насадок. Для визначення числа теоретичних насадок (рис. 7) на діаграмі х – у будуємо лінії робочих концентрацій, укріплюючої та вичерпної частини колони. На осі ординат відкладаємо відрізок , величина якого визначається за формулою [3]:



xW = 0,035 xF = 0,33 xP = 0,92
Рис. 7. Графічне визначення числа теоретичних насадок в ректифікаційній колоні

Висновки
У процесі роботи була розрахована ректифікаційна насадкова колона для розділення бінарної суміші етиловий спирт - вода. Як насадка були використані безпорядково насипані керамічні кільця Рашига діаметром 25 × 25 × 3 мм.

Були отримані наступні дані:

  • діаметр колони – 1800 мм ;

  • висота колони – 13,6 м ;

  • витрата дистиляту – 2,84 кг/ с;

  • витрата кубового залишку – 5,66 кг/ с ;

  • флегмове число – 1,95;

  • витрата гріючої пари у кубі-випарнику – 5,66 кг/ с;

  • витрата охолоджуючої води:

а) у дефлегматорі – 179,26 кг/ с ;

б) у водяному холодильнику дистиляту – 6,27 кг/ с;

в) у водяному холодильнику кубового залишку – 21,89 кг/ с;

усього: 208,1 кг/ с;

  • швидкість пари в колоні – 2,2 м/с;

  • загальне число насадок - 3, із них 1 нижня та 2 верхні.

  • повний гідравлічний опір зрошуваної насадки – 70076,7 Па.

Список використаної літератури
1. Александров И. А. Ректификационные и абсорбционные аппараты - М.: Химия, 1978. - 277 с.

2. Дытнерский Ю.А. Процессы и аппараты химической технологии. 2-е изд., перераб. и дополн. - М.: Химия, 1991. - 496с.

3. Иоффе И. Л. Проектирование процессов и аппаратов химической технологии: Учебник для техникумов. – Л.: Химия, 1991. – 352 с.

4. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е. - М.: Химия, 1973. - 750 с.

5. Колонные аппараты. Каталог. - М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978. - 31 с.

6. Лащинский А. А., Толчинский А. Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры - Л.: Машиностроение, 1970. - 752 с.

7. Лебедев П. Д., Щукин А.А. Теплоиспользующие установки промышленных предприятий: учеб. пособие для энергетических вузов и факультетов. – М.: Энергия, 1970. – 408 с.

8. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов - Л.: Химия, 1976. - 552 с.

9. Стабников В. Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректифи­кационных и абсорбционных аппаратов - К.: Техника, 1970. - 208 с.




Схожі:

Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 iconРозрахунок швидкості пари і діаметру колони 25
Сучасна промисловість вимагає усе більше чистих матеріалів. Тому виробництво стає ще більш важливим, складним і дорогим, а технологіям...
Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 iconЗадача на розрахунок середньої швидкості №2
Механічний рух, шлях, переміщення матеріальна точка, формула швидкості рівномірного руху
Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 iconМетодичні вказівки до виконання курсового проекту №2 з дисципліни " Залізобетонні та кам`яні конструкції"
Залізобетонні та кам`яні конструкції”. Розділ 2 ”Конструктивний розрахунок двогілкової колони, фундаменту І безрозкісної ферми одноповерхової...
Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 iconПоняття про швидкість руху. Задачі на знаходження швидкості Мета: навчальна ознайомити учнів з поняттям «швидкість руху»
«швидкість руху»,простими і складеними задачами на знаходження швидкості,скороченим позначенням швидкості, пояснити правило знаходження...
Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 iconРозділ 9 Термодинамічні параметри водяної пари
Стан сухої пари повністю характеризується або тиском, або температурою насичення tн, а всі останні параметри та термодинамічні величини...
Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 iconСамостійна робота. Властивості рідин і пари
Визначте відносну вологість повітря при температурі 150С, якщо парціальний тиск водяної пари 855 Па
Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 iconУрок математики з елементами природознавства в 4 класі вчителя початкових класів
«швидкість руху»,простими і складеними задачами на знаходження швидкості,скороченим позначенням швидкості, пояснити правило знаходження...
Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 iconВиїзд і Івано-Франківська
Для того щоб студенти не пропускали пари виїзд після 3 пари. Орієнтовно о 14. 30
Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 icon3. структуровані кабельні системи локальних мереж поняття про структуровані кабельні системи
Це приводить до вимог збільшення ширини смуги та швидкості lan для підтримки трафіку, чутливого до затримок. Сьогодні застосовують...
Розрахунок швидкості пари і діаметру колони 25 iconІнститут хімії та хімічних технологій
Залежності ентальпії, ентропії, внутрішньої енергії і теплоємності від тиску. Взаємозв’язок Ср та Сv реальних газів. Дроселювання...
Додайте кнопку на своєму сайті:
ua.convdocs.org


База даних захищена авторським правом ©ua.convdocs.org 2014
звернутися до адміністрації
ua.convdocs.org
Реферати
Автореферати
Методички
Документи
Випадковий документ

опубликовать
Головна сторінка