конденсації дорівнює r 2=(при змісті 7% мас. метанолу в дистилляте, при 93 гр. r метанолу=1101000 Дж/кг; r води=2270000 Дж/кг) за правилом адитивності:
В якості теплоносія використовується насичена водяна пара тиском 0,1 МПа. Питома теплота конденсації r1=2171000 Дж/кг, температура конденсації t1=1330С.
Витрата що гріє пара визначимо з рівняння теплового балансу:
Середня різниця температур:
Приймемо орієнтовний значення коефіцієнта теплопередачі Kор=1000 Вт/(м2? К). Тоді орієнтовний значення необхідної поверхні складе:
Вибираємо пластинчастий розбірний кип'ятильник по ГОСТ 15518-83.
Поверхня теплообміну 16 м2.
Кількість пластин - 84.
Поверхность пластини - 0,2 м2.
Маса 1340 кг.
Запас площі становить:
10. Ємнісне обладнання
Номінальний обсяг ємнісного обладнання визначається за формулою:
де G - масова витрата продукту в ємності, кг/год;
ф - час перебування продукту в ємності, год;
с - щільність продукту, кг/м?.
Приймаючи, час перебування продукту в ємності рівним 8 год і використовуючи дані знайдені раніше значення масових витрат, отримаємо:
для вихідної суміші
для кубового залишку
для дистиляту
Остаточно приймаємо ємності об'ємом 40 і дві по 30 і 5 відповідно.
11. Вибір і розрахунок штуцерів
Основна розрахункова формула, де G - об'ємна витрата;
- рекомендована швидкість перекачується середовища (рідини або пари);
, приймаємо;
, приймаємо
Штуцер для виходу парів з верху колони.
приймаємо.
Штуцер для входу флегми.
.
приймаємо
Штуцер для входу пара з кип'ятильника.
приймаємо.
Штуцер для входу вихідної суміші
щільності метанолу та води рівні:,. Щільність суміші при температурі:
приймаємо.
Штуцер для виходу кубового залишку.
.
приймаємо.
Штуцер для виходу рідини з куба на циркуляцію.
приймаємо.
12. Розрахунок товщини стінки і опори колони
Вихідні дані.
Діаметр апарату D=0,6 м
Робочий тиск атмосферний
Розрахункова температура приймається рівною максимально допустимої робочій температурі t=150? C
Матеріал апарату сталь Х17Н13М2Т ГОСТ 3632-72
Термін служби апарату ф=15 років
Швидкість корозії, ерозії не більше П=0,133 мм/рік
Допустимі напруги [у]=130 МПа
Обечайка корпусу.
Розрахуємо тиск гідровипробування під наливом води.
Тиск гідровипробування визначається за формулою:
=1000 кг/м?- Щільність води при гідровипробувань; Н=3,9 м - висота стовпа рідини при гідровипробувань.
Підставляючи значення, отримаємо:
Розрахунковий тиск:
Товщина обичайки визначається за формулою:
, де=1 - коефіцієнт міцності поздовжнього зварного шва.
Підставляючи числові значення у форму, отримаємо:
Випробувальна товщина стінки визначається з урахуванням надбавки з до розрахованої товщині, згідно з умовою:
, де з - сума надбавок до розрахункової товщині
де - надбавка для компенсації корозії та ерозії;
=0,8 мм - надбавка на компенсацію мінусового допуску;
=0,51 мм - технологічна прибавка.
Надбавка визначається за формулою:
Тоді
Після підстановки отриманих значень отримаємо:
За технологічними вимогами виконавчу товщину стінки корпусу остаточно приймаємо рівною 8 мм.
Перевіримо умова застосованості розрахункових формул. Для обичайок при 200 мм повинна виконуватися умова:
Умова виконується.
Допустимі напруги при гідровипробувань визначаються за формулою:
де=250 МПа - межа текучості матеріалу корпусу при t=20? С.
Перевіримо умову:
де [Р] - допустиме надлишкове внутрішній тиск, МПа.
Умова 0,038 lt; 4,93 виконується.
Перевіримо виконання умови:
,
де - пробний тиск, МПа, - допустиме напруження при t=20? С.
Умова 0,038 lt; 0,06 виконується
Отже, прийнята товщина обичайки умова міцності задовольн...
