Заочникам

2 Задание на расчет ректификационной установки

Рассчитать тарельчатую ректификационную колонну непрерывного действия для разделения бинарной смеси и нарисовать эскиз выбранного типового аппарата.

Обозначения и размерности
Производительность по исходной смеси F, т/ч.
Содержание летучего компонента, (н.к).
В исходной смеси X f ,
В дистилляте Xd,
В кубовом остатке Хw
Давление в паровом пространстве
дефлегматора Р=0,3МПа.
Исходные данные

Рассчитать тарельчатую ректификационную колонну непрерывного действия для разделения бинарной смеси и нарисовать эскиз выбранного типового аппарата.

План оформления
1. Титульный лист.
2. Задание.
3. Оглавление.
4. Введение.
5. Технологическая схема установки и ее описание.
6. Выбор конструкционного материала аппаратов.
7. Технологический расчет аппаратов.
7.1 Материальный баланс.
7.2 Определение рабочего флегмового числа.
7.3 Расчет скорости пара и диаметра колонны.
8. Список литературы.

 

3. Задания на расчет теплообменников

3.1 Расчет испарителя ректификационной колонны

Рассчитать и подобрать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого испарителя ректификационной колонны с получением G =0,88кг/с паров водного раствора нефтяной фракции - мазут .
Кипящая при небольшом избыточном давлении и температуре t =102,6С. мазут имеет следующие физико-химические характеристики: р=957кг/м3, 0,00024ПаС, =0,0583Н/м,C=4200Дж/кгК, 0,680Вт/мК, r =2240000Дж/кг. Плотность паров при атмосферном давлении 0,65кг/м, плотность паров над кипящей жидкостью =0,6515кг/м.
В качестве теплоносителя использовать насыщенный водяной пар с давлением 0,2МПа. Удельная теплота конденсации rk=2208000Дж/кг, температура конденсации tk=119,6С. Физико-химические характеристики конденсата при температуре конденсации: 943кг/м3, 0,00023ПаС, 0,686Вт/мК.

3.2 Расчет теплообменника для испарительного толуола.

Определить основные размеры кожухотрубчатого теплообменника и подобрать нормализованный теплообменник для испарения толуола с получением G=3м/ч паров. Температура кипения t=110,8С, 870кг/м3, C=1932Дж/кг*К; 0,00024Пас; 0,1163Вт/мК; 0,0288Н/м, r =368КДж/кг. Греющий пар имеет давление 0,2Мпа: r =2208КДж/кг, t=120С. Свойства конденсата: 940кг/м3; 0,00023ПаС; 0,69Вт/мК.

3.3 Расчет кожухотрубчатого подогревателя бензола

Рассчитать и подобрать нормализованный теплообменник для подогрева G =2,10кг/с, бензола от t =20С до t =80С. При средней температуре t =0,5(20+20)=50С. Бензол имеет следующие физико-химические характеристики: р=900кг/м3, =0,000534ПаС, =0,458Вт/мК, C=3730Дж/кгК.
Для подогрева использовать насыщенный водяной пар с давлением 0,6Мпа. Температура конденсата t=158,1С. Характеристики конденсата при этой температуре: 908кг/м3; 0,000177ПаС; 0,683Вт/мК, r=2095000Дж/кг, Pr =1,11. Расчет проводится последовательно в соответствии с общей схемой.

3.4 Расчет подогревателя толуола

Определить основные размеры кожухотрубчатого теплообменника и подобрать нормализованный теплообменник для нагрева 9,5м/ч толуола от 20 до 100С. C=1800Дж/кгК, 0,37*10 ПаС, 0,125Вт/мК.
Греющий пар имеет давление Pa=1,7ат, t=114,5С, r=2222КДж/кг, =0,686Вт/мК, =943кг/м3 Термическое сопротивление загрязнений rзагр=0,000345мК/Вт. Расчет проводится последовательно в соответствии с общей схемой.

3.5 Расчет холодильника для охлаждения кубового остатка ректификационной колонны.

Рассчитать и подобрать нормализованный теплообменник для охладителя кубового остатка ректификационной колонны в количестве G =6,2 кг/с от tн=102,5 до tк =30 С. Кубовой остаток – коррозионно активная органическая жидкость, которая при средней t=0,5(t1+t1 )=660 С имеет следующие физико-химические характеристики: 986кг/м; 0,662Вт/мК, 0,00054Пас, C=4190Дж/кгК. Коэффициент объемного расширения 0,00048 К-1. Охлаждение осуществляется водой tн=20 С, tк=40 С
Расчет проводится последовательно в соответствии с общей схемой.

3.6 Расчет теплообменника для охлаждения диэтилового эфира.

Рассчитать и подобрать нормализованный теплообменник для охлаждения 5м/ч диэтилового эфира от 330С до 60С. Эфир при средней t=0,5(33+6)=19,5 С имеет следующие физико-химические характеристики: C=2150Дж/кгК, 716кг/м3, 0,00025Па с, 0,133Вт/мК.
Диэтиловый эфир охлаждается рассолом, поступающим из холодтльной установки при температуре tн= -6 0 , tк = -2 С. Концентрация рассола 20%(масс) хлористого натрия:C=3400Дж/кгК, 0,00032Пас, 0,529Вт/мК, 1150кг/м3. Расчет проводится последовательно в соответсвии с общей схемой.

3.7 Расчет холодильника для охлаждения азота.

Рассчитать и подобрать нормализованный теплообменник для охлаждения 1240 м/ч. (считая при нормальных условиях) азот от 760C до 310С. Давление азота P=1,5ат, =1,25кг/м3, C=1050Дж/кгК, 0,0267Вт/мК, 0,000019Пас. Охлаждающая вода, дающая осадок водяного камня, имеет температура tн =16 С, tк =26 С, w=0,986*10 м/с, 0,61вт/мК; 998кг/м3; C =4190Дж/кгК.

3.8 Расчет дефлегматора для конденсации паров органической жидкости.

Рассчитать и подобрать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого дефлегматора смеси паров органической жидкости и паров воды для конденсации G=1,3кг/с паров. Удельная теплота конденсации смеси r=1180000Дж/кг, температура конденсации t=660 С.
Физико-химические свойства конденсации при температуре конденсации: 0,219Вт/мК, 757кг/м3. 0,000446 Пас. Тепло конденсации отводить водой с начальной температурой tн =180 С, tк =400 С. При средней tср=0,5(18+40)=29 С вода имеет следующие физико-химические характеристики: 996кг/м3, C =4180Дж/кгК, 0,616Вт/мК, 0,00082Пас.
Расчет проводится последовательно в соответствии с общей схемой.

3.9 Расчет конденсатора для дефлегмации паров бензола.

Рассчитать и подобрать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого конденсатора для дефлегмации 3100кг/ч насыщенного пара бензола под атмосферным давлением. Жидкий бензол отводится из конденсатора при температуре конденсации t=80,1 С, r=95,5*4190Дж/кг, 0,14Вт/мК, 815кг/м, 0,00032Пас. Охлаждающая вода проходящая по трубам, нагревается от 160С до 400 С ; 0,836*10 Пас; 0,609Вт/мК, C=4180Дж/кгК, 996кг/м3. Суммарное термическое сопротивление загрязнений rзагр=5,87*10мК/Вт.

4. Задания на расчет абсорбера

4.1 Рассчитать подобрать нормализованный вариант конструкции абсорбера для поглощения NH3 водой; V = 5000 нм3/ч; NH3 = 0,12 мас.% Степень улавливания 96%. Температура 20 С. Константа Генри 2070 мм рт.ст. при Р= 0,276 МПа.

4.2 Рассчитать подобрать нормализованный вариант конструкции абсорбера для поглощения CO2 водой; V = 8000 нм3/ч; CO2 = 0,2 мас.% Степень улавливания 95%. Температура 20 С. Константа Генри 3000 мм рт.ст. при Р = 0,12 МПа.

   

ТЕМА 4 Сушка. Адсорбция

51-60. Определить расход воздуха, тепла, диаметр и длину реальной воздушной сушилки барабанного типа с лопастями для высушивания сыпучего материала при следующих и сходных данных:
1.Производительность сушилки G, кг/ч ( по влажному материалу),
2. Начальная и конечная влажность материала WH и WK % масс,
3. Температура материала на входе в аппарат tH, на выходе tK, °С.
4.Характеристика состояния атмосферного воздуха до калорифера t0 и ф0 после калорифера t1 и после сушилки t2,
5.Теплопотери в окружающую среду qn=6-8% от расхода теплоты в теоретической сушилке.
6.Напряжение по влаге A=W/V=7,5кг/м?с;
7.Удельная теплоемкость высушенного материала сm=1260Дж/кг К.
8.При подборе размеров сушилки использовать стандартный диаметр барабана от 0,8 до 2,8м, через 0,2 (0,8; 1,0;1,2…2,8) при выполнении соотношения длины барабана к диаметру L/D=3,5-7.
W, кг/с-количество влаги, удаленной в сушилке из материала,
V, м3- объем сушилки.
Таблица 11 - Исходные данные

Таблица 11 - Исходные данные

Пример решения заданий 61-70.

Рассчитать и выбрать нормализованную конвективную сушилку барабанного типа с подъемно-лопастным перевалочным устройством для высушивания селитры производительностью Gсух = 1500 кг/ч (по абсолютно сухому материалу) с начальной влажностью Wн = 8% мас., конечной – Wк = 0,2 % мас. Температура материала на входе в сушилку –tн = 15°С, на выходе – tк = 40°С. Характеристика состояния воздуха: на входе в калорифер t0= 20°С, ф0 = 0,8; на входе в сушилку – t1 = 100°С, на выходе из сушилки – t2 = 50 °С. Напряжение по влаге А = 20 кг/м3ч. Удельная теплоемкость высушенного материала . Размер частиц материала 0,3 мм. Насыпная плотность материала ρн = 900 кг/м3.

Скачать данный пример решения заданий 61-70(88.37 Кб) скачиваний360 раз(а)

61-70. Определить необходимое количество адсорбента, диаметр аппарата и продолжительность процесса в адсорбере периодического действия с неподвижным слоем адсорбента для поглощения паров компонента из паровоздушной смеси активированным углем. Температура процесса 20°С и давление атмосферное. Начальная концентрация паровоздушной смеси, подаваемой в абсорбер с0. Высота слоя адсорбента Н, м. Количество паровоздушной смеси G.

Таблица 12 - Исходные данные

Таблица 12 - Исходные данные

   

ТЕМА 3 Основы массопередачи. Абсорбция. Перегонка.

31-40. Рассчитать высоту насадки Н насадочного абсорбера для поглощения абсортива водой из воздуха при t=20°C и p=760мм.рт.ст. от YH% мольн. до YK% мольн. Расход инертной части газовой смеси при нормальных условиях V0, м3/с. Начальная концентрация абсорбтива в воде XH=0. Принять расход воды L=1,5*LMIN, рабочую скорость газа в аппарате 80% от скорости захлебывания. Насадка – керамические кольца Рашига, неупорядочные.
Характеристики: σ=200 м23, VСВ=0,74м33, dЭ=0,015м. Доля активной поверхности насадки Ψа=0,95. Примечание. Концентрации выразить в относительных концентрациях распределяемого компонента – абсортива; а нагрузки – в расходах инертного носителя. Высоту насадки Н найти с помощью уравнения массопередачи. Уравнение линии равновесия y*=mx, где – m – коэффициент распределения.
Таблица 9 - Исходные данные

Таблица 9 - Исходные данные

Пример решения заданий 41-50.

Рассчитать высоту насадки H насадочного абсорбера для поглощения паров этанола водой из воздуха при t = 20°C и Р = 760 мм. рт. ст. от YH =1,0 (моль.%) до YK =0,01 (моль.%). Расход инертной части газовой смеси при нормальных условиях . Начальная концентрация абсорбтива в воде Хн = 0. Принять расход воды L = 1,5•Lmin; рабочую скорость газа в аппарате равной 80 % от скорости захлебывания. Коэффициент распределения m=1,08. В качестве насадки использовать кольца Палля (стальные неупорядоченные) размером . Характеристики насадки: σ = 235 м23; VСВ= 0,9 м33; dэ=0,015м. Доля активной поверхности насадки ф = 0,95.

Скачать данный пример решения заданий 41-50(113.26 Кб) скачиваний392 раз(а)

41-50. Рассчитать высоту тарельчатой ректификационной колонны непрерывного действия для разделения бинарной смеси при атмосферном давлении.

Производительность по исходной смеси GF, кг/ч. Содержание легколетучего компонента в исходной смеси xF, % масс., в дистилляте xD, % масс.,в кубовом остатке xW, % масс. Исходная смесь подается при температуре кипения.
Таблица 10 - Исходные данные

Таблица 10 - Исходные данные

   

ТЕМА 2 Теплопередача в химической пром

11-16. Рассчитать кожухотрубчатый теплообменник-конденсатор для конденсации насыщенных паров этанола при атмосферном давлении в количестве G, т/ч. Конденсат отводится из аппарата при температуре конденсации. Охлаждение производится водой начальная температура воды t2H=10°С.

Конечную температуру принять принять такой, чтобы на выходе из теплообменника движущая сила была равной 10 - 20°С.
Таблица 6 - Исходные данные

Таблица 6 - Исходные данные

Пример расчёта заданий 21-25.

Рассчитать вертикальный кожухотрубный теплообменник для конденсации 7800 кг/ч насыщенного пара бензола под атмосферным давлением. Жидкий бензол отводится из конденсатора при температуре конденсации. Охлаждение производится водой, начальная температура которой t=10 С. Конечную температуру воды принять такой, что бы она обеспечивала движущую силу на выходе из теплообменника равная 20 С.

Скачать данный пример решения заданий 21-25(32.34 Кб) скачиваний416 раз(а)

16-20. Рассчитать кожухотрубчатый теплообменник для нагревания ацетона в количестве G, кг/ч от температуры tH=10°С до температуры кипения tК=tКИП при атмосферном давлении. Обогрев проводится насыщенным водяным паром под давлением Р, атм.

Таблица 7 - Исходные данные

Таблица 7 - Исходные данные

21-30. Рассчитать трехкорпусную выпарную установку для концентрирования G, кг/с вещества от начальной концентрации XH, %масс., до конечной концентрации XK, %масс. Схему установки принять прямоточной, корпуса должны иметь одинаковую поверхность нагрева. Раствор на выпарку подается при температуре кипения. Абсолютное давление греющего пара PH, МПа, давление в барометрическом конденсаторе PK, МПа. Рекомендуется использовать распределение нагрузок по корпусам W1: W2: W3 = 1:1,05:1,1. Исходные данные приведены в таблице 8. Значение р и Ср для растворов приведены в приложении. Рассчитать коэффициент теплопередачи для первого корпуса, для других взять по соотношению k1: k2: k3 = 1:0,58:0,33.
Таблица 8 - Исходные данные

Таблица 8 - Исходные данные

Пример решения заданий 26-30.

Рассчитать горизонтальный кожухотрубчатый теплообменник для нагревания 20000 кг/ч бензола от начальной температуры 10 C до температуры кипения. Обогрев проводится водяным паром, абсолютное давление которого 1,5 кгс/см2. В водяном паре содержится 0,5% воздуха.

Скачать данный пример решения заданий 26-30(46.03 Кб) скачиваний347 раз(а)

   

Cтраница 2 из 3

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат