Ректификация

В соответствии с условием задания для расчета теплообменника бинарную смесь целесообразно направить  в трубное пространство, а охлаждающую воду – в межтрубное.

Определяем площадь поверхности  теплообмена по формуле (4.4)

                                                      F =

                                                    (4.4)

F =

= 57, 6 м².

 

В зависимости от значения площади поверхности теплопередачи  выбираем значения габаритов аппарата [1,с. 91].

Принимаем [1,с. 91] одноходовой кожухотрубный теплообменник со следующими характеристиками: диаметр кожуха  (d_в) 400 мм, число труб (n) 166, диаметр труб (d_н) 20×2мм, число ходов 2, длина труб 6 м, f_cм = 0,017м²,мм².

Вычисляем объемный расход теплоносителей по формуле (4.5)

 

                                              V_см =

                                                       (4.5)

V_см =

                            

                                            

 

Определяем линейные скорости потоков по формуле (4.6)

 

                                                  

                                                 (4.6)

 

Выполняем уточненный расчет теплообменного аппарата.

Определяем значение критерия Рейнольдса для потоков теплоносителей по формуле (4.7)

 

                                                    

                                             (4.7)

_{Рассчитываем  эквивалентный диаметр  по формуле (4.8)}

 

                           (4.8) 

   

 

Следовательно, режим движения смеси - развитый турбулентный, режим движения воды – переходный турбулентный.

В зависимости от значения критерия Рейнольдса, характера канала, по которому движется теплоноситель и эквивалентного диаметра выбираем выражение критерия Нуссельта и вычесляем по формуле (4.9), (4.10)

 

                                        

                                   (4.9)

                               (4.10)

Вычисляем коэффициент теплопередачи по формуле (4.11)

 

                                                   

                                         (4.11)

Определяем значение коэффициента теплопередачи, теплопроводность которой по формуле (4.12)

 

                                                                                (4.11)

Определяем уточненное значение площади  поверхности теплообмена  по формуле (4.12)

 

                                                   

                                           (4.12)

Принимаем по [1,с 91] к установке одноходовой кожухотрубчатый  теплообменник типа ТН со следующей характеристикой: площадь поверхности теплообмена 73 м²; диаметр кожуха 800мм; диаметр труб 25×2мм; длина труб 2м; число труб 465.

Определяем  диаметры патрубков (штуцеров) для воды и колен, соединяющих  теплообменники для смеси по формуле (4.13)

 

                                                                                                  (4.13)

_{Рассчитываем  плотность смеси  поступающей в  дефлегматор по формуле (4.14)}

         _(4.14)  

_{Найдем  объемный расход поступающей  в дефлегматор  смеси по формуле (4.15)}

                                                       

                                            (4.15) 

_{Рассчитываем  диаметр штуцеров для ввода в  аппарат смеси  по формуле (4.13)}

_{Рассчитываем  диаметр штуцеров для ввода в  аппарат смеси}

_{Рассчитываем  диаметр штуцеров для вывода смеси}

 

 Применяем стандартный  диаметр штуцеров по [1, с.91]

D_н =300мм, D_в = 150мм,  D_см =50мм.

 

 

 

Заключение

 

Ректификация - массообменный  процесс  разделения однородной смеси  летучих компонентов, осуществляемый путем противоточного многократного  взаимодействия паров, образующихся при перегонки, с жидкостью, при конденсации этих паров. Одним из аппаратов, который используют в процессе ректификации, является теплообменный аппарат. В данном курсовом проекте представлен расчет кожухотрубчатого теплообменника, по назначению являющийся дефлегматором. Конструктивный расчет включает расчет проточной части трубного пространства, определение диаметра корпуса аппарата, расчет проточной части межтрубного пространства, определение диаметра штуцеров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

 

1  Иоффе  И. Л.  Проектирование процессов и аппаратов химической технологии / И. Л. Иоффе.  – Ленинград : Химия, 1991. – 352 с.

2  Павлов  К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособие для вузов / Под ред. чл.-корр. АН СССР П. Г. Романкова. 9-е изд. – Ленинград : Химия, 1981. – 560 с.

3 Лащинский А. А., Толчинский А. Р. Основы конструирование химической аппаратуры:  Учеб. пособие для вузов / Под ред. В. П. Васильева,

Г. Н. Павлова. –  Ленинград : Химия, 1970. – 752 с.

4   Соколов В. Н.  Машины и аппараты химических производств /       В. Н. Соколов, И. В. Доманский, В. П. Исаков, Г. М. Островский. – Ленинград : Машиностроение, 1987. – 384 с.

5 Дытнерский  Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии / Ю. И. Дытнерский. – М. : Химия, 1995. – 401 с.