Анотація
У курсовій роботі розраховується апарат повітряного охолодження, що працює в складі установки для ректифікації оцтової кислоти.
У проект увійшли такі пункти:
- розгляд області застосування апарату;
- опис схеми виробництва;
- пристрій апарату;
- технологічний розрахунок;
- розрахунково-конструкторський розрахунок.
Курсовий проект включає:
- малюнків - 7;
- таблиць - 1;
- літературних джерел - 8.
Графічна частина проекту:
- креслення загального вигляду АВГ;
- складальний креслення секції АВГ;
- креслення кришки;
- креслення лопаті вентилятора;
- креслення муфти;
- креслення трубної решітки;
- креслення двотавра.
Введення
Апарати повітряного охолодження в силу своєї універсальності і економічності мають досить широку область застосування. Вони працюють в установках синтезу аміаку, крекінгу і реформінгу вуглеводнів, у виробництві метанолу, хлорорганічних продуктів, у виробництві метанолу та багатьох інших. В даному випадку розглядається апарат, використовуваний в якості дефлегматора в схемі ректифікації оцтової кислоти.
Метою даного курсового проекту є визначення необхідної поверхні теплопередачі, виборі типу апарату і нормалізованого варіанта конструкції, а також прочностной розрахунок елементів апарату та вибір привода.
При виборі теплообмінника необхідно враховувати:
- теплову навантаження апарату;
- температуру і тиск, при яких має здійснюватися процес;
- агрегатний стан і фізико-хімічні властивості теплоносіїв
;
- умови тепловіддачі;
- можливість забруднення робочих поверхонь;
- простота і компактність конструкції;
- витрата металу на одиницю теплообмінної поверхні;
- вартість виготовлення і експлуатаційні витрати.
Грамотний вибір типу та розміру кожного теплообмінного апарату, правильна його установка і раціональна експлуатація істотним чином впливає на величину початкових витрат при спорудженні установок і наступних експлуатаційних витрат. Також особливу увагу слід приділити питанню умов і способів регулювання температури технологічних потоків.
1. Машинно-апаратурна схема установки
Машинно-апаратурна схема зображена на малюнку 1.
Малюнок 1
Дана установка включає в себе дві ректифікаційні колони безперервної дії. Сира оцтова кислота надходить у випарник 1, звідки її пари потрапляють в ректифікаційної колони 3 на тарілку, розташовану дещо вище середини. Пари розведеної оцтової кислоти проходять в дефлегматор 4 і далі в холодильник 5; пари концентрованої оцтової кислоти і висококиплячих домішок відбирають з нижньої частини колони і направляють в малу колону 8, де відбувається очистка.
У колоні 8 пари оцтової кислоти звільняються від гомологів та інших висококиплячих домішок і конденсуються в дефлегматоре 9 і в холодильнику 10.
Якщо не потрібно крижана кислота великий чистоти, пари з нижньої частини колони 3 можна частково або повністю конденсувати в холодильнику 6. Цього ж холодильник служить для взяття проб. Кубові залишки з колон 3 і 8 періодично спускають в приймачі 2 і 7.
Розглянутий апарат займає позицію 9.
2. Конструкція апарату повітряного охолодження
2.1 Пристрій і принцип роботи апарату повітряного охолодження
Апарат повітряного охолодження, зображений на малюнку 2, складається з наступних основних вузлів:
- теплообмінних секцій;
- осьового вентилятора з приводом;
- пристроїв для регулювання витрати охолоджуючого повітря;
- опорних і огороджувальних конструкцій.
Малюнок 2
1 - привід вентилятора; 2 - колектор; 3 - колесо вентилятора; 4 - вузол зволоження повітря; 5 - дифузор; 6 - металоконструкція; 7 - секція; 8 - штуцера підведення і відводу охолоджуваної рідини; 9 - жалюзі; 10 - пристрій керування жалюзі
Основним елементом апаратів охолодження є теплообмінні секції, теплообмінну поверхня яких компонують з оребрених труб, закріплених в трубних решітках в чотири, шість або вісім рядів. Труби зазвичай розташовують по вершин рівностороннього трикутника, так як коридорне розташування забезпечує набагато нижчу тепловіддачу. До трубним гратам приєднані кришки, внутрішня порожнина яких служить для розподілу охолоджуваного потоку рідини по трубах. По боках секцій встановлені бічні рами, які утримують труби, трубні решітки та кришки в певному положенні. Секції розташовують горизонтально, вертикально або похило, що визначає тип АВО.
Охолодження різних рідких теплоносіїв здійснюється за рахунок теплообміну з повітрям. Процес досить інтенсивний, так як використовуються оребрені труби, оснащені турбулізаторами повітряного потоку (малюнок 3), площа зовнішньої поверхні яких у 10 - 25 разів більше площі їх внутрішньої поверхні.
Малюнок 3
а - труби з накатаними оребренням; б - з завальцован оребренням; в - L-обгортка; г - подвійна ступінчаста L-обгортка; д - труби з торованим оребренням з розрізними ребрами; е - з торованим оребренням з розрізними ребрами форми В«полуінтегралВ»; ж - з торованим оребренням з розрізними ребрами зигзагоподібної форми; з - з торованим оребренням з розрізними ребрами форми В«інтегралВ».
Труби для стандартизованих вітчизняних апаратів повітряного охолодження мають зовнішнє обребрення двох типів виконання. Це:
- біметалічна труба, що складається з внутрішньої гладкою (сталевий або латунної) і зовнішньої (алюмінієвої) з торованим гвинтовим ребром виконання Б;
- монометалічна (алюмінієва) труба з торованим гвинтовим (спіральним) ребром виконання М.
Другим необхідним елементом будь-якого типу АВО є вентилятор, який, обертаючись в порожнини колектора, нагнітає повітря через Міжтрубний простір секцій. Значні витрати повітря в апаратах повітряного охолодження при порівняно невеликих статичних напору (100 - 400 Па) забезпечуються осьовими вентиляторами з числом лопатей 4, 8 і діаметром 0,8 - 6,0 м. Лопаті вентилятора закриті циліндричним колектором, службовцям для кращої організації руху повітряного потоку. Колектор з'єднується з теплообмінними секціями за допомогою дифузора, форма якого сприяє вирівнюванню потоку повітря по перерізу теплообмінної секції. Дифузор і колектор вентилятора кріпляться до рамі, на якій встановлені теплообмінні секції. Осьовий вентилятор з приводом змонтований на окремій рамі.
Опорні конструкції, на яких монтуються елементи апарату, виконуються металевими або залізобетонними. Вони включають поздовжні і поперечні опорні балки, виконувані, як правило, зі стандартних двотаврів, стійки (зазвичай відрізки стандартних труб на опорних пластинах), косинки і ребра жорсткості. Стійки змонтовані на фундаменті і закріплені на ньому анкерними болтами.
У зв'язку з змінним характером навантаження апарату, залежною від технологічного режиму, температури і вологості повітря, вентилятори повинні мати можливість регулювання витрати повітря в широкому діапазоні.
Система регулювання повинна забезпечувати вимоги технології незалежно від зміни режиму роботи вентилятора. Регулювання витрати повітря проводиться декількома способами:
1) зміною витрати охолоджуючого повітря, що подається в теплообмінні секції;
2) підігрівом повітря (в зимовий період) на вході в АВО;
З) перепуском частини технологічного потоку по байпасним лініях через регулюючі клапани;
4) зволоженням охолоджуючого повітря і поверхні теплообміну, що дозволяє знизити температуру охолоджуючого повітря при високій його темпеpатypе в літній період.
Найбільш Найпоширенішим способом регулювання є зміна витрати охолоджуючого повітря, яке здійснюється:
- шляхом використання двошвидкісних...
