Курсовой ПАХТ. Пояснительная записка (пэпахп. 000000091. Пз) Руководитель Ушанова В. М. (оценка) (дата)

• Название: Пояснительная записка (пэпахп. 000000091. Пз) Руководитель Ушанова В. М. (оценка) (дата)
• Анкор: Курсовой ПАХТ.docx
• Дата: 15.12.2017
• Размер: 0.84 Mb.
• Имя файла: Курсовой ПАХТ.docx
• Тип: Пояснительная записка; #11586
• страница: 7 из 7

Расчет трубопровода

Расчет трубопровода начинаем с расчета диаметра трубопровода.
Диаметр трубопровода рассчитывается по формуле

;

где

– объемный расход аммиачно-воздушной смеси [по заданию];

– скорость газовой смеси в трубопроводе в пределах ;

Принимаем .

Подставляя данные в формулу, получим

;

Подбираем стандартный наружный диаметр трубопровода [2], , толщина стенки которого , ;

Уточняем скорость газа в трубопроводе по формуле
; (80)
где

– объемный расход аммиачно-воздушной смеси [по заданию];

– внутренний диаметр трубопровода;

Подставляя данные в формулу (80), получим

;

Разобьем наш трубопровод на две части. Первая часть трубопровода будет располагаться до теплообменника, вторая – после теплообменника. Примем индекс «I» для первой части трубопровода, индекс «II» - для второй части.

Принимаем длину первой части трубопровода , второй части ;

Определим гидравлическое сопротивление трубопровода для I и II части.

Гидравлическое сопротивление I части трубопровода определяется по формуле

; (81)
где

– плотность газовой смеси при , ;

- скорость газа в трубопроводе;

– коэффициент трения в трубопроводе;

– длина первой части трубопровода;

– внутренний диаметр трубопровода;

∑ζ= 11,5 – сумма коэффициентов местных сопротивлений [2._ст. 520].

Коэффициенты местного сопротивления

Вид сопротивления	ζ	∑ζ
Вход в трубу с острыми краями Вентиль (2 шт.)	0,5 5,5	0,5 5,5·2=11 11,5

Плотность газовой смеси рассчитывается по формуле

;

где

– объемная доля аммиака в смеси [по заданию];

, – плотности, соответственно, аммиака и воздуха при, ;

Плотности аммиака и воздуха найдем по формуле

;

где

– температура при нормальных условиях;

– давление в абсорбере [по заданию];

– температура газа перед абсорбером [по заданию];

– давление при нормальных условиях;

– плотность газа при нормальных условиях,

, [2];

Плотность аммиака и воздуха при определяется по формуле

;
;

Подставим найденные значения

;

Коэффициент трения в трубопроводе определяется по рис. 1.5 [2]. Для этого определим критерий Рейнольдса для I части трубопровода по формуле

; ()

где

- скорость газа в трубопроводе;

– внутренний диаметр трубопровода;

– плотность газовой смеси при ;

– динамический коэффициент вязкости газовой смеси при , ;

Динамический коэффициент вязкости газовой смеси рассчитывается по формуле

;

где

, ; – мольные массы соответственно смеси газов, аммиака и воздуха [2];

, - динамические коэффициенты вязкости соответственно аммиака, воздуха при [2];

Мольная масса смеси газов рассчитывается по формуле

;

где

– объемная доля аммиака в смеси [по заданию];

;

По формуле находим динамический коэффициент вязкости

;

;

;

Подставляя полученные данные в формулу, получим
;
Определяем коэффициент трения. Принимаем шероховатость стальных труб с незначительной коррозией [2].Для и находим [2].

Полученные данные подставляем в формулу (81)

;

Гидравлическое сопротивление II части трубопровода определяется по формуле

(87)

где

– плотность газовой смеси при ;

- скорость газа в трубопроводе;

– коэффициент трения в трубопроводе;

– длина первой части трубопровода;

– внутренний диаметр трубопровода;

– сумма коэффициентов местных сопротивлений [2]

Коэффициенты местного сопротивления

Вид сопротивления	ζ	∑ζ
Выход из трубы Вентиль Отвод под < 90º	1 5,5 0,11	1 5,5 0,11 6,61

Коэффициент трения в трубопроводе определяется по рис. 1.5 [1, стр.22]. Для этого определим критерий Рейнольдса для II части трубопровода по формуле

;

где

– плотность газовой смеси при ;

- скорость газа в трубопроводе;

– динамический коэффициент вязкости газовой смеси;

Подставляя полученные данные в формулу (88), получим

;

Определяем коэффициент трения. Принимаем шероховатость стальных труб с незначительной коррозией [2._стр. 519].Для и находим [2._ рис. 1.5_ст. 22].

Полученные данные подставляем в формулу (81)

;

Общее сопротивление трубопровода

;

2. Расчет вентилятора

Для выбора вентилятора необходимо знать общее гидравлическое сопротивление сети, состоящее из сумм гидравлических сопротивлений всех аппаратов и гидравлического сопротивления трубопровода.

Общее гидравлическое сопротивление определяется по формуле

(89)

где

- гидравлическое сопротивление абсорбера;

- гидравлическое сопротивление теплообменника;

- гидравлическое сопротивление трубопровода;

Подставляя данные в формулу (89), получим

;

Исходя из общего гидравлического сопротивления сети и объемного расхода газовой смеси, подбираем вентилятор или газодувку. Определяем необходимую мощность на перемещение газовой смеси, кВт, по формуле



гдеV = 3- объемный расход аммиачно-воздушной смеси при нормальных условиях, м³/с (см.задание);

- общее гидравлическое сопротивление сети, Па;

η – к.п.д. вентилятора, выбирается по каталогу в зависимости от типа вентилятора.

Подставляя данные в формулу (90), получим

Принимаем вентилятор [1 стр. 42] марки В-Ц14-46-5К-02 со следующими характеристиками

Производительность……………………………..3,67 м³/с;

Давление…………………………………………..2360 Па;

Число оборотов…………………………………....24,1 с^-1;

Мощность………………………………………..…13 кВт.

Заключение

В курсовом проекте рассчитаны и подобраны абсорбционная установка и вспомогательное оборудование.

Приведено описание технологической схемы для очистки газа. После описания технологического процесса приведен подробный расчёт насадочного абсорбера. По итогам расчётов получен аппарат со следующими характеристиками:

- диаметр абсорбера -,

- высота насадочной части абсорбера – ,

- поверхность массопередачи в абсорбере -,

- гидравлическое сопротивление абсорбера – .

Также проведён расчёт вспомогательного оборудования – теплообменника и вентилятора.

В итоге, из выбранного ряда, больше всего подходит теплообменник с трубами длиной и номинальной поверхностью , диаметром кожуха , , , имеют соотношение .

По результатам расчётов был выбран вентилятор В-Ц14-46-5К-02, для которого при оптимальных условиях работы , , с двигателем А02-61-4 со следующими характеристиками , .

Библиографический список

1. 
   Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для студентов вузов/ Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А.. – 12-е изд., стереотипное. Перепечатка с издания 1987г. М. ООО ТИД «Альянс», 2005. – 576 с.
   
2. 
   Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию для студентов втузов/ Г. С. Борисов [и др.] ; ред. Ю. И. Дытнерского. - М.: Химия, 1983. - 272 с.
   

     Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию/ Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И.Дытнерский [и др.] ; под ред. Ю. И. Дытнерского. - 2-е изд., перераб. и доп.. - М.: Химия, 1991. - 496 с.
Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для студентов вузов/ Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А.. - 10-е изд., перераб. и доп.. - Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1987. - 575 с.