Производство поликапроамида. Характеристика производимой продукции. Технологическая схема получения поликапроамида, страница 11

Согласно рекомендациям [3 c.24] теплообменник изготовляется из труб диаметром 159 ´ 9, таким образом толщина обечайки d = 9 мм.

Наибольшее распространение в химическом машиностроении получили  эллиптические отбортованные днища по ГОСТ 6533 – 78 [3 c.25], толщина стенки днища d₁ =d = 9 мм.

Днище и крышка аппарата

 

Рисунок 2.7. Днище теплообменника

Выбор штуцеров

Диаметр штуцеров рассчитывается из уравнения расхода:

d = ,                                                    (2.4.)

где G – массовый расход теплоносителя, кг/с; r - плотность теплоносителя, кг/м³; w – скорость движения теплоносителя в штуцере.

Принимаем скорость жидкости в штуцере w = 1,0 м/с, скорость пара в штуцере 10 м/с, тогда диаметр штуцера для входа пара

d₁ = (0,012/0,785×10×0,70)^0,5 = 0,047 м,

принимаем d₁ =  50 мм;

диаметр штуцера для выхода конденсата:

d₂ = (0,012/0,785×1,0×955)^0,5 = 0,004 м,

принимаем d₂ = 25 мм;

диаметр штуцера для входа и выхода раствора:

d_3,4 = (0,393/0,785×1,0×1431)^0,5 = 0,019 м,

принимаем d_3,4 = 25 мм.

Все штуцера снабжаются плоскими приварными фланцами по ГОСТ 12820-80, конструкция и размеры которых приводятся в табл. 2.3.:

Рис. 2.8. Фланец штуцера.

Табл. 2.5.

Таблица штуцеров

dусл	D	D2	D1	H	n	d
25	100	75	60	12	4	11
50	140	110	90	13	4	14
150	260	225	202	16	8	18

Выбор опор

Максимальная масса аппарата, заполненного водой:

G_max = G_a+G_в = 363 + 53  = 416 кг = 0,003 МН,

где G_a = 363 кг – масса аппарата [2 c.56], G_в – масса воды заполняющей аппарат.

G_в = 1000×0,785×0,15²×3 = 53 кг.

Так как аппарат установлен горизонтально принимаем, что он установлен на двух опорах, тогда нагрузка приходящаяся на одну опору:

G_оп = 0,003/2 = 0,0015 МН.

По литературе [4 c.673] выбираем опору с допускаемой нагрузкой 0,01МН.

Рис. 2.9. Опора аппарата.

4. Гидравлический расчет и выбор насоса

Потери на гидравлические сопротивления

Скорость в трубах:

w_тр = G₂z/(0,785d_вн²nr₂) = 0,393×1/(0,785×0,016²×19×1431) = 0,07 м/с.

Коэффициент трения:

, (2.5.)

l = 0,25{lg[(0,0125/3,7)+(6,81/3830)^0,9]}^-2 = 0,053.

где е = D/d_вн = 0,2/16 = 0,0125 – относительная шероховатость; D = 0,2 мм – абсолютная шероховатость.

Скорость раствора в штуцерах:

w_шт = G₂/(0,785d_шт²r₂) = 0,393/(0,785×0,025²×1431) = 0,56 м/с

Гидравлическое сопротивление трубного пространства:

= 0,053×3,0×1×0,07²×1431/(0,016×2) + [2,5(1 - 1)+2×1] 0,07²×1431/2 + 3×0,56²×1431/2 =

= 708 Па

Подбор насоса:

Объемный расход воды и напор, развиваемый насосом:

Q₂ = G₂/r₂ = 0,393/1431 = 0,0003 м³/с,

Н = DР_тр/rg + h =  708/1431×9,8 + 3 = 3,05 м.

По объемному расходу и напору выбираем центробежный насос Х2/25, для которого Q = 0,00042 м³ и Н = 25,0 м [ 2 c.38 ].

2.6.4. Расчет и выбор сгустителя

Таблица 2.6.

Предварительные данные

Насыпная плотность кг/м3	600
Плотность ПКА-6 кг/м3	1140
Плотность воды при 200С	998
Минимальный диаметр частички мм	1,5
Расход ПКА кг/с	0,208
Расход воды кг/с	15
Плотность суспензии кг/м3	1000

Находим объем суспензии

Находим критерий Архимеда

На основании расчетов выбираем аппарат с диаметром 1000 мм

2.6.5. Расчет и выбор центрифуги