Расчет простой ректификационной колонны. Пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине Процессы и аппараты химической технологии на тему Ректификационная установка непрерывного действия для разделения бинарной смеси метанолвода
 Скачать 2.28 Mb.
|
|
4. Гидравлический расчет Гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки.  Сопротивление сухой тарелки.  где  – скорость пара в наиболее узком сечении тарелки Рассчитывается скорость для верха колоны.  м/сРассчитывается скорость для низа колоны.  м/сРассчитывается сопротивление сухой тарелки. Для верха колонны:  Для низа колонны:  Сопротивлением, вызванным силами поверхностного натяжения  пренебрегают из-за относительной малости величины.Рассчитывается сопротивление парожидкостного слоя на колпачковой тарелке.  где k – относительная плотность пены на тарелке; е – высота прорези колпачка; l – расстояние от верхнего края прорези до сливного порога;  - уровень жидкости над сливным порогом. Рассчитывается объемный расход жидкости для верха колонны.  = Рассчитывается объемный расход жидкости для низа колонны. = Рассчитывается уровень жидкости над сливным порогом для верха колонны.  Рассчитывается уровень жидкости над сливным порогом для низа колонны.  Рассчитывается сопротивление парожидкостного слоя на колпачковой тарелке для верха колонны.  Рассчитывается сопротивление парожидкостного слоя на колпачковой тарелке для низа колонны.  Рассчитывается гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки для верха колонны.  Рассчитывается гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки для верха колонны.  По рассчитанному значению гидравлического сопротивления тарелки проверяется, обеспечит ли принятое межтарелчатое расстояние нормальную работу переливных устройств. Должно выполняться условие:  ,  Для верха колонны.   Для верха колонны.   Условия выполняются. Рассчитывается сопротивление всех тарелок колонны.  Для верха колонны.  Для низа колонны.  Для проверки равномерности работы тарелок рассчитывается минимальная скорость пара в отверстиях.   Для верха колонны.  Для низа колонны.  Минимальная скорость пара в отверстиях для верха колонны.  Минимальная скорость пара в отверстиях для низа колонны.   Значит условие равномерности работы тарелки выполняется. 5 Тепловой расчет 5.1 Расчет дефлегматора    р=3,5·  н/ =3,569 кгс/ 1) Расход теплоты, отдаваемый воде в дефлегматор По рисунку 1 находим температуру  Рассчитывается удельная теплота парообразования для метанола и воды при найденной температуре. Результат представлен в таблице 14. Таблица 14
Рассчитывается удельная теплота парообразования по формуле:   Рассчитывается расход теплоты, отдаваемый воде в дефлегматор.   5.2 Расчет кубового аппарата Расход теплоты, получаемой в кубе испарителе Находятся температуры   , как показано на рисунке 9. Рисунок 9  - Температура ректификата - температура кубового остатка - температура исходной смесиРассчитываются удельные теплоемкости при температуре для метанола и воды методом интерполяции. Результат представлен в таблице 15.Таблица 15
Рассчитываются удельные теплоемкости при температуре для метанола и воды методом интерполяции. Результат представлен в таблице 16.Таблица 16
Рассчитываются удельные теплоемкости при температуре для метанола и воды методом интерполяции. Результат представлен в таблице 17.Таблица 17
Рассчитываются удельные теплоемкости.  Для с=0,6665·4190·0,931+(1-0,931)·1·4190=2889,0673 Дж/(кг*град) Для с=0,7026·4190·0,0287+(1-0,0287) ·1,0078·4190=4185,9365 Дж/(кг*град) Для с=0,6755·4190·0,5107+(1-0,5107)·1·4190=3495,5648 Дж/(кг*град) Рассчитывается расход теплоты, получаемой в кубе испарителе.   5.3 Расчет парового подогревателя исходной смеси Рассчитывается температура. t=  Рассчитываются удельные теплоемкости при температуре  для метанола и воды методом интерполяции. Результат представлен в таблице 18.Таблица 18
Рассчитывается удельная теплоемкость исходной смеси.  = =0,6484·4190·0,5107+(1-0,5107) · 0,999·4190=3435,5204 Дж/(кг*град)Рассчитывается расход теплоты в паровом подогревателе исходной смеси.   5.4 Расчет водяного холодильника дистиллята Расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята. Рассчитывается температура. t=  Рассчитываются удельные теплоемкости при температуре  для метанола и воды методом интерполяции. Результат представлен в таблице 19.Таблица 19
Рассчитывается удельная теплоемкость.  = =0,643·4190·0,931+(1-0,931)·0,9985·4190=2796,9636 Дж/(кг*град)Рассчитывается расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята.   5.5 Расчет водяного холодильника остатка Расход теплоты, отдаваемый охлаждающей воде в водяном холодильнике остатка. Рассчитывается температура. t=  Рассчитываются удельные теплоемкости при температуре  для метанола и воды методом интерполяции. Результат представлен в таблице 20.Таблица 20
Рассчитывается удельная теплоемкость кубового остатка.  = =0,6609·4190·0,0287+(1-0,0287)·1·4190=4149,173 Дж/(кг*град)Рассчитывается расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике остатка.   Расход греющего пара в кубе–испарителе. При данном давлении находится удельная теплота конденсации греющего пара. Результат представлен в таблице 21. Таблица 21
При данном давлении находится температура греющего пара. Результат представлен в таблице 22. Таблица 22
Рассчитывается расход греющего пара в кубе–испарителе по формуле:  =Qк/  = 3,6151 кг/с | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(метанол)
(метанол)
