Главная | Обратная связь

Расчет проходного диаметра штуцеров колонны и выбор фланцев

1. Штуцер для выхода смеси из колонны

кг/с

м³/с

м

 

где Vc - объемный расход смеси, м³/с;

ωс – скорость потока, принимаемая равной 5 м/с, т.к. смесь поступает из колонны под напором;

Gс – массовый расход смеси, кг/с;

ρс – плотность смеси, кг/ м³;

L_A – мольный расход жидкости, кмоль/ч;

Принимаем диаметр штуцера dc = 500 мм

 

2. Штуцер для выхода газа из колонны

м³/с

 

м

где Vг - объемный расход газа, м³/с;

ωс – скорость потока газа, принимаемая равной 20 м/с;

Vиг - объемный расход газа, при н.у. м³/ч;

Принимаем диаметр штуцера dc = 200 мм

 

3. Штуцер для входа газовой смеси в колонну

 

м

 

где Vгс - объемный расход газовой смеси, м³/с;

ωгс – скорость потока газовой смеси, принимаемая равной 20 м/с;

 

Принимаем диаметр штуцера dгc = 200 мм

 

4. Штуцер для входа жидкости в колонну

 

м

где Vж - объемный расход смеси, м³/с;

ωж – скорость потока, принимаемая равной 5 м/с,

L_A – мольный расход жидкости, кмоль/ч;

Принимаем диаметр штуцера dж = 500мм

 

5. изготовление штуцеров и выбор фланцев

Для упрощения конструктивных деталей колонны, будем изготавливать штуцера из отрезков труб соответствующих диаметров. Внешний вылет штуцеров составляет ≈1,5 от диаметра штуцера, внутренний - ≈0,3. Чтобы предупредить попадание жидкости во внутреннее пространство штуцера, подающего циркуляционный пар. Труба, из которой он изготовлен, обрезается под углом книзу.

К выступающим отрезкам труб привариваются фланцы плоские стальные.

 

 

 

Теплоемкость: Сp_22,5=4190 Дж/кг*К Сp_29,7=4180 Дж/кг*К

 

Теплопроводность: λ_22,5=0,599 Вт/м*К λ_29,7=0,618 Вт/м*К

 

Динамическая вязкость: μ_22,5=10^-3 Па*с μ_29,7=8,04*10^-3 Па*с

 

Значение критерия Рr: Рr_22,5=7,02 Рr_29,7=5,42

 

Тепловой расчет

 

1. Тепловая нагрузка аппарата

Вт

 

6.2.2. Расход охлаждающей воды

кг/с

 

2. Предварительный расчет холодильника:

Рассчитаем кожухотрубчатый теплообменник с трубами диаметром 25х2 мм и шагом труб 32 мм

Зададимся значением Re:

 

Re=20000

d1=0,021 м

d2=0,025 м

Найдем коэффициенты теплоотдачи:

 

1) в трубном пространстве:

Pr= 5,42 Prст = 7,02 εl = 1 [3, стр 153, табл. 4-3]

Вт/м²*К

2) в межтрубном пространстве:

Pr= 7,02 Prст = 5,42 εφ = 0,6

Вт/м²*К

Найдем коэффициенты теплопередачи:

 

λст= 17,5 Вт/м*К [3, стр 505, табл. ХХVIII]

Вт/м²*К

Необходимая поверхность теплообмена:

м²

Выберем теплообменник:

По каталогу ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991 г., « Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения» принимаем наиболее близкий к ориентировочному значению площади поверхности теплообменник КНГ: шестиходовой , с двумя эмпирическими крышками, диаметром кожуха 2200 мм , длиной труб – 6000 мм, диаметром труб 25х2 мм и поверхностью теплообмена 1800 м² – три штуки.

Проводим проверочный расчет выбранного теплообменника:

L=6 м D=2,2м n=3876 штук

1) В трубном пространстве:

м/с

Pr = 5,42 Prст = 7,02 εl = 1

Вт/м²*К

2) В межтрубном пространстве:

м²

м/с

м

Pr= 7,02 Prст = 5,42 εφ = 0,6

 

Вт/м²*К

λст= 17,5 Вт/м*К

 

Вт/м²*К

Необходимая поверхность теплообмена:

м²

 

Отсюда следует, что необходимо установить 4 теплообменника. Тогда запас по площади составит:

Толщину обечайки кожуха теплообменника по рекомендации каталога ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШа, 1991 г., « Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения» принимаем 10 мм.

Диаметры штуцеров для входа и выхода охлаждающей воды по каталогу – 700 мм.

Диаметр штуцеров для входа и выхода охлаждающей жидкости по каталогу – 500 мм.