Ïðîåêòèðîâàíèå ðåêòèôèêàöèîííîé êîëîííû íåïðåðûâíîãî äåéñòâèÿ

Ðàçìåùåíî íà http://www.allbest.ru/

Ðàçìåùåíî íà http://www.allbest.ru/

1. Òåõíîëîãè÷åñêèé ðàñ÷åò

ðåêòèôèêàöèîííûé êîëîííà áàëàíñ

Ìàòåðèàëüíûé áàëàíñ êîëîííû è ðàáî÷åå ôëåãìîâîå ÷èñëî

Ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êîëîííû ïî äèñòèëëÿòó Ð è êóáîâîìó îñòàòêó W îïðåäåëèì èç óðàâíåíèé ìàòåðèàëüíîãî áàëàíñà êîëîííû:

Îòñþäà íàõîäèì:

Ïåðåâîäèì ìàññîâûå êîíöåíòðàöèè â ìîëüíûå äîëè:

, çäåñü

Ì₁=58 êã/êìîëü - ìîëüíàÿ ìàññà àöåòîíà;

Ì₂=18 êã/êìîëü - ìîëüíàÿ ìàññà âîäû.

Îòíîñèòåëüíûé ìîëüíûé ðàñõîä ïèòàíèÿ:



Ïî äàííûì ñòðîèì ðàâíîâåñíóþ êðèâóþ íà ðèñ. 1è íàõîäèì òàì òî÷êó .

Ìèíèìàëüíîå ôëåãìîâîå ÷èñëî:

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ îïòèìàëüíîãî ôëåãìîâîãî ÷èñëà ïðîèçâîäèì ñëåäóþùåå:

Ïóñòü â=1,2 - êîýôôèöèåíò èçáûòêà ôëåãìû, òîãäà ðàáî÷åå ôëåãìîâîå ÷èñëî R=â? R_min=1,2?0,154=0,156

Óðàâíåíèå ðàáî÷åé ïðÿìîé âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:

, ñòðîèì íà ðèñ.1

Ïóñòü â=1.5, òîãäà R=â? R_min=1,5?0,154=0,231

, ñòðîèì íà ðèñ.2

Ïóñòü â=2, òîãäà R=â? R_min=2?0,154=0,307

, ñòðîèì íà ðèñ.3

Ïóñòü â=2.5, òîãäà R=â? R_min=2,5?0,154=0,384

, ñòðîèì íà ðèñ.4

Ïóñòü â=3, òîãäà R=â? R_min=3?0,154=0,461

, ñòðîèì íà ðèñ.5

Ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû ñâîäèì â òàáëèöó 1 :

â	1,2	1,5	2	2.5	3
R	0,156	0,231	0,307	0,384	0,461
N	8	7	6	6	6
N(R+1)	9,476	8,614	7,845	8,306	8,767

Ïî äàííûì òàáëèöû ñòðîèì ãðàôèê çàâèñèìîñòè R îò N(R+1) cì. Ðèñ. 7.

Îïðåäåëÿåì îïòèìàëüíîå ðàáî÷åå ôëåãìîâîå ÷èñëî R=0,3 òîãäà óðàâíåíèÿ ðàáî÷èõ ïðÿìûõ:

, ñòðîèì èõ íà ðèñ.6

Ñðåäíèå ìàññîâûå ðàñõîäû ïî æèäêîñòè äëÿ âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòåé êîëîííû îïðåäåëÿþò èç ñîîòíîøåíèé:

LÂ = Ð?R?ÌÂ/ÌÐ;

LÍ = Ð?R?ÌÍ/ÌÐ + F·ÌÍ/ÌF, çäåñü

ÌÐ = õð·Ì1 + (1 - õð )·Ì2 = 0,882 · 58 + (1 - 0,882) · 18 = 53,265 êã/êìîëü - ìîëüíàÿ ìàññà äèñòèëëÿòà;

ÌF = õF ·Ì1 + (1- õF ) · Ì2 = 0,171·58 + (1-0,171) · 18 = 24,857 êã/êìîëü - ìîëüíàÿ ìàññà èñõîäíîé ñìåñè;

ÌÂ, ÌÍ - ñðåäíèå ìîëüíûå ìàññû æèäêîñòè äëÿ âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòåé êîëîííû:

ÌÂ = õñðâ · Ì1 + (1 - õñðâ) · Ì2

ÌÍ = õñðí · Ì1 + (1 - õñðí) · Ì2, çäåñü ñðåäíèå êîíöåíòðàöèè:

xñðâ = (õF + õÐ) / 2 = (0,171 + 0,882) / 2 = 0,527 êìîëü/êìîëü

xñðí = (õF + õW) / 2 = (0,882 + 0,003) / 2 = 0,087 êìîëü/êìîëü

ÌÂ = 0,527 · 58 + (1 - 0,527) · 18 = 39 êã/êìîëü

ÌÍ = 0,087 · 58+ (1 - 0,087) · 18 = 21,5 êã/êìîëü, òîãäà

LÂ = 1,14 · 0,3 · (39/53,265) = 0,251êã/ñ

LÍ = 1,14 ·0,3 · (21,5/53,265) + 2,778 · (21,5/24,857) = 2,54 êã/ñ

Ñðåäíèå ìàññîâûå ïîòîêè ïàðà â âåðõíåé G è íèæíåé GÍ ÷àñòÿõ êîëîííû:

G = з(R + 1) Ì' /ÌÐ

GÍ = з(R + 1) Ì'Í /ÌÐ, çäåñü Ì'Â, Ì'Í - ñðåäíèå ìîëüíûå ìàññû ïàðîâ â

âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòÿõ êîëîííû

Ì'Â = yñðâ · Ì1 + (1 - yñðâ) · Ì2

Ì'Í = yñðí · Ì1 + (1 - yñðí) · Ì2, çäåñü ñðåäíèå êîíöåíòðàöèè ïàðîâ îïðåäåëÿåì èç óðàâíåíèé ðàáî÷èõ ïðÿìûõ:

yñðâ = 0,231 · õñðâ + 0,678 = 0,231 · 0,527 + 0,678 = 0,8 êìîëü/êìîëü

yñðí = 4,246 · õñðí - 0,01 = 3,813 · 0,087 - 0,009 = 0,362 êìîëü/êìîëü

Ì'Â = 0,8 · 58 + (1 - 0,8) · 18 = 50 êã/êìîëü

Ì'Í = 0,362 · 58 + (1 - 0,362) · 18 = 32,472 êã/êìîëü, òîãäà

GÂ = 1,14 · (0,3 + 1) · 50/53,265= 1,391êã/ñ

GÍ = 1,14 · (0,3 + 1) · 32,472/53,265 = 0,904êã/ñ

2. Ñêîðîñòü ïàðà è äèàìåòð êîëîííû

Ðàñ÷åò ñêîðîñòè ïàðà äëÿ ñèò÷àòûõ òàðåëîê âûïîëíÿåòñÿ ïî óðàâíåíèþ:

Îïðåäåëÿåì ñðåäíèå òåìïåðàòóðû ïàðîâ è æèäêîñòè ïî äàííûì ðàâíîâåñèÿ ëèòåðàòóðû [ðèñ.1]:

Ïðè y_ñðâ=0, 8 êìîëü/êìîëü t_yâ=65ºÑ

Ïðè y_ñðí=0,362 êìîëü/êìîëü t_yí=85ºÑ

Ïðè x_ñðâ=0,527 êìîëü/êìîëü t_xâ=60ºÑ

Ïðè x_ñðí=0,087 êìîëü/êìîëü t_xí=70ºÑ

ñó - ïëîòíîñòü ïàðîâ;

Ïëîòíîñòü ïàðà äëÿ âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:

Ñðåäíÿÿ ïëîòíîñòü æèäêîñòè:

,

çäåñü êîíöåíòðàöèè â îáúåìíûõ äîëÿõ, ïðè 60ºÑ è 70ºÑ

ïëîòíîñòè êîìïîíåíòîâ: ñ₁=746êã/ì³-àöåòîí, ñ₂=977 êã/ì³-âîäà [2, ñ.512].

Ñêîðîñòü ïàðà:

ì/ñ

Äèàìåòð êîëîííû

â âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:

â íèæíåé ÷àñòè êîëîííû:

Ïðèíèìàåì ñòàíäàðòíûé äèàìåòð êîëîííû 1000 ìì

Ïðè ýòîì ðàáî÷àÿ ñêîðîñòü ïàðà :

Äëÿ êîëîííû äèàìåòðîì 1000 ìì âûáèðàåì ñèò÷àòóþ îäíîòîïî÷íóþ òàðåëêó ÒÑ-Ð äèàìåòðîì 1000ìì ñî ñëåäóþùèìè êîíñòðóêòèâíûìè ðàçìåðàìè[1 c.217]:

Ñâîáîäíîå ñå÷åíèå òàðåëêè F_ñ = 13,6%

Âûñîòà ïåðåëèâíîãî ïîðîãà h_ïåð=30 ìì;

Ðàáî÷åå ñå÷åíèå òàðåëêè S_ò=0,713 ì²;

Øèðèíà ïåðåëèâíîãî ïîðîãà b=0,8 (L_c) ì;

Øàã ìåæäó îòâåðñòèÿìè t=10 ìì;

Ñêîðîñòü ïàðà â ðàáî÷åì ñå÷åíèè òàðåëêè:

W_Ò=w· 0,785·d²/ S_ò=1,6·0,785·1,0²/0,713=1,124ì/ñ.

2.3 Âûñîòà ñâåòëîãî ñëîÿ æèäêîñòè íà òàðåëêå è ïàðîñîäåðæàíèå áàðáîòàæíîãî ñëîÿ[1,ñ.239-240]

Äëÿ ñèò÷àòûõ òàðåëîê âûñîòó ñëîÿ æèäêîñòè hÎ íàõîäèì ïî ôîðìóëå

äëÿ âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:

h_îâ=0.787·q_â ^0.2·h_ïåð^0.56·w_Ò^m·[1-0.31exp(-0.11µ_x)](ó_x /ó_â)^0,09

äëÿ íèæíåé ÷àñòè êîëîííû:

h_îí=0.787· q_í ^0.2·h_ïåð^0.56·w_Ò^m·[1-0.31exp(-0.11µ_x)](ó_x /ó_í)^0,09

çäåñü

h_ïåð = 0,03ì - âûñîòà ñëèâíîé ïåðåãîðîäêè;

q = L_â / (ñ_x · b) = 0,251/(861,5·0,8)=0,00036 ì²/ñ - óäåëüíûé ðàñõîä

æèäêîñòè íà 1 ìåòð øèðèíû ñëèâíîé ïåðåãîðîäêè â âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû;

qí = L_í / (ñ_x· b) = 2,54/(861,5·0,8) = 0,00368ì²/ñ - óäåëüíûé ðàñõîä

æèäêîñòè íà 1 ìåòð øèðèíû ñëèâíîé ïåðåãîðîäêè â íèæíåé ÷àñòè êîëîííû;

ãäå b- øèðèíà ñëèâíîé ïåðåãîðîäêè ,ì;

ó_â ,ó_í - ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå âîäû ïðè ñðåäíåé òåìïåðàòóðå â âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòè êîëîííû;[2,ñ.526]

m=0.05-4.6· h_ïåð=-0.088

Âÿçêîñòü æèäêèõ ñìåñåé µ_x íàõîäèì ïî óðàâíåíèþ:

lg µ_x =x_ñð· lg µ_xà+(1-õ_ñð) ·lg µ_õ.â ,

ãäå µ_xà è µ_xâ-âÿçêîñòü àöåòîíà è âîäû ïðè òåìïåðàòóðå ñìåñè.[2 ñ.556]

lg µ_xâ=0,527·lg0.22+(1 - 0.527)· lg0.5= - 0.489

lg µ_xí=0.087 ·lg0.21+(1 - 0.087)· lg0.4= - 0.422

µ_xâ=0,325ÌÏà·ñ µ_xí=0,378 ÌÏà·ñ

Òîãäà, äëÿ âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû :

h_îâ=0.787·0,00036 ^0.2·0,03^0.56·1,124^-0.88·[1-0.31exp(-0.11·0.325)]·

·(0,059 /0,058)^0,09=0.016 ì

Äëÿ íèæíåé ÷àñòè êîëîííû:

h_îí=0.787·0,00368^0.2·0,03^0.561,124^-0.88·[1-0.31exp(-0.11·0.378)]·

·(0,059 /0,058)^0,09=0.025 ì

Ïàðîñîäåðæàíèå áàðáîòàæíîãî ñëîÿ å íàõîäÿò ïî ôîðìóëå:

___ ___

å = ? Fr / (1+ v Fr ), ãäå Fr = W²ò/ (gho), òîãäà

äëÿ âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:

Fr_â = 1,124²/(9.81·0.0016)=8,191

_____ _____

åâ = v 8,191/(1 + v 8,191 ) = 0,741

äëÿ íèæíåé ÷àñòè êîëîííû:

Fr_í = 1,124²/(9.81·0.0025)=5,143

_____ ____

åí = v 5,143 /(1 + v 5,143 ) = 0,694

2.4 Êîýôôèöèåíòû äèôôóçèè è âÿçêîñòè ïàðîâ

Êîýôôèöèåíòû äèôôóçèè â æèäêîñòè äëÿ âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:

, çäåñü

Òóò ìÕ = ì₁^xñðâ · ì₂ ^(1-xñðâ) =0,35^0,527 · 1^(1-0,527)= 0,575ìÏà·ñ

ìÕÍ = ì₁^xñðí · ì₂ ^(1-xñðí) = 0,35^0,087 · 1^(1-0,087)= 0,912 ìÏà·ñ

çäåñü âÿçêîñòè àöåòîíà ì₁ è âîäû ì₂ âçÿòû ïðè 20ºÑ [2, Ñ.526].

çäåñü ïëîòíîñòè àöåòîíà è âîäû âçÿòû ïðè 20ºÑ [2, ñ.512].



çäåñü

À = 4,7, Â =1,15, v1 , v2 -ìîëüíûå îáüåìû êîìïîíåíòîâ â æèäêîì ñîñòîÿíèè ïðè òåìïåðàòóðå êèïåíèÿ, ñì³/ìîëü. ;[2,ñ.288]

Òîãäà

Àíàëîãè÷íî êîýôôèöèåíò äèôôóçèè â æèäêîñòè äëÿ íèæíåé ÷àñòè êîëîííû:

Êîýôôèöèåíò äèôôóçèè ïàðîâ â âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:

Êîýôôèöèåíò äèôôóçèè ïàðîâ â íèæíåé ÷àñòè êîëîííû:

2.5 Êîýôôèöèåíòû ìàññîïåðåäà÷è è âûñîòà êîëîííû

Êîýôôèöèåíò ìàññîïåðåäà÷è â æèäêîñòè äëÿ âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:



Êîýôôèöèåíò ìàññîïåðåäà÷è â æèäêîñòè äëÿ íèæíåé ÷àñòè êîëîííû:

Êîýôôèöèåíò ìàññîïåðåäà÷è â ïàðîâîé ôàçå äëÿ âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:

Êîýôôèöèåíò ìàññîïåðåäà÷è â ïàðîâîé ôàçå äëÿ íèæíåé ÷àñòè êîëîííû:

Êîýôôèöèåíò âÿçêîñòè ïàðîâ â âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû:

Êîýôôèöèåíò âÿçêîñòè ïàðîâ â íèæíåé ÷àñòè êîëîííû:



çäåñü âçÿòû âÿçêîñòè ïàðîâ àöåòîíà è âîäû ïðè ñðåäíåé òåìïåðàòóðå â âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòåé êîëîííû.

Ïåðåâîäèì ïîëó÷åííûå êîýôôèöèåíòû ìàññîïåðåäà÷è â íóæíóþ ðàçìåðíîñòü íà êìîëü/ì²·ñ:

â_xâ = 0,0037 ? ñ _x / Ì_â= 0,0037 ? 855,5 / 39 = 0,0881êìîëü/ì²?ñ

â_xí = 0,017 ? ñ _x / Ì_í = 0,017 ? 855,5/ 21,491 = 0,663êìîëü/ì²?ñ

â_yâ = 1,265 ? ñ _yâ / Ì_â^' = 1,265? 1,802/ 50= 0,046êìîëü/ì²?ñ

â_yí = 1,267 ? ñ _yí / Ì_í^' = 1,267 ? 1,105/ 32,472= 0,043êìîëü/ì²?ñ

Ðàñ÷åò ÊÏÄ ìåòîäîì Ìåðôè.

Ïóñòü õ = 0,2. Êîýôôèöèåíò ðàñïðåäåëåíèÿ êîìïîíåíòà ïî ôàçàì (òàíãåíñ óãëà íàêëîíà ðàâíîâåñíîé ëèíèè â ýòîé òî÷êå) m = 0,45

Êîýôôèöèåíò ìàññîïåðåäà÷è:

Îáùåå ÷èñëî åäèíèö ïåðåíîñà íà òàðåëêó:

Ëîêàëüíàÿ ýôôåêòèâíîñòü:

Ôàêòîð ìàññîïåðåäà÷è:

ë = m?(R+1)/R =0,45(0, 3+1)/0, 3 = 1,95

Äîëÿ áàéïàñèðóþùåé æèäêîñòè:

Äëÿ ñèò÷àòûõ òàðåëîê è = 0,1

×èñëî ÿ÷ååê ïîëíîãî ïåðåìåøèâàíèÿ:

_____ _________

S = (vd² - b²)/L = (v1² - 0,8²)/0,35 = 1,714,

çäåñü L = 0,35ì - äëèíà ïóòè æèäêîñòè ñîîòâåòñòâóþùàÿ îäíîé ÿ÷åéêå ïåðåìåøèâàíèÿ.

Êîýôôèöèåíò m, êîòîðûé âëèÿåò íà óíîñ æèäêîñòè ñ òàðåëêè îïðåäåëÿåòñÿ

Êîìïëåêñ, ïî êîòîðîìó îïðåäåëÿåì óíîñ æèäêîñòè ñ òàðåëêè ïðè H = 0,5ì - ðàññòîÿíèå ìåæäó òàðåëêàìè:, óíîñ ïî [1, ñ. 242]: å_â=0,12êã/êã

Òàê êàê , òî

Àíàëîãè÷íûå ðàñ÷åòû ïðîâîäèì è äëÿ äðóãèõ òî÷åê ðåçóëüòàòû ñâîäèì â òàáëèöó.

¹ ï/ï	Ïàðàìåòð	Íèæíÿÿ ÷àñòü êîëîííû Âåðõíÿÿ ÷àñòü êîëîííû
1	õ	0,05	0,1	0,15	0,2	0,4	0,6	0,8
2	m	4,14	1,356	0,766	0,45	0,12	0,12	0,317
3	Êó	0,014	0,026	0,032	0,036	0,043	0,043	0,039
4	nîó	0,339	0,639	0,787	0,899	1,054	1,054	0,955
5	Åó	0,288	0,472	0,545	0,593	0,652	0,652	0,615
6	ë	17,94	5,876	3,319	1,95	0,52	0,52	1,374
7	Â	4,151	2,409	1,702	1,225	0,628	0,628	0,998
8	Å"	0,501	0,687	0,724	0,736	0,734	0,734	0,737
9	Å'	0,251	0,474	0,571	0,635	0,704	0,704	0,663
10	Å	0,219	0,372	0,43	0,464	0,501	0,501	0,479
11	yê	0,274	0,506	0,66	0,73	0,786	0,831	0,88

Ïî äàííûì òàáëèöû ñòðîèì êèíåòè÷åñêóþ ëèíèþ íà ðèñ.6(îáíîâëåííûé ðèñóíîê ïðåäñòàâëåí íèæå) è îïðåäåëÿåì äåéñòâèòåëüíîå ÷èñëî òàðåëîê:

N_â=6 øò. - â âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû;

N_í=8 øò. - â íèæíåé ÷àñòè êîëîííû.

Âñåãî 14 òàðåëîê.

Âûñîòà òàðåëü÷àòîé ÷àñòè êîëîííû îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

H=h•(n-1)+Zâ+Zí=0,5•(14-1)+1+2=9,5 ì, çäåñü

Z_â=1 ì - âûñîòà ñåïàðàöèîííîãî ïðîñòðàíñòâà;

Z_í=2 ì - âûñîòà êóáîâîé ÷àñòè.

3. Êîíñòðóêòèâíûé ðàñ÷åò

Äèàìåòð øòóöåðà äëÿ ââîäà èñõîäíîé ñìåñè:

_________ ________________

dF = v4?F/(ð?ñF?W) = v4?2,778/(3,14?928,6?1,5) = 0,05 ì ïðèìàåì 50 ìì,

çäåñü W=1,5ì/ñ - ñêîðîñòü ïîòîêà æèäêîñòè ïðè ïîäà÷è íàñîñîì [Èîôôå, ñ.26],

ñF - ïëîòíîñòü èñõîäíîé ñìåñè ïðè t_f=63[2, ñ.495]:

Äèàìåòð øòóöåðà äëÿ âûâîäà ïàðîâ èç êîëîííû:

__________ ___________________

dn = v4?Gn/(ð?ñó?W) = v4·1,391/(3,14?1,802?20) = 0,222ì, ïðèíèìàåì 250 ìì, çäåñü

ñó =1,802 êã/ì³ - ïëîòíîñòü ïàðîâ â âåðõíåé ÷àñòè êîëîííû;

W = 20 ì/ñ - ñêîðîñòü ïîòîêà íàñûùåííûõ ïàðîâ [Èîôôå, ñ.26].

Äèàìåòð øòóöåðà äëÿ ââîäà ôëåãìû:

dô = v 4?Ô/(ð?ñô?W) = v4?1,642/760,7?3,14?1,5 = 0,043 ì, ïðèíèìàåì 50 ìì, çäåñü

Ô = зR = 1,14?1,44 =1,642 êã/ñ - ðàñõîä ôëåãìû;

W = 1,5 ì/ñ - ñêîðîñòü ïðè ïåðåêà÷èâàíèè íàñîñîì [Èîôôå, ñ.26];

ñô - ïëîòíîñòü ñìåñè ïðè t_ð=58 [2, ñ.495]:

Äèàìåòð øòóöåðà äëÿ ââîäà ïàðîâ èç êèïÿòèëüíèêà:

___________ _________________

dê = v 4?G_í/(ð?ñó?W) = v4?0,904/1,105?3,14?20 = 0,228 ì, ïðèíèìàåì 250 ìì, çäåñü

W = 20 ì/ñ - ñêîðîñòü íàñûùåííûõ ïàðîâ [Èîôôå, ñ.26];

Äèàìåòð øòóöåðîâ äëÿ ñëèâà êóáîâîãî îñòàòêà è æèäêîñòè èç êóáà äëÿ ïîäà÷è â êèïÿòèëüíèê:

___________ _________________

dW = v 4?W/(ð?ñw?ù) = ?4?1,637/(959,26?3,14?0,5) = 0,066ì, ïðèíèìàåì 70 ìì, ãäå

ù = 0,5 ì/ñ - ñêîðîñòü ïîòîêà ïðè äâèæåíèè ñàìîòåêîì [Èîôôå, ñ.26];

ñw =959,26 êã/ì³ - ïëîòíîñòü âîäû [2, ñ.495]:

4. Ãèäðàâëè÷åñêèé ðàñ÷åò

Ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå òàðåëîê êîëîííû ÄÐê îïðåäåëÿþò ïî ôîðìóëå:

ÄÐê = ÄÐâ ? Nâ + ÄÐí ? Ní,

ãäå ÄÐâ è ÄÐí ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå òàðåëêè ñîîòâåòñòâåííî âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòåé êîëîííû, Ïà.

Ïîëíîå ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå òàðåëêè ñêëàäûâàåòñÿ èç òðåõ ñëàãàåìûõ:

Ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå ñóõîé òàðåëêè [1, ñ.244]:

çäåñü æ = 1,5 - êîýôôèöèåíò ñîïðîòèâëåíèÿ ñóõîé ñèò÷àòîé òàðåëêè [1, ñ.210]

Ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå ãàçîæèäêîñòíîãî ñëîÿ íà òàðåëêàõ ðàçëè÷íî äëÿ âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòåé êîëîííû:

ÄÐnâ = ñõ ? g·hîâ = 861,5?9,81?0,016 = 135,22 Ïà

ÄÐní = ñõ? g·hîí = 861,5?9,81?0,025 = 211,28 Ïà

Ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå, îáóñëîâëåííîå ñèëàìè ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ:

ÄÐó = 4ó/dý = (4?0,059)/0,008 =2 9,5 Ïà

Òîãäà ïîëíîå ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå îäíîé òàðåëêè âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòåé êîëîííû ðàâíî:

ÄÐâ = 74,46+ 135,22+2 9,5 = 239,18 Ïà

ÄÐí = 74,46 + 211,28 + 29,5 = 315,24 Ïà

Ïîëíîå ãèäðàâëè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå ðåêòèôèêàöèîííîé êîëîííû:

ÄÐê = 239,78 ? 17+ 315,24 ? 13 = 8164 Ïà

5. Ìåõàíè÷åñêèé ðàñ÷åò

Òîëùèíà ñòåíêè îáå÷àéêè:

S ? , çäåñü

D = 900 ìì - äèàìåòð îáå÷àéêè;

ð = 0,1 ÌÏà - äàâëåíèå;

ö = 1,0 - êîýôôèöèåíò ñâàðíîãî øâà [1, ñ. 395];

ñ = Ï · Òà = 0,1 · 10 = 1 ìì - ïðèáàâêà íà êîððîçèþ, ãäå

Ï = 0,1 ìì/ãîä - ñêîðîñòü êîððîçèè;

Òà = 10 ëåò - ñðîê ñëóæáû àïïàðàòà;

[ó] = ç · ó - äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå;

ç = 1,0 - êîýôôèöèåíò [1, ñ. 394];

ó = 152 ÌÏà - äîïóñêàåìîå íîðìàòèâíîå íàïðÿæåíèå äëÿ ñòàëè 12õ18Í10Ò [7, ñ. 11], òîãäà

S ? , ïî [1, ñ. 211], ïðèíèìàåì S = 10 ìì.

Òîëùèíà ñòåíêè äíèùà:

Sg ? ,

ïðèíèìàåì Sg = 10 ìì (ñì. âûøå); çäåñü R=D äëÿ èñïîëíåíèÿ äíèùà ýëëèïòè÷åñêèì.

Ðàñ÷åò ôëàíöåâîãî ñîåäèíåíèÿ

Âûáèðàåì ïðîêëàäêó èç ïàðîíèòà ÏÎÍ-1 [6, ñ. 521]: Dñï = 959 ìì

D1 =929 ìì

S = 3 ìì

Ðàñ÷åòíàÿ íàãðóçêà, äåéñòâóþùàÿ îò âíóòðåííåãî èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ:

Qg = 0,789 ? Dñï? Ð = 0, òàê êàê èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ íåò.

Óñèëèå, âîçíèêàþùåå îò ðàçíîñòè òåìïåðàòóð ôëàíöà è áîëòà Qt:

Y=0,04 [1, ñ.401]

n=52 - ÷èñëî áîëòîâ [6, ñ.557]

-ïëîùàäü ñå÷åíèÿ áîëòà.

- ìîäóëü óïðóãîñòè ñòàëè [1, ñ.395]

- êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãî òåìïåðàòóðíîãî ðàñøèðåíèÿ äëÿ ñòàëè 12Õ18Í10Ò [5, ñ.286];

- êîýôôèöèåíò ëèíåéíîãî òåìïåðàòóðíîãî ðàñøèðåíèÿ äëÿ Ñòàëü 20 [5, ñ.286]

Ðàñ÷åòíîå îñåâîå óñèëèå äëÿ áîëòîâ ïðèíèìàþò áîëüøèì èç ñëåäóþùèõ òðåõ çíà÷åíèé:

ÐÁ1 = ð? Dñï ? b0 ? q

ÐÁ2 = æ (á ? Qg + Rn)=0

ÐÁ3 = Qg + Rn + Qt= Qt, çäåñü Rn = 0 òàê êàê èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ íåò.

æ = êîýôôèöèåíò [1, ñ.394].

äëÿ ïðîêëàäêè èç ïàðîíèòà ÏÎÍ-1 [1, ñ. 402]:

m = 2,5

q = 20 ÌÏà

b - ýôôåêòèâíàÿ øèðèíà ïðîêëàäêè;

b = - äåéñòâèòåëüíàÿ øèðèíà ïðîêëàäêè;

Ïðè b > 0,015 ì

b 0 = 0,12·b^0,5= 0,12·0,015^0,5=0,016 ì

Òîãäà

Óñëîâèå ïðî÷íîñòè:

, ãäå ÌÏà - äëÿ Ñò 20 [1, ñ. 394];

óñëîâèå âûïîëíÿåòñÿ.

Ðàñ÷åò îïîðû

Ðàñ÷åò âåäåì ïî [6, ñ. 691]:

Äëÿ êîëîííûõ àïïàðàòîâ èñïîëüçóþò öèëèíäðè÷åñêèå îïîðû òèï I [6, ñ. 672]

Îïðåäåëèì âåñ àïïàðàòà ïðè ãèäðîèñïûòàíèè:

Gìàõ = g · (Mîá + Ìæ+N?M_Ò), îïðåäåëÿåì îðèåíòèðîâî÷íî.

Mîá = ð · D · S · H · ññò = 3,14 · 0,9 · 0,01 · 14,5 · 7850 ? 3800 êã - ìàññà îáå÷àéêè.

Ìæ = 0,785 · · H · ñæ = 0,785 · 0,9 ² · 14,5 · 10³ ˜ 17000 êã - ìàññà æèäêîñòè ïðè ãèäðîèñïûòàíèè;

N=30 øò - ÷èñëî òàðåëîê;

M_Ò=91 êã - ìàññà òàðåëêè;

Gìàõ = 9,81 · (3800 +17000+30?91) = 0,22 ÌÍ

Ïðèíèìàåì òîëùèíó ñòåíêè öèëèíäðè÷åñêîé îïîðû S = 14 ìì. Íàïðÿæåíèå ñæàòèÿ â ýòîé ñòåíêå ñ ó÷åòîì íàëè÷èÿ â íåé îòâåðñòèÿ äëÿ ëàçà d = 0,5 ì ïðè ìàêñèìàëüíîé íàãðóçêå îò ñèëû òÿæåñòè àïïàðàòà:

Îòíîøåíèå:

Rc = 0,052 ðèñ. 15.8 [3]

Êñ = 875

Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå íà ñæàòèå â îáå÷àéêå îïîðû:



Óñëîâèå óñ < óñä âûïîëíÿåòñÿ.

Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå íà ñæàòèå â ñâàðíîì øâå, ñîåäèíÿþùåì öèëèíäðè÷åñêóþ îïîðó ñ êîðïóñîì àïïàðàòà ïðè êîýôôèöèåíòå ñâàðíîãî øâà öø = 0,7:

, ãäå

F = 0,785 · (D²1 - D²2) = 0,785 · (1,128² - 0,84²) = 0,681 ì² - ïëîùàäü îïîðíîãî êîëüöà;

D1 = D + 2 · S + 0,2 = 0,9 + 2 · 0,014 + 0,2 = 1,128 ì - íàðóæíûé äèàìåòð îïîðíîãî êîëüöà;

D2 = D - 0,06 = 0,9 - 0,06 = 0,84 ì - âíóòðåííèé äèàìåòð îïîðíîãî êîëüöà;

Ìàêñèìàëüíîå íàïðÿæåíèå íà ñæàòèå îïîðíîé ïîâåðõíîñòè êîëüöà:

Íîìèíàëüíàÿ ðàñ÷åòíàÿ òîëùèíà îïîðíîãî êîëüöà ïðè L = 0,1 ì:

Sê = 1,73 L · , ñ ó÷åòîì ïðèáàâîê Sê = 10 ìì.

Ðàñ÷åòíàÿ íàãðóçêà íà îäèí áîëò:

, ãäå Z = 6 - ÷èñëî ôóíäàìåíòíûõ áîëòîâ ïðèíèìàåì.

Ðàñ÷åòíûé âíóòðåííèé äèàìåòð ðåçüáû áîëòîâ:

d'1 =

ïðèíèìàåì Ì24.

Ñïèñîê ëèòåðàòóðû

Ïîñîáèå ïî ïðîåêòèðîâàíèþ "Îñíîâíûå ÏÀÕÒ" ïîä ðåä. Þ.È.Äûòíåðñêîãî, 2-å èçäàíèå, ïåðåðàáîòàííîå è äîïîëíåííîå;

Ì.: Õèìèÿ,1991. - 496 ñ.

Ê.Ô. Ïàâëîâ, Ï.Ã. Ðîìàíêîâ, À.À. Íîñêîâ "Ïðèìåðû è çàäà÷è ïî êóðñó ÏÀÕÒ" Ó÷åáíîå ïîñîáèå äëÿ ÂÓÇîâ / Ïîä ðåä. ÷ë. - êîðð. ÀÍ ÑÑÑÐ Ï.Ã. Ðîìàíêîâà. - 9-å èçäàíèå, ïåðåðàá. è äîï. - Ë.: Õèìèÿ, 1981. - 560 ñ.

Êîãàí Â.Á., Ôðèäìàí Â.Ì., Êàôàðîâ Â.Â. Ðàâíîâåñèå ìåæäó æèäêîñòüþ è ïàðîì. Êí. 1-2, Ì.-Ë.:Íàóêà. 1966. 640+786ñ.

Í.Á. Âàðãàôòèê "Ñïðàâî÷íèê ïî òåïëîôèçè÷åñêèì ñâîéñòâàì ãàçîâ è æèäêîñòåé". Ì.:Ôèçìàòãèç, 1963 . - 708 ñ.

È.À.Àëåêñàíäðîâ "Ðåêòèôèêàöèîííûå è àáñîðáöèîííûå ïðöåññû" Ì.: õèìèÿ, 1978 . - 280 ñ.

À.À. Ëàùèíñêèé, À.Ð. Òîë÷èíñêèé "Îñíîâû ðàñ÷åòà è êîíñòðóèðîâàíèÿ õèìè÷åñêîé àïïàðàòóðû" Ì.: Ôèçìàòãèç,1970 .- 725ñ.

Ðàçìåùåíî íà Allbest.ru