Полный расчет ректификационной колонны (стр. 8 из 8)
кг/м3 
кг/м3 
Вт/мК 
Вт/мК 
Тогда
Тогда поверхностная плотность теплового потока первой стенки определим по формуле:
Примем что
Определим температуру второй стенки по формуле:
Определим коэффициент теплопроводности для воды при t=29.32 ْC с помощью интерполяции справочных данных:
Аналогично определим коэффициент теплопроводности для воды при t=33.89 ْC:
Определим вязкость жидкости для воды при t=29.32 ْC с помощью интерполяции справочных данных:
ПаАналогично определим вязкость воды при t=33.89 ْC:
ПаОпределим теплоемкость воды t=29.32 ْC с помощью интерполяции справочных данных:
Аналогично определим теплоемкость воды при t=33.89 ْC:
Определим критерий Рейнольдса по формуле:
,где
- вязкость смеси, Па.с;G- расход воды, кг/с;
z- число ходов, z=4;
d- внутренний диаметр труб, м;
Nтр- количество труб.
Определим критерий Прандтля для потока и стенки при температурах tср=29.32ْС, tст=32.5ْС:
,где с- теплоемкость воды, Дж/кгК;
теплопроводность воды, Вт/(м.К); -вязкость воды, мПа.с. 
Определим критерий Нуссельта по формуле:
Зная критерий Нуссельта, определим коэффициент теплоотдачи второй стенки по формуле:
Тогда
Тогда поверхностная плотность теплового потока первой стенки определим по формуле:
Сопоставим q1 и q2, т разность выразим в процентах:
Температура стенки подобрана верно.
Определим коэффициент теплоотдачи по формуле:
Зная коэффициент теплоотдачи, определим поверхность теплообмена по формуле:
Таким образом, рассчитанное значение коэффициента теплоотдачи больше выбранного нами коэффициента теплоотдачи в ориентировочном расчете дефлегматора, а поверхность теплообмена меньше, чем ориентировочная поверхность теплообмена дефлегматора. Значение поверхности теплообмена стандартного дефлегматора F=269 м2, следовательно дефлегматор выбран с запасом поверхности теплообмена 13%.
Вывод
В данной курсовой работе мы произвели расчет ректификационной колонны для разделения смеси: ацетон-четыреххлористого углерода при атмосферном давлении. В качестве ректификационной колонны используется аппарат насадочного типа с кольцами Рашига 50мм, обеспечивающий перекрестное движение пара и жидкости, высотой H=6.43м и диаметром D=2м.
Был произведен ориентировочный расчет пяти теплообменников: дефлегматора, подогревателя, куба испарителя и двух холодильников (дистиллята и кубового остатка); в результате чего были выбраны:
- стандартные куб испаритель с трубами 25x2мм, исполнения 2 по ГОСТ 15119-79 с внутренним диаметром кожуха D=1м, числом труб n=747, длиной труб l=3м и поверхностью теплообмена F=176 м2;
- четырехходовой подогреватель по ГОСТ 15121-79 с внутренним диаметром кожуха D=0.6м, числом труб n=334, числом рядов труб np=18, длиной труб l=3м, с проходным сечением одного хода Sт=0.016м2, поверхностью теплообмена F=63 м2;
- двухходовой холодильник кубового остатка с трубами 20x2мм по ГОСТ 15122-79 с внутренним диаметром кожуха D=0.4м, с числом труб n=166, длиной труб l=3м, числом рядов труб np=14, с расстоянием между перегородками в межтрубном пространстве h=0.25м, поверхностью теплообмена F=31м2;
- четырехходовой холодильник дистиллята с трубами 25x2мм по ГОСТ 15122-79 с внутренним диаметром кожуха D=0.6м, с числом труб n=206, длиной труб l=2м, числом рядов труб np=14, с расстоянием между перегородками в межтрубном пространстве h=0.3м, поверхностью теплообмена F=32м2;
- четырехходовой дефлегматор с трубами 20x2мм по ГОСТ 15121-79 с внутренним диаметром кожуха D=1м, числом труб n=1072, длиной труб l=4м, поверхностью теплообмена F=269м2, с числом рядов np=34 и проходным сечением одного хода Sтр=0.051м;
- шестиходовой дефлегматор с трубами 25x2мм по ГОСТ 15121-79 с внутренним диаметром кожуха D=1.2м2, числом труб n=958, длиной труб l=4м, поверхностью теплообмена F=301м2, с числом рядов np=32 и проходным сечением одного хода Sтр=0.052м.
Подробно рассчитаны два дефлегматора: четырехходовой – вручную, шестиходовой – с помощью ЭВМ (приложение 6).
Выбор дефлегматора зависит от конкретных критериев. В случае необходимости получения более высокой скорости протекания процесса необходимо использовать шестиходовой дефлегматор, так как скорость возрастает в число раз равное числу ходов, а в случае, когда в качестве основного критерия применяется минимизация затрат – четырехходовой.
Для изготовления аппарата выбрана нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т по ГОСТ 5949-75 с коэффициентом теплопроводности
.Список использованной литературы
1. Основные процессы и аппараты химической технологии /Пособие по проектированию/, Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под. ред. Ю.И. Дытнерского, 2-ое изд. перераб. и дополнен. М: Химия, 1991 – 496 с.
2. Справочник химика том V, под ред П.Г.Романкова, 2-ое изд. перераб. и дополнен.Л Химия, 1968-975с.
3. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии /Учебное пособие/, К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков, 9-ое изд. перераб. и дополнен. Л. Химия,1987-575с.
4. Курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии. Краткие справочные данные /Метод указания/. ЛТИ им. Ленсовета – Л.: 1989, 40 с.