у верхній і нижній частині колони, кг/с;
- робоча швидкість парів у верхній і нижній частині колони, м/с;
- середня щільність пари у верхній і нижній частині колони, кг/м3.
Орієнтовний діаметр верхній і нижній частині колони:
В
Тоді
В
Беручи ректификационную колону з діаметром у верхній і нижній частині, рівним 1000 м. При цьому дійсна робоча швидкість пари при середній швидкості парів буде дорівнює:
(2.61)
В
За ОСТ 26 - 808 - 73 для колони з діаметром 1000 м вибираємо колпачковую тарілку, забезпечену капсульними ковпачками типу ТСК - Р з наступними конструктивними розмірами: площа поперечного перерізу 0,78 м2; число ковпачків 43 шт; крок ковпачків 110 мм; відстань між тарілками 300 мм; площа поперечного перерізу парових патрубків 0,088 м2; діаметр ковпачка 80 мм, висота прорізи 20 - 30 мм; довжина лінії барботажа 10,8 м ; периметр зливу Lc - 0,665 м; перетин переливу 0,064 м2; вільні перерізу тарілки 0,09 м2; відносна площа проходу пара 11,5%; маса 57,8 кг [].
Розрахунок висоти колони
Розрахунок висоти тарельчатой колони розраховується за формулою:
(2.62)
де, - висота тарельчатой ​​(робочої) частини колони, м;
Zв - відстань від верхньої тарілки до кришки приймається рівною 0,8 м (залежно від діаметра колони);
Zн - відстань від нижньої тарілки до днища приймається 1,7 м (залежно від діаметра колони);
В
Розрахунок теплової ізоляції
Основною метою розрахунку теплової ізоляції є вибір теплоізоляційного матеріалу і розрахунок його товщини для мінімізації тепловтрат в навколишнє середовище і забезпечення вимог техніки безпеки. Зазвичай, розрахунок теплової ізоляції проводять з умови заданої температури зовнішнього шару ізоляції, яка не повинна перевищувати 45 В° С. Товщину шару теплоізоляційного матеріалу визначають за рівнянням:
(2.63)
де, t і tст - відповідно температура внутрішнього шару теплової ізоляції (температуру внутрішнього шару теплової ізоляції ції t можна прийняти рівною температурі середовища в колоні t = t ср = 81,6 В° С) і tст = 45 В° С;
- теплові втрати в навколишнє середовище, Дж;
a - сумарний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією і випромінюванням, Вт/м2 * К;
- коефіцієнт теплопровідності, Вт/м. * К;
Fн - поверхня теплообміну, м2
Поверхня колони визначається за формулою:
(2.64)
(2.65)
(2.66)
де, Fкол - Поверхня колони, м2;
Fкр - поверхня кришки, м2;
Dср - 1 м.
В
Величину теплових втрат у навколишнє середовище можна розрахувати за рівнянням тепловіддачі:
(2.67)
де, Tокр - температура навколишнього середовища дорівнює 5 В° С;
a - сумарний коефіцієнт тепловіддачі конвекцією і випромінюванням,
.
В
Вибираємо коефіцієнт теплопровідності з довід. [3, стор 43] рівний 0,076 Вт/м * К, матеріал - жужільна вата.
Товщину шару теплоізоляційного матеріалу:
В
2.4 Гідравлічний розрахунок
Основною метою гідравлічного розрахунку є визначення гідравлічних опорів, які виникають в процесі проходження пари через колону ректифікації з куба через контактні пристрої у дефлегматор. У цілому загальні втрати напору для всіх ректифікаційних колон дозволяють розрахувати необхідну підвищення температури кипіння суміші в кубі колони.
Загальні втрати тиску D Р на одній окремо взятій тарілці складуть:
(2.68)
де, DРс - опір сухої тарілки, Па;
DРж - спротив шару рідини, що Па;
DРs - опір за рахунок поверхневого натягу рідини, Па.
Опір сухий тарілки за формулою:
(2.69)
де, - середня щільність пари у верхній і нижній частини колони, кг/м3;
- швидкість пари в горловині ковпачка, м/с (визначається за об'ємною витраті пари і поперечному перерізу парових патрубків).
Об'ємний витрата пари дорівнює:
(2.70)
де, S - поперечний переріз парових патрубків рівне 0,088 м2, береться з довід. [3, стор 23];
V - об'ємна витрата пара знаходиться за формулою:
(2.71)
де, Мср - середня мольна маса парів.
Об'ємний витрата пари в верхньої та нижньої частини колони:
В
Швидкість пари в горловині ковпачка для верху і низу колони:
В
Опір сухий тарілки для верху і низу колони
В
Опір шару рідини за формулою:
(2.72)
де, - середня щільність рідини у верхній і нижній частині колони, кг/м3;
g - 9,8 м/с2;
hs - висота барботажного шару рідини на тарілці, м (з довід. [3, стор 56] рівна 35,5 м = 0,0355 м). br/>В
Опір за рахунок поверхневого натягу рідини - DРs для колпачкових тарілок незна...
