7.3. Расчет и подбор кипятильника

1. Выбираем коэффициент теплопередачи из табл. 4.8[1]

При передаче тепла от конденсирующегося пара к кипящей органической жидкости принимаем К = 1100

2. Рассчитываем среднюю разность температур:

(стр. 237 [1]).

температура конденсации водяного пара;

температура кипения смеси (кубового остатка).

3. Определяем необходимую поверхность теплообмена:

Тепловая нагрузка аппарата ;

(2.1 [2]).

4. И табл. 2.9 [2] выбираем стандартный двухходовой кожухотрубчатый испаритель по ГОСТ 15121 – 79:

- поверхность теплообмена 494м²

- число ходов 2

- длина труб 6 м

- диаметр труб 25 2 мм

- диаметр кожуха 1200 мм

- общее число труб 1048

Запас площади поверхности теплообмена:

7.4. Расчет и подбор холодильника дистиллята

1. Выбираем коэффициент теплопередачи из табл. 2.1[2]

При передаче тепла от жидкости к воде принимаем К = 1200

2. Рассчитываем среднюю разность температур:

(2.6 [2]).

3. Определяем необходимую поверхность теплообмена:

Тепловая нагрузка аппарата:

;

(2.1 [2]).

4. И табл. 2.3 [2] выбираем стандартный кожухотрубчатый холодильник по ГОСТ 15122 – 79:

- поверхность теплообмена 8,5 м²

- число ходов 2

- длина труб 1,5 м

- диаметр труб 20 2 мм

- диаметр кожуха 325 мм

- общее число труб 90

Запас площади поверхности теплообмена:

7.5. Расчет и подбор холодильника кубового остатка

1. Выбираем коэффициент теплопередачи из табл. 4.8[1]

При передаче тепла от жидкости к воде принимаем К = 1200

2. Рассчитываем среднюю разность температур:

(2.6 [2]).

3. Определяем необходимую поверхность теплообмена:

Тепловая нагрузка аппарата:

;

(2.1 [2]).

4. И табл. 2.3 [2] выбираем стандартный кожухотрубчатый холодильник по ГОСТ 15122 – 79:

- поверхность теплообмена 23 м²

- число ходов 1

- длина труб 2 м

- диаметр труб 20 2 мм

- диаметр кожуха 400 мм

- общее число труб 181

Запас площади поверхности теплообмена:

8. Расчет и подбор сырьевого насоса

Выбираем насос (по напору и мощности).

Берем плотность смеси при начальной температуре t=18⁰C:

1. Выбираем диаметр трубопровода, приняв скорость смеси во всасывающий и нагнетательной линиях одинаковой и равной 2 .

(1.8 [2]),

Выбираем трубопровод из углеродистой стали из труб диаметром 57х4, с внутренним диаметром d =49 мм. (стр.16, [2])

Тогда скорость потока:

.

Т. к. трубопровод из углеродистой стали - коррозия трубопровода незначительна.

2. Рассчитываем потери на трение и местные сопротивления.

Определяем критерий Рейнольдса:

где

, при температуре сырья t=18⁰С

Режим турбулентный

Среднее значение абсолютной шероховатости стенок труб

(табл. ХII[1]).

Относительная шероховатость

Определяем характер трения в трубе:

Таким образом, в трубопроводе имеет место смешанное трение, и расчёт следует проводить по формуле:

(1.6 [2])

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для всасывающей линии:

,

где = 0,5 – вход в трубу с острыми краями; (стр. 14-15 [2]),

– прямоточный вентиль (для и );

= 1,0∙0,11 = 0,11 – отвод под углом .

Принимаем L_вс=30 м, тогда

(1.1 [2]),

Потери напора на всасывающей линии:

(1.1 [2]),

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии:

,где

= 1 – выход из трубы;

= 1,0∙0,11 – отвод под углом ;

= 1,13∙0,11 = 0,12 – отвод под углом 110⁰.

Принимаем L_н=40 м, тогда

.

Потери напора на нагнетательной линии

Общие потери напора:

Выбираем насос

Геометрическая высота подъёма жидкости:

Н_Г = 7,5м

Рассчитываем полный напор, развиваемый насосом:

(1.33[2])

где p₁-давление в аппарате из которого перекачивается жидкость

p₂- давление в аппарате в который подается жидкость,

- избыточное давление в колонне, определяемое как произведение числа тарелок между питающей тарелкой и верхом колонны и сопротивления одной тарелки

Считаем, что насос качает жидкость из емкости с атмосферным давлением.

Полезная мощность насоса:

(1.32 [2]).

Для центробежного насоса средней производительности принимаем

η_н = 0,6; η_пер = 1 (стр. 20 [2]).

Тогда мощность, потребляемая двигателем насоса

, принимая η_дв равным 0,8 (стр.20[2])

По приложению 1.1 [2] принимаю насос центробежный со следующими характеристиками:

- марка Х20/31;

- Q = м³/с;

- H = 31м ст.жидкости;

- η_н = 0,55;

- двигатель ВАО-41-2;

- мощность = 5,5 кВт;

- = 0,84;

- n = 48,3.