Выбор и расчёт основного и вспомогательного оборудования

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 9Следующая ⇒

Процесс полимеризации – непрерывный процесс. Основным оборудованием является реактор полимеризации. Реактор устроен как кожухотрубчатый теплообменник. Сырье подаётся в трубное пространство. Съём тепла реакции производится за счёт пара с давлением Р = 0, 6-0, 9 МПа, образующегося из парового конденсата, поступающего в межтрубное пространство. Температура в реакционных трубках регулируется путём изменения давления пара. Среднее давление в трубном пространстве реактора 5 МПа. Катализатор находится в трубном пространстве реактора и удерживается там за счёт специально сооружённой сетки внизу реактора.

Размеры реактора Внутренний диаметр реактора определяется с учетом размещения трубок в решетке по треугольнику или шестиугольнику.

D_в= S(b - 1) + d_н+ 2к (8),

Где S-расстояние между осями трубок, м; b- число трубок, расположенных на диагонали наибольшего шестиугольника; d_н-наружный диаметр трубок, м; к-кольцевой зазор между крайними трубками и корпусом, принимаемый по конструктивным соображениям не менее 0, 1м. При компоновке труб в пучке принимается шаг трубок S=(1, 3-1, 5)d_в. Вертикальные трубчатые реакторы полимеризации имеют 127 или 187 трубок диаметром d_в=0, 05-0, 06м и длиной 6-9м, внутренним диаметром трубок. Так как текущий реактор полимеризации имеет длину трубок 9 метров и внутренний диаметр 0, 06м, то примем по текущим значениям. Тогда

S=1, 3*0, 06=0, 078м

Число трубок расположенных на диагонали наибольшего шестиугольника:

b=2a-1 (9),

где а- число трубок на стороне наибольшего шестиугольника.

Z=3а(а-1)+1 (10),

где Z – число трубок.

Тогда при Z=187, а=8; b=2*8-1=15

D_в= 0, 078*(15 - 1) + 0, 06 + 2*0, 12=1, 392м

Округлим внутренний диаметр аппарата до величины целого числа.

D_в= 1, 4м

Определим объемное число сырья, поступающего в реактор в 1 ч, по формуле: (11),

где -мощность реактора по сырью, кг/ч; -плотность сырья в жидком виде при Т=453К, равна 404 кг/м³

м³/ч

Объем реакционного пространства найдем по соотношению:

(12),

где -объемная скорость сырья, м³/( м³·ч).

Оптимальное значение объемной скорости 3-3, 6 м³/( м³·ч) из расчета на жидкое сырье. С целью получения целого количества реакторов, примем =3, 2 м³/( м³·ч). Тогда,

м³

Найдем необходимое число трубок:

(13),

где -объем внутренней части трубок, м³

(14),

м³

Зная число трубок в одном реакторе и общее число трубок, определим количество реакторов.

N= (15)

Примем целое число реакторов, равное 6.

Выбор насоса

Цель: определить необходимый напор и мощность насоса, по характеристикам выбрать марку насоса

Рисунок 2.1 Эскиз обвязки центробежного насоса

1 – всасывающий трубопровод; 2 – нагнетательный трубопровод; 3 – задвижки; 4- корпус насоса

Исходные данные:

Q = 0, 012 м³/с;

Р = 570 кг/м³;

Р₁= 602000 Па;

Р₂= 3500000 Па;

t = 50⁰C;

H_г = 15м;

I_всас = 15м_;

I_наг= 40м

Выбор диаметра трубопровода

Принимаем скорость движения во всасывающим и нагнетательном трубопроводе W = 2, 0 м/с

Определяем внутренний диаметр трубопровода:

(16)

где Q- расход жидкости;

W- скорость движения жидкости,

Расчет потерь на трение и местные сопротивления

Определим режим движения жидкости критерии Рейнольдса:

(17)

где w - скорость движения жидкости в трубопроводе, м/с;

d - внутренний диаметр трубопровода;

p - плотность жидкости;

μ - динамическая вязкость,

Режим движения жидкости турбулентный

По критерию Ренольдса при различных режимах движения жидкости и значениях шероховатости стенок трубы и определить коэффициент трения λ.[9]

Относительная шероховатость труб:

λ = 0, 031

Сумма местных сопротивлений. На линии нагнетания расположены два отвода под углом 90 ⁰ и 5 отводов под углом 110 ⁰, а также два нормальных вентиля и один прямоточный. На линии всасывания установлено два прямоточных вентиля и, три отвода под углом 90 ⁰.

Сумма местных сопротивлений для всасывающей линии:

(18)

Сумма коэффициентов местных сопротивлений для нагнетательной линии:

(19)

где E₁- выход из труб;

E₂- отвод под углом 90 ⁰;

Е₃ – отвод под углом 110 ⁰;

Е₄- нормальный вентиль;

Е₅- прямоточный вентиль.

Определяем потерю напора во всасывающем и нагнетательном трубопроводе:

(20)

где L - длина всасывающего и нагнетательного трубопровода;

d - внутренний диаметр трубопровода;

Е_м.с.- коэффициент местных сопротивлений;

w - скорость движения жидкости в трубопроводе;

g - ускорение силы тяжести;

λ - коэффициент трения, определяется по монограмме.

Общие потери напора:

Полный напор складывается из потери напора на трение во всасывающем и нагнетательном трубопроводе, подъем жидкости на высоту Н_г и разности давления в напорном и нагнетательном аппарате:

Полезная мощность насоса определяется:

(21)

где Q - расход жидкости;

р - плотность жидкости;

g - ускорение силы тяжести

Мощность двигателя определяется по формуле:

(22)

N_дв=1, 25*53=66кВт

Вывод: насос выбираем марки Т-10-140: производительность- 2, 5·10^-2 м³/с; высота столба жидкости – 1400 м; число оборотов вала - 260 об/с. Тип электродвигателя КО-51-4К, мощность – 75 кВт, взрывозащита – ВЗГ.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 Следующая ⇒