Проектировочный расчет ректификационной колонны для получения товарного пропилена
Проектирование ректификационной установки разделения смеси пропан-пропилен производительностью 3,5 т/ч с целью получения товарного пропилена. Расчет на прочность цилиндрической обечайки, аппарата на ветровую нагрузку. Укрепление отверстий, подбор фланцев.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 01.04.2011 |
Размер файла | 1,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
.
Выбираем количество болтов . Находим ориентировочную толщину фланца по уравнению:
.
где - коэффициент, определяемый по графику [3], .
Определим коэффициент жесткости фланцевого соединения:
(2.21)
где - линейная податливость прокладки, ; - угловая податливость фланца, .
где - толщина прокладки; - коэффициент обжатия прокладки (для прокладок из картона, паронита и фторопласта ) см. [12]; - модуль упругости материала прокладки, принимаемый по табличным данным [9], .
.
.
где , - безразмерные параметры; - модуль упругости материала фланца, ; ; - линейная податливость болтов.
где , - коэффициенты; - эквивалентная толщина конической втулки фланца: .
;; .
Линейную податливость болтов определим по формуле:
.
где - модуль упругости материала болтов, , ; - расчетная площадь поперечного сечения болта по внутреннему диаметру резьбы, м2; - расчетная длина болта, м.
.
где - расстояние между опорными поверхностями головки болта и гайки.
, (2.22)
где - толщина прокладки. Тогда .
Далее рассчитываем коэффициент жесткости фланцевого соединения по формуле (2.21):
.
Определим болтовые усилия. Болтовая нагрузка в условиях монтажа определяется как:
(2.23)
где F - внешняя осевая сила; М - внешний изгибающий момент; Fд - равнодействующая внутреннего давления; - реакция прокладки; - минимальное давление обжатия прокладки, необходимое для обеспечения плотности соединения; - допускаемое напряжение материала болтов при 20С; - эффективна ширина прокладки, м.
Сила, действующая на фланцевое соединение от внутреннего давления:
.
Сила реакции прокладки:
.
где - коэффициент, определенный экспериментально в зависимости от материала и конструкции прокладки [27].
Эффективная ширина прокладки bЕ вводится из соображений, что вследствие поворота сечения фланца, вызванного изгибающими моментами от затяжки болтов, прокладка по ширине загружена неравномерно, поэтому для плоских прокладок: при b 10 ;при b 15 ;при b > 15 . В нашем случае , значит .
Болтовую нагрузку в условиях монтажа определяем по формуле (2.23):
Определим болтовую нагрузку в рабочих условиях.
.
где - усилие, возникающее от температурных деформаций, для плоского приварного и приварного встык
(2.24)
где , - коэффициенты температурного линейного расширения материалов соответственно фланцев, болтов, ; , .
.
Величина усилия от температурных деформаций учитывается только при . Определим условия прочности болтов.
;,
Условие прочности втулки фланца для сечения s1:
, (2.25)
;
где и - максимальное и допускаемое напряжения в сечении s1 втулки фланца; - максимальное напряжение в кольце фланца.
.
где; - безразмерный параметр, определяемый по формуле:
Приведенный изгибающий момент М0 в диаметральном сечении фланца, максимальный из определяемых значений моментов в условиях монтажа и рабочих условиях:
(2.26)
.
; .
.
Допускаемое напряжение для фланца в сечении s1 принимается равным пределу текучести материала фланца: .
Условие прочности втулки фланца в сечении s0 проверим с помощью следующего условия.
, (2.27)
;
.
где и - соответственно максимальное и допускаемое напряжения в сечении s0 втулки фланца; t и m - соответственно тангенциальное и меридиональное напряжения во втулке фланца от внутреннего давления:
.
;
.
Допускаемое напряжение для фланца в сечении s0 принимается из следующих условий [21]:
.
Проверяем герметичность фланцевого соединения:
,
.
Заключение
В данном курсовом проекте была рассмотрена ректификационная установка разделения смеси пропан-пропилен производительностью 3,5 т/ч с целью получения товарного пропилена.
Были выполнены следующие разделы: литературно - патентный поиск, в ходе которого были рассмотрены и проанализированы различные типы контактных устройств, в результате чего было определено использовать колпачковую тарелку; расчет технической характеристики, в ходе которого были рассчитаны материальный баланс, все необходимые технологические и конструктивные параметры процесса и установки, гидравлический расчет и определена высота колонны; прочностные расчеты, в частности, расчет толщины стенок аппарата и элементов, расчет на ветровую нагрузку, по которому было проверено условие устойчивости аппарата, расчет укрепления отверстия. Все необходимые условия жесткости, прочности и устойчивости были выполнены.
Все полученные значения параметров аппаратов и оборудования, значения физико-химических свойств веществ и прочностные характеристики материалов соответствуют и отражены в стандартах, нормах и правилах, установленных соответствующими государственными органами. Все необходимые расчеты выполнены в соответствии с установленной методикой.
Список литературы
1. Дытнерский Ю.И. //Хим. и нефт. Машиностроение. 1964. №3. С. 13-15.
2. Стабников В.Н. Расчет и конструирование контактных устройств ректификационных и абсорбционных аппаратов. Киев: Техника, 1980. 208с.
3. Лащинский А.А., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Л.: Машиностроение, 1970. 752 с.
4. Коробчинский И.Е., Кузнецов М.Д. Расчет аппаратуры для улавливания химических продуктов коксования. М.: Металлургия, 1972. 295с
5. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие/Пер. с англ. под ред. Б.И. Соколова.- 3-е изд., перераб. и доп.- Л.: Химия, 1982.- 592с., ил.- Нью-Йорк, 1977.
6. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. Л.: Химия, 1976. 552 с.
7. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е. М.: Химия, 1973. 750 с.
8. Колонные аппараты. Каталог. М.: ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978. 31с.
9. Касаткин А.Г., Дытнерский Ю.И., Кочергин Н.В. Тепло - и массоперенос. Т. 4. Минск: Наука и техника. 1966. С. 12 - 17.
10. Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико- технологического оборудования и природного оборудования.1-е,2-е,3-е изд. Машиностроение 2006.
10. Калекин В.С., Плотников В.А. Машины и аппараты химических производств. Учеб. пособ. Омск: Издат. ОмГТУ, 2004. 344 с.
11. Дытнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1983. - 272 с.
12. Михалев М.В. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств. - М.: Химия, 1983. - 232 с.
13. Калекин B.C., Ваняшов А.Д. Расчет и конструирование элементов тонкостенных сосудов и аппаратов химических производств. - Омск: 2001. - 58 с.
14. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. - М.: Машиностроение, 1992.- Т. 1. - 816 с., Т. 2. - 784 с., Т. 3. - 720 с.
15. Смурыгин Г.С. Ремонт аппаратурного оборудования нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств. М.: Химия, 1988.-80 с.
16. Ваняшов А.Д. Методические указания «Расчет и подбор фланцевых соединений аппаратов химических производств», 2002.
17. Свидченко А.И., Проскурнин А.Л. Ректификация бинарных смесей. Методика расчетная. Учеб. пособ. Ставрополь: 2002 г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Проектирование ректификационной установки для непрерывного разделения смеси бензол-толуол под атмосферным давлением. Подробный расчет ректификационной колонны и парового подогревателя исходной смеси. Куб-испаритель, дефлегматор и холодильники остатка.
курсовая работа [223,7 K], добавлен 15.10.2011Расчет ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарной смеси ацетон-вода. Материальный баланс колонны. Скорость пара и диаметр колонны. Гидравлический расчет тарелок, определение их числа и высоты колонны. Тепловой расчет установки.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 02.05.2011Расчет и проектирование ректификационной установки для разделения смеси ацетон-бензол. Подбор вспомогательного оборудования: подогреватель сырья, дефлегматор и кипятильник, сырьевой насос. Расчет штуцеров для ввода сырья в колонну и отвода жидкости.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.11.2013Технологическая схема ректификационной установки для разделения смеси вода – уксусная кислота. Физико-химические характеристики продукта. Определение скорости пара и диаметра колонны. Технологический расчет аппарата. Физические свойства уксусной кислоты.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 17.02.2015Проект ректификационной установки непрерывного действия для разделения бинарной смеси "вода - уксусная кислота". Технологическая схема и ее описание. Подбор конструкционного материала. Подробный расчет ректификационной колонны и холодильника дистиллята.
курсовая работа [738,6 K], добавлен 23.03.2015Технологическая схема тарельчатой ситчатой ректификационной колонны. Свойства рабочих сред. Материальный баланс, определение рабочего флегмового числа. Расчет гидравлического сопротивления насадки. Тепловой расчет установки, холодильника дистиллята.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 25.09.2014Материальный баланс колонны ректификационной установки. Построение диаграммы фазового равновесия. Число теоретических тарелок колонны, расход пара и флегмы в колонне. Внутренние материальные потоки. Расчет площади поверхности кипятильника и дефлегматора.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 11.05.2015Сравнительная характеристика аппаратов. Расчет ректификационной колонны для разделения смеси трихлорэтан-дихлорэтан. Технологическая обвязка аппарата по ГОСТу. Техника безопасности при обслуживании оборудования. Физико-технические свойства веществ.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.06.2010Расчет ректификационной колонны с ситчатыми тарелками для разделения бинарной смеси ацетон – бензол. Определение геометрических параметров колонны, гидравлического сопротивления и тепловых балансов. Расчет вспомогательного оборудования установки.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 16.06.2023Характеристика исходного сырья и готовой продукции. Технологический процесс производства пропиленгликоля. Расчет ректификационной колонны для разделения реакционной смеси, ее конструкция и принцип работы. Определение экономических показателей проекта.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 17.12.2011