Гидравлическое сопротивление тарелок колонны определяется по формуле :
, (3.21.)
где - полное гидравлическое сопротивление одной тарелки, ;
n = 19 шт – число тарелок в колонне.
Полное гидравлическое сопротивление одной тарелки определяется по формуле :
(3.22.)
где - гидравлическое сопротивление одной тарелки, ;
- гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя, ;
- гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, .
Гидравлическое сопротивление сухой тарелки определяется по формуле :
, (3.23.)
где = 4,5 - коэффициент[6];
- скорость пара в патрубке колпачка, м/с
Скорость пара в патрубке колпачка определяется по формуле :
= (3.24.)
=4,5∙
Гидравлическое сопротивление газожидкостного слоя на тарелке определяется по формуле : =g∙ ∙ho , (3.25.)
где ho= 0,075м – высота светлого слоя жидкости на тарелке.
= 9,81∙875∙0,075=644
Гидравлическое сопротивление, обусловленное силами поверхностного натяжения, определяем по формуле :
(3.26.)
где σ = 39,6 ∙ 10-3 Н\м – поверхностное натяжение жидкости при средней температуре в колонне 77,5˚С.
dЭ = 0,07 м – диаметр патрубка колпачка.
=913,6+644+2,26=1559,86
Тогда
= 1559,86∙19 = 29637,34 ≈0,029 М
3.1.9 Расчет брызгоуноса жидкости
Расчетная схема приведена на рисунке 3.4
Относительный брызгоунос определяется по формуле:
; (3.27.)
где σ =39,6·10-3 Н/м –поверхность натяжения жидкости;
ω = 1,36 м/с –скорость пара в рабочем сечении аппарата;
h т=0,3 м –расстояние между тарелками;
R 1=23·10-5 –коэффициент [9];
n1=1,16 –показатель степени [9];
h пн= высота пены на тарелке ;
Высота пены определяется по формуле:
; (3.28.)
R 2=0,23 –коэффициент [9];
R 3=4,4·10-2 –коэффициент [9];
R 4=4,6 –коэффициент [9];
ρ=1,61 кг/м3 –плотность пара;
h сл – высота подпора жидкости над сливным порогом;
h пор – высота сливного порога на тарелке;
Высоту подпора жидкости над сливным порогом определяем по формуле:
; (3.29.)
где , – действительный расход жидкости,протекающий через переливное устройство;
ρж=854,6 кг/м3 – средняя плотность жидкости в колонне;
G ж=5040 кг/ч –нагрузка по жидкости;
Тогда:
;
П=0,4м – периметр слива [9];
Тогда:
;
Высота сливного порога определяется по формуле:
h пор = h г.б - h сл+ h пр+ h у ; (3.30.)
где h сл – высота глубины барботажа , м ;
h пр – высота прорези в колпачке , м ;
h у – высота установки колпачка , м ;
Высота глубины барботажа определяется по формуле :
; (3.31.)
где Р=0,12 МПа –абсолютное давление в аппарате;
Тогда:
;
Высота открытия прорези в колпачке определяется по формуле:
; (3.32.)
где m = 11 – количество колпачков на тарелке ;
z = 16 – количество прорезей в колпачке ;
в = 0,004 – расчетная ширина прорези ;
;
Тогда:
h пор= 0,049-0,017+0,021+0=0,07 м
Тогда:
;
;
y=0,035 кг⁄кг ‹ [y]=0,1 кг⁄кг [9] , следовательно брызгоунос жидкости в пределах нормы .
3.1.10 Расчет переливного устройства
Расчет переливного устройства сводится к выполнению условия:
а)
; (3.33.)
где F пер=0,045 м2 – площадь перелива тарелки [9] ;
Lm = 5040 кг/кг= 1,4 кг/с – массовый расход жидкости ;
ρ ж = 854,6 кг/м3 – средняя плотность жидкости в аппарате ;
Hмт=0,3 м – расстояние между тарелками ;
R1 = 0,25 – коэффициент [9];
R2= 0,65 – коэффициент [9];
Тогда :
;
Условие выполняется.
б)
; (3.34.)
где l пер = 0,4 м – периметр слива тарелки ;
Q = 0,035 м – зазор между основанием тарелки и нижней крышкой сливного стакана.
;
Условие выполняется.
Работа переливного устройства обеспечивается.
3.1.11 Определение толщины тепловой изоляции
Рассчитаем толщину теплоизоляции по формуле :
где
-температура изоляционного материала со стороны колонны, ˚С
-температура изоляционного материала со стороны окружающей среды, ˚С
- температура окружающего воздуха, ˚С
= 0,09 – теплопроводность изоляционного материала, Вт/м2
= 9,3∙0,058∙ - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности теплоизоляции в окружающую среду, Вт/м2∙К
= 9,3∙0,058∙35=18,8 Вт/м2∙К
= ; (3.35.)
= ;
Толщина теплоизоляции = 0,055м
3.2.Технологический расчет теплообменника
Дата: 2019-05-29, просмотров: 201.