Kopia Projekt 3 oryginał


P O L I T E C H N I K A P O Z N A Ń S K A

Wydział: Technologia Chemiczna

Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej

Zakład Inżynierii i Aparatury Chemicznej

PROJEKT Z KINETYKI WYMIANY MASY

Rok akademicki

2002/03

Rok studiów

IV

Nr projektu

9

Data oddania

Wykonała:

Sprawdził:

Ocena:

A. Kołakowska

TEMAT PROJEKTU:

Z przestrzeni między rurowej odprowadza się gazy spalinowe zasiarczonego metanu w powietrzu. Absorpcji należy dokonać w wodzie . Usunięcie SO2 wynosi 98%. Warunki prowadzenia procesu określone są na temperaturę T = 40oC i ciśnienie p = 1 [atm]. Strumień gazów wlotowych wynosi V = 2500 [m3/h]. Natężenie odniesione jest do warunków normalnych. Stężenie wlotowe SO2 do absorbera określoono ySO2 = 0,17, .Stężenie yO2 = 0,1, yN2 = 0,39, yCH4 = 0,06, yCO = 0,28.

UWAGI:

Spis treści

I Spis oznaczeń 5

II Charakterystyka techniczna aparatu 8

1.0. Wyrażenie stężenia w odpowiednim układzie 10

1.1. Obliczenia objętościowego natężenia przepływu dla przykładowych

warunków - na wlocie do aparatu 10

1.1.1. Objętościowe natężenie przepływu dla zaabsorbowanego gazu 11

1.2. Udziały molowe 11

1.3. Stosunki masowe 11

2.0. Parametry opisujące własności czynników 12

2.1. Lepkość 12

2.1.1. Lepkość mieszaniny gazów 12

2.1.2. Lepkość mieszaniny wody 13

2.2. Gęstość 13

2.2.1. Gęstość mieszaniny gazowej 2.2.2. Gęstość wody 14

2.3. Dynamiczny, kinematyczny współczynnik dyfuzji 14

2.3.1. Kinematyczny współczynnik dyfuzji dla mieszaniny gazowej 14

2.3.2. Kinematyczny współczynnik dyfuzji dla mieszaniny gazowej

w warunkach standardowych 15

2.3.3. Dynamiczny współczynnik dyfuzji dla mieszaniny gazowej

w warunkach standardowych 15

2.3.4. Kinematyczny współczynnik dyfuzji dla fazy ciekłej 15

2.3.5. Dynamiczny współczynnik dyfuzji dla fazy ciekłej 16

3.0. Bilans masowy 16

3.1. Określenie minimalnego natężenia przepływu absorbenta 16

3.1.1. Założenie nadmiaru zastosowanego absorbenta 16

3.1.2.Wyznaczenie stężenia czynnika absorbowanego w fazie ciekłej 17

3.2. Molowe natężenie przepływu gazu dla przekroju 2 17

3.2.1. Masa molowa mieszaniny gazowej dla dwóch przekrojów 17

3.2.2. Masowe natężenie przepływu gazu dla przekroju (2) 17

3.2.3. Masowe natężenie przepływu inertu dla przekroju (2) 17

3.2.4. Wykonanie rzeczywistego bilansu masy i ciepła dla aparatu 18

3.2.5. Masa zaabsorbowanego składnika czynnego 18

3.2.6. Masowe natężenie przepływu dla przekroju - 1 18

3.3. Wyznaczenie stosunku masowego dla przekroju - 3 18

4.0. Wykres stężeń 18

5.0. Obliczenie średniego modułu napędowego procesu 18

6.0. Wyznaczenie średnicy aparatu 18

6.1. Wstępny wybór wypełnienia 19

6.2. Wyznaczenie prędkości przepływu na granicy zachłystywania 19

6.2.1. Wyznaczenie masy molowej dla składników inertnych 19

6.3. Powierzchnia przekroju absorbera 19

6.4. Średnica aparatu 19

6.5. Powierzchnia przekroju rzeczywistego 19

6.6. Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu gazu 19

7.0. Obliczenia kinetyczne 20

7.1.Określenie wartości zamiennika n 20

7.2. Dobór odpowiedniego równania kryterialnego 20

7.2.1. Dla fazy gazowej średnica zastępcza 20

7.2.2. Zastępcza prędkość masowa 20

7.2.3. Liczba Reynoldsa 20

7.2.4. Liczba Shmidta 20

7.2.5. Liczba Sherwooda 20

7.2.6. Obliczenie współczynnika wnikania masy dla fazy gazowej 21

7.3. Dobór równania kryterialnego dla fazy ciekłej 21

7.3.1 Zastępcza prędkość masowa 21

7.3.2. Liczba Reynoldsa 21

7.3.3. Liczba Shmidta 21

7.3.4. Liczba Sherwooda dla fazy ciekłej. 21

7.3.5. Współczynnik wnikania masy po stronie fazy ciekłej 22

7.4. Współczynnik wymiany masy 22

8.0. Obliczenie teoretycznej powierzchni wymiany masy 22

9.0. Wyznaczenie wartości współczynnika użyteczności powierzchni 22

10.0. Obliczenie rzeczywistej wymiany masy 22

11.0. Określenie wysokości warstwy wypełnienia 23

12.0. Warunku smukłości aparatu 23

13.0. Hydrodynamika kolumny z wypełnieniem 23

13.1.Sprawdzenie warunku na zachłystywanie się wymiennika 23

13.1.1. Średnica zastępcza 23

13.1.2. Liczba Reynoldsa 24

13.1.3.Współczynnik Flaminga 24

13.2. Obliczenie oporu przepływu przez warstwę 24

13.2.1. Opór przepływu przez warstwę suchego wypełnienia 24

13.2.2. Opór przepływu przez warstwę wypełnienia zraszanego 24

13.3. Sprawdzenie zachłystywania się kolumny 24

13.3.1.Obciążenie 24

13.4.Określenie ilości zawieszonej cieczy na wypełnieniu 25

13.4.1 Ilość cieczy zatrzymywanej na wypełnieniu wyrażona statycznie 25

13.4.2. Ilość cieczy zatrzymywanej na wypełnieniu wyrażona dynamicznie 25

14.0. Dobór optymalnych warunków pracy aparatu 25

15.0. Obliczenia konstrukcyjno-wytrzymałościowe 25

15.1. Dobór materiału konstrukcyjnego 25

15.2. Obliczenie grubości płaszcza 25

15.2.1. Obliczenie naprężenia dopuszczalnego 26

15.2.2. Obliczenie naprężeń dopuszczalnych 26

15.2.3. Obliczenie współczynnika wytrzymałościowego 26

15.2.4. Obliczenie grubości ścianki 26

15.2.5. Obliczanie rzeczywistej grubości ścianki 27

15.2.6. Obliczam średnicę zewnętrzną wymiennika masy 27

15.3. Obliczenie grubości ścianki dennicy 27

15.3.1.Wyznaczenie współczynnika wyoblania 28

15.3.2.Obliczenie naprężeń dopuszczalnych na rozrywanie 28

15.4.Dobór zraszacza i obliczenia z nim związane 28

15.4.1. Wysokość zawieszenia sitka nad wypełnieniem 29

15.4.2. Obliczenie długości kropel wypływających ze zraszacza (pion) 29

15.4.3. Obliczam powierzchnię zraszacza 29

15.4.4. Powierzchnia jednostkowa otworu 29

15.4.5. Obliczam ilość otworów w sicie 29

15.4.6. Obliczam podziałkę otworów dla zraszacza 30

15.5. Ruszt i obliczenia z nim związane 30

15.5.1. Ciężar całkowity przypadający na podziałkę najdłuższego płaskownika 30

15.5.2. Obciążenie ciągłe 30

15.5.3. Maksymalny moment gnący 30

15.5.4. Wskaźnik wytrzymałości przekroju 30

15.5.5. Wysokość płaskownika 30

15.5.6. Moment bezwładności dla powierzchni przekroju 30

15.5.7. Sprawdzenie strzałki ugięcia 30

15.5.8. Procent powierzchni zajmowanej przez płaskowniki 31

15.6. Dobór urządzenia odkraplającego 31

15.7. Dobór armatury na podstawie norm 31

15.7.1. Obliczam średnicę króćców dla mieszaniny gazowej 31

15.7.2. Dobór włazu 31

15.7.3. Uszczelki, manometry, termometr 31

16.0. Średnica największego otworu niewymagającego wzmocnienia 31

16.1. Dla króćca gazu 32

16.1.1. Obliczam współczynnik wytrzymałościowy powłoki osłabionej otworem 32

16.1.2. Wzmocnienie otworów dla włazu 32

17.0. Określenie masy aparatu 32

17.1. Masa aparatu pustego i zalanego 33

17.1.1. Masa płaszcza 33

17.1.2. Masa wypełnienia suchego 33

17.1.3. Masa odkraplacza 33

17.2. Całkowita masa aparatu pustego 34

17.2.1. Bez wypełnienia i odkraplacza. 34

17.2.2. Z wypełnieniem i odkraplaczem 34

17.3. Całkowita masa aparatu zalanego 34

18.1 Dobór łap podporowych 34

Literatura 35

Wykaz norm 35

II. SPIS OZNACZEŃ

A,B,C - stałe wykładniki.

[-]

Du - średnica zewnętrzna uszczelki

[m]

Dw-średnica wewnętrzna aparatu

[m]

Dz -średnica zewnętrzna aparatu

[m]

E-moduł sprężystości podłużnej

[N/m3]

F-czynna powierzchnia wymiany ciepła

[m2]

G-gęstość nasypowa

[kg/m3]

G-masowe nateżenie przepływu

[kg/s]

GA-masa wymieniana składnika

[kg/s]

H -wysokość wypełnienia bez rezerwy

Hok - wysokośc odkraplacza

[m]

[m]

Hp-wysokość płaszcza

[m]

Hw-wysokość wypełnienia

[m]

Iy-moment bezwładności powierzchni

M - masa aparatu z odkraplaczem i wypełnieniem

Map - masa aparatu bez wypełnienia

[m4]

[kg]

[kg]

M c-masa molowa cieczy(woda)

[kg/mol]

Md -masa dennicy

[kg]

Mgmax-maksymalny moment gnący

[N m]

Mg-masa molowa gazu

[kg/mol]

Mkoł-masa kołnierza

[kg]

Mkr-masa króćca

[kg]

Mp-masa aparatu płaszcza

[kg]

Mpr-masa pierścienia nośnego

[kg]

Ms-masa wypełnienia suchego

[kg]

M-masa włazu

[kg]

Mz-masa aparatu zalanego

Mzr - masa zraszacza

[kg]

[kg]

Ps-spadek ciśnienia na wypełnieniu suchym

[Pa]

Pzr -spadek ciśnienia na wypełnieniu zraszanym

[Pa]

Q-ciężar całkowity przypadający na podziałkę najdłuższego płaskownika

[N]

Q1-obciażenie

[N]

Re -granica płynności

[-]

Tobl-temperatura obliczeniowa

Tst-temperatura standardowa

[K]

[K]

V-objętościowe natężenie przepływu

[m3/s]

Vd-objętość dennicy

[m3]

Wy-wskaźnik wytrzymałości przekroju

[m3]

XA-stosunek molowy składnikaA do składnika B w fazie ciekłej

[kmolA/kmolB]

Xe-współczynnik bezpieczeństwa

[-]

YA-stosunek molowy składnikaA do składnika B w fazie gazowej

[kmolA/kmolB]

a-powierzchnia jednostkowa wypełnienia

[m2/m3]

a -współczynnik

[m]

c -naddatek grubości

[m]

c1-naddatek grubości na minusową odchyłkę blachy

[m]

c2 -naddatek grubości na korozję

[m]

c3-naddatek grubości na dodatkowe naprężenie

[m]

d-średnica króćca

[m]

de-średnica zastępcza

[m]

dw-średnica wypełnienia

[m]

du-średnica wewnętrzna uszczelki

[m]

f-współczynnik Fanninga

[-]

f-przekrój poprzeczny absorbera początkowy

[m2]

f-strzałka ugięcia

[m]

frz-przekrój poprzeczny absorbera rzeczywisty

[m2]

g -przyśpieszenie ziemskie

[m/s2]

gd -założona grubość dennicy

[m]

g -rzeczywista grubość ścianki aparatu

[m]

g0 -obliczeniowa grubość ścianki

[m]

gsz-grubość ścianki płaszcza ze względu na sztywność

[m]

h-wysokosć płaskownika

[m]

k -naprężenia dopuszczalne na rozrywanie

[N/m2]

k'-współczynnik przenikania masy

[kmol/m2 s]

kg-naprężenie dopuszczalne na zginanie

[N/m2]

lmax-długość najdłuższego płaskownika

[m]

pobl -ciśnienie obliczeniowe

[N/m2]

q-obciążenie ciągłe

[N/m]

s-szybkość korozji

[m/rok]

s-grubość płaskownika, rusztu

[m]

t- podziałka otworów rurowych

[m]

w-gęstość zraszania

[m3/m2 s]

w-prędkość liniowa czynnika

[m/s]

wrz-prędkość rzeczywista czynnika

[m/s]

xA-udział molowy składnikaA w fazie ciekłej

[kmolA/kmoli]

yA-udział molowy składnikaA w fazie gazowej

[kmolA/kmoli]

z -współczynnik wytrzymałościowy szwu

[-]

zo-współczynnik wytrzymałościowy

[-]

ၡ  wolny przekrój rusztu ဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠ

[%]

' -współczynnik wnikania masy

[kmol/m2 s]

ၤ'Ac-dynamiczny współczynnik dyfuzji

[kmol/m s]

- zastępczy wymiar liniowy

[m]

ၥ - porowatość

[m3/m3]

 -dynamiczny współczynnik lepkości

[Pa s]

ၪ - współczynnik użyteczności powierzchni

[-]

ρ -gęstość czynnika

[kg/m3]

- gęstość stali

[kg/m3]

 -czas pracy aparatu

[lata]

 -wskaznik osłabienia

[-]

ၰ၄Am- moduł napędowy procesu ဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠဠ

[-]

Liczby kryterialne:

Re-liczba Reynoldsa

Sc-liczba Schmidta

Sh-liczba Sherwooda

Indeksy dolne

A - SO2

B - CH4

C - O2

D - N2

E - CO

c,g-faza ciekła lub gazowa, tam gdzie symbol wprost nie odróżnia faz

e -odnosi się do wartości zastępczej

kr-odnosi się do parametrów krytycznych

kc - odnosi się do króćca dla cieczy

kg - odnosi się do króćca dla gazu

o -odnosi się do wartości liczonej na pusty aparat

r-odnosi się do parametrów zredukowanych

w - odnosi się dla średnic wewnętrznych

*-odnosi się do wartości masowych wyrażonych w[mol] lub [kmol]

1,2,3,-odnoszą się do przekrojów1,2,3,

II.CHARAKTERYSTYKA TECHNICZNA APARATU

Zaprojektowany aparat służy do odsiarczania metanu wobec wody . Stopień absorbcji - 98%.

Założenia:

Materiał - stal 0 H13 - stal odporna na działanie

rozcieńczonych kwasów, spawalna,

antykorozyjna. Skład chemiczny stali:

C - max 0,08, Mn - max 0,8, Si - max 0,8,

P - max 0,035, S - 0,03 max, Cr - 12 - 14 %,

Ni - max 0,6, Al. - 0,1 -0,3 [1N]

W wyniku obliczeń uzyskałam wymiennik o następujących parametrach:

Średnica wewnętrzna - Dw 1 [m]

Grubość ścianki - grz 0,004 [m]

Wysokość wypełnienia - Hw 3,77 [m]

Powierzchnia wymiany masy: - Frz 224,14 [m2]

Ilość wymienianego składnika czynnego: - GA 0,743 [kg/s]

Moduł napędowy: - ΔΠ Am 0,018 [-]

Orientacyjna masa aparatu - M 4622,21 [kg]

Obliczeniowy czas pracy aparatu: - t 10 lat]

III TOK OBLICZEŃ

DANE

OBLICZENIA

SZUKANE

1.

2.

3.

1[atm]=101325 [Pa]

Mc = 18,02 [kg/kmol]

MA = 64,06[kg/kmol]

p = 1 [atm]

P = 101325[Pa]

Pobl = 101325 [Pa]

Tst = 273,15 [K]

R = 8,3147 0x01 graphic

0x01 graphic
=2500 [m3/h]

0x01 graphic
= 0,694 [m3/s]

Tobl = 313[K]

1.0. Wyrażenie stężenia w odpowiednim układzie

- wg [3] str. 575 tablica

U [ kgSO2l/kgH2O]

p [Pa]

0

0

0,4

0,020x01 graphic

1,0

0,050x01 graphic

2,3

0,010x01 graphic

4,1

0,150x01 graphic

6,1

0,20x01 graphic

10,5

0,30x01 graphic

20,8

0,50x01 graphic

31,5

0,70x01 graphic

49,3

1,00x01 graphic

79

1,50x01 graphic

140

2,50x01 graphic

301

5,00x01 graphic

465

7,50x01 graphic

632

100x01 graphic

968

150x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

1.1.1. Obliczenia objętościowego natężenia przepływu dla przykładowych warunków - na wlocie do aparatu

0x01 graphic

0x01 graphic

X [kmolA/kmoli]

Y [kmolA/kmoli]

0,042195

21,35294

0,02813

1,657343

0,021097

0,849148

0,014065

0,423221

0,007032

0,160305

0,004219

0,084165

0,002813

0,051176

0,001969

0,032048

0,001406

0,020956

0,000844

0,010504

0,000563

0,006089

0,000422

0,004096

0,000281

0,002308

0,000141

0,000988

5,63E-05

0,000395

0

0

ng = 30,98 [mol/s]

0x01 graphic
= 0,8 [m3/s]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 10

1.

2.

3.

0x01 graphic
= 0,8 [m3/s]

yA2 = 0,17[kmolA/kmoli]

yB2 = 0,06[kmolA/lmoli]

yc2 = 0,1[kmolA/kmoli]

yD2 = 0,39 [kmolA/kmoli]

yE2 = 0,28 [kmolA/kmoli]

0x01 graphic
=0,144 [m3/s]

0x01 graphic
=0,133 [m3/s]

0x01 graphic
= 0,8 [m3/s]

0x01 graphic
=0,13 [m3/s]

0x01 graphic
=0,135 [m3/s]

0x01 graphic
=0,135 [m3/s]

0x01 graphic
= 0,048[m3/s]

0x01 graphic
= 0,08 [m3/s]

0x01 graphic
= 0,31 [m3/s]

0x01 graphic
= 0, 223[m3/s]

0x01 graphic
= 0,66 [m3/s]

yA1=4,08*10-3 [kmolA/kmoli]

yA2 = 0,17[kmolA/kmoli]

1.1.1. Objętościowe natężenie przepływu dla dwutlenku siarki

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

1.1.4. Objętościowe natężenie przepływu dla składnika zaabsorbowanego

0x01 graphic

1.1.5. Objętościowe natężenie przepływu dla zaabsorbowanego gazu

0x01 graphic

1.1.6. Objętościowe natężenie przepływu dla zaabsorbowanego chlorowodoru dla przekroju (1)

0x01 graphic

1.2. Udziały molowe

0x01 graphic
=0x01 graphic
=0x01 graphic
0x01 graphic
=0x01 graphic
=0x01 graphic
itd.

0x01 graphic

0x01 graphic

1.3. Stosunki masowe

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
=0,135 [m3/s]

0x01 graphic
= 0,048[m3/s]

0x01 graphic
= 0,08 [m3/s]

0x01 graphic
= 0,31 [m3/s]

0x01 graphic
= 0, 223[m3/s]

0x01 graphic
=0,133 [m3/s]

0x01 graphic
= 0,66 [m3/s]

0x01 graphic
= 2,71*10-3 [m3/s]

yA1=4,08*10-3 [kmolA/kmoli]

yB1=0,072 [kmolB/kmoli]

yC1=0,12 [kmolC/kmoli]

yD1=0,468 [kmolC/kmoli]

yE1=0,336 [kmolC/kmoli]

YA1=4,1*10-3[kmolA/kmoli]

YA2= 0,205 [kmolA/kmoli]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 11

1.

2.

3.

wg [3] str. 56, tablica 54

MA =64,06 [kg/kmol]

MB =16,04 [kg/kmol]

MC =32,0 [kg/kmol]

MD = 28,02 [kg/kmol]

ME = 28,01 [kg/kmol]

Pkr,A=78,7*105 [Pa]

Pkr,B=46,4*105 [Pa]

Pkr,C= 50,4*105 [Pa]

Pkr,D = 33,9*109 [Pa]

Pkr, E = 35,5*105 [Pa]

Tkr,A = 430,3 [K]

Tkr,B = 190,6 [K]

Tkr,C = 32 [K]

Tkr,D = 126 [K]

Tkr,E = 134,1 [K]

0x01 graphic
= 411*10-7 [Pa*s]

0x01 graphic
= 159*10-7 [Pa*s]

0x01 graphic
= 250*10-7 [Pa*s]

0x01 graphic
= 180*10-7 [Pa*s]

0x01 graphic
= 190*10-7 [Pa*s]

Tobl = 313,15 [K]

Pobl = 101325 [Pa]

yA2 = 0,17[kmolA/kmoli]

yB2 = 0,06[kmolA/lmoli]

yc2 = 0,1[kmolA/kmoli]

yD2 = 0,39 [kmolA/kmoli]

yE2 = 0,28 [kmolA/kmoli]

yA1=4,08*10-3 [kmolA/kmoli]

yB1=0,072 [kmolB/kmoli]

yC1=0,12 [kmolC/kmoli]

yD1=0,468 [kmolC/kmoli]

yE1=0,336 [kmolC/kmoli]

0x01 graphic
=1,8*10-5 [Pa s]

ηg2=1,67*10-5 [P*s]

2.0. Parametry opisujące własności czynników

2.1. Lepkość

2.1.1. Lepkość mieszaniny gazów

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

2.1.2. Lepkość mieszaniny wody

  • wg [3] str.62, tablica 65.

ηc = 13,0427*10-4

Tkr,pA = 0,73 [K]

Tkr,pB = 1,64 [K]

Tkr,pC = 2,03 [K]

Tkr,pD= 2,49 [K]

Tkr,pE= 2,34 [K]

Pkr,pA = 0,013 [Pa]

Pkr,pB = 0,022 [Pa]

Pkr,pC = 0,02 [Pa]

Pkr,D = 0,03 [Pa]

kr,pE= 0,029 [Pa]

0x01 graphic
=1,4*10-5[Pa*s]

0x01 graphic
=1,15*10-5 [Pa*s]

0x01 graphic
=2,2*10-5 [Pa*s]

0x01 graphic
=1,8*10-5 {pa*s]

0x01 graphic
=1,81*10-5 [Pa*s]

0x01 graphic
=1,8*10-5 [Pa s]

ηg2=1,67*10-5 [P*s]

0x01 graphic
= 1,74*10-5 [P*s]

0x01 graphic
=6,531*10-4 [P*s]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 12

1.

2.

3.

MA =64,06 [kg/kmol]

MB =16,04 [kg/kmol]

MC =32,0 [kg/kmol]

MD = 28,02 [kg/kmol]

ME = 28,01 [kg/kmol]

Pobl = 101325 [Pa]

R = 8314,7 [J/kmol K]

Tobl =315,15 [K]

ρA= 2,49 [kg/m3]

ρB = 0,62[kg/m3]

ρC = 1,25 [kg/m3]

ρD = 1,09 [kg/m3]

ρE = 1,09 [kg/m3]

yA2 = 0,17[kmolA/kmoli]

yB2 = 0,06[kmolA/lmoli]

yc2 = 0,1[kmolA/kmoli]

yD2 = 0,39 [kmolA/kmoli]

yE2 = 0,28 [kmolA/kmoli]

yA1=4,08*10-3 [kmolA/kmoli]

yB1=0,072 [kmolB/kmoli]

yC1=0,12 [kmolC/kmoli]

yD1=0,468 [kmolC/kmoli]

yE1=0,336 [kmolC/kmoli]

2.2. Gęstość

2.2.1. Gęstość mieszaniny gazowej

0x08 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

2.2.2. Gęstość wody

- wg [3] str.64, tablica 66

ρc = 992,2 [kg/m3]

2.3. Dynamiczny, kinematyczny współczynnik dyfuzji

2.3.1. Kinematyczny współczynnik dyfuzji dla mieszaniny gazowej

0x08 graphic

ρA= 2,49 [kg/m3]

ρB = 0,62[kg/m3]

ρC = 1,25 [kg/m3]

ρD = 1,09 [kg/m3]

ρE = 1,09 [kg/m3]

ρg1 = 1,08 [kg/m3]

ρg2 = 1,32 [kg/m3]

0x01 graphic
= 1,2 [kg/m3]

ρc = 992,2 [kg/m3]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 13

1.

2.

3.

MA =64,06 [kg/kmol]

MB =16,04 [kg/kmol]

MC =32,0 [kg/kmol]

MD = 28,02 [kg/kmol]

ME = 28,01 [kg/kmol

νB = 25,6 [cm3/mol]

νA = 44,8 [cm3/mol]

νC = 29,6[cm3/mol]

νD = 31,2 [cm3/mol]

νE = 30,7[cm3/mol]

Tobl = 315,15[K]

P = 1 [atm]

0x01 graphic
=0,359 [m2/h]

0x01 graphic
=0,28 [m2/h]

0x01 graphic
=0,29 [m2/h]

0x01 graphic
=0,291 [m2/h]

0x01 graphic
=25,697 [m3/kmol]

DAM = 1,03*10-4 [m2/s]

0x01 graphic
=3,99*10-6

[kmol/m*s]

MA =64,06 [kg/kmol]

0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

0x01 graphic

2.3.3. Dynamiczny współczynnik dyfuzji dla mieszaniny gazowej

0x01 graphic

0x01 graphic

2.3.4. Kinematyczny współczynnik dyfuzji dla fazy ciekłej

- wg [3] tablica 99 dla T = 20oC odczytałam:

DA = 1,47*10-9 [m2/s]

0x01 graphic

0x01 graphic
=0,359 [m2/h]

0x01 graphic
=0,28 [m2/h]

0x01 graphic
=0,29 [m2/h]

0x01 graphic
=0,291 [m2/h]

DAM =0,261 [m2/h]

DAM = 1,03*10-4 [m2/s]

0x01 graphic
=3,99*10-6

[kmol/m*s]

0x01 graphic
=2,56*10-4

[kg/m*s]

DA = 5,38*10-15[m2/s]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 14

1.

2.

3.

DA = 5,38*10-15[m2/s]

Tobl =315,15 [K]

0x01 graphic
=6,531*10-4 [P*s]

DAobl = 2,58*10-9 [m2/s]

Mc = 18,02 [kg/kmol]

ρc = 992,2 [kg/m3]

YA1=4,1*10-3[kmolA/kmoli]

YA2= 0,205 [kmolA/kmoli]

0x01 graphic
= 0,00829 [kmolA/kmoli]

XA1 = 0 [kmolA/kmoli]

0x01 graphic
= 24,21 [-]

b = 3 [-]

0x01 graphic
=72,64 [-]

YA1=4,1*10-3[kmolA/kmoli]

YA2= 0,205 [kmolA/kmoli]

ρg2 = 1,32 [kg/m3]

0x01 graphic
= 0,8 [m3/s]

0x01 graphic

2.3.5. Dynamiczny współczynnik dyfuzji dla wody

0x01 graphic

3. Bilans masowy

3.1. Określenie minimalnego natężenia przepływu absorbenta

0x01 graphic

3.1.1. Założenie nadmiaru zastosowanego absorbenta

b = 1÷3

0x01 graphic

3.1.2.Wyznaczenie stężenia czynnika absorbowanego w fazie ciekłej

0x01 graphic

3.2. Masowe natężenie przepływu gazu dla przekroju

0x01 graphic

DAobl = 2,58*10-9 [m2/s]

0x01 graphic
= 1,42*10-7 [kmol/m*s]

0x01 graphic
= 9,10*10-6 [kg/m*s]

0x01 graphic
= 24,21 [-]

0x01 graphic
=72,64 [-]

XA2 = 2,76*10-3 [kmolA/kmoli]

0x01 graphic
= 1,05[kg/s]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 15

1.

2.

3.

MA =64,06 [kg/kmol]

MB =16,04 [kg/kmol]

MC =32,0 [kg/kmol]

MD = 28,02 [kg/kmol]

ME = 28,01 [kg/kmol

yA2 = 0,17[kmolA/kmoli]

yB2 = 0,06[kmolA/lmoli]

yc2 = 0,1[kmolA/kmoli]

yD2 = 0,39 [kmolA/kmoli]

yE2 = 0,28 [kmolA/kmoli]

yA1=4,08*10-3 [kmolA/kmoli]

yB1=0,072 [kmolB/kmoli]

yC1=0,12 [kmolC/kmoli]

yD1=0,468 [kmolC/kmoli]

yE1=0,336 [kmolC/kmoli]

0x01 graphic
= 0,058 [kmol/s]

0x01 graphic
= 1,11 [kg/s]

Mg2 = 15,05[kg/kmol]

0x01 graphic
'= 0,058[kmol/s]

Mg1 = 5,26[kg/kmol]

yB2 = 0,06[kmolA/lmoli]

yc2 = 0,1[kmolA/kmoli]

yD2 = 0,39 [kmolA/kmoli]

yE2 = 0,28 [kmolA/kmoli]

yB1=0,072 [kmolB/kmoli]

yC1=0,12 [kmolC/kmoli]

yD1=0,468 [kmolC/kmoli]

yE1=0,336 [kmolC/kmoli]

yA2 = 0,17[kmolA/kmoli]

0x01 graphic
= 21,88 [kg/s]

0x01 graphic
= 21,88[kg/s]

3.2.1. Masa molowa mieszaniny gazowej dla dwóch przekrojów i inertów

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

3.2.2 Molowe natężenie przepływu dla gazu

w przekroju (2)

0x01 graphic

3.2.3. Molowe natężenie przepływu inertu dla przekroju (2)

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Mg1 = 5,26[kg/kmol]

Mg2 = 15,05[kg/kmol]

Mi = 378,74[kg/kmol]

0x01 graphic
= 0,07 [kmol/s]

0x01 graphic
= 0,058 [kmol/s]

0x01 graphic
=0,305 [kg/s]

0x01 graphic
= 0,676 [kg/s]

0x01 graphic
= 21,88 [kg/s]

0x01 graphic
= 21,88[kg/s]

0x01 graphic
= 21,88[kg/s]

0x01 graphic
'= 0,058[kmol/s]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 16

1.

2.

3.

0x01 graphic
'= 0,058[kmol/s]

0x01 graphic
=72,64 [-]

0x01 graphic
= 4,2 [kmol/s]

Mc = 18,02 [kg/kmol]

yA2 = 0,17[kmolA/kmoli]

yB2 = 0,06[kmolA/lmoli]

yc2 = 0,1[kmolA/kmoli]

yD2 = 0,39 [kmolA/kmoli]

yE2 = 0,28 [kmolA/kmoli]

0x01 graphic
= 1,05[kg/s]

YA1=4,1*10-3[kmolA/kmoli]

YA2= 0,205 [kmolA/kmoli]

0x01 graphic
'= 0,058[kmol/s]

MA =64,06 [kg/kmol]

0x01 graphic
= 0,058 [kmol/s]

yA1=4,08*10-3 [kmolA/kmoli]

Mi = 378,74[kg/kmol]

YA3 = 0,104 [ kmolA/kmoli]

0x01 graphic

0x01 graphic

3.2.4. Wykonanie rzeczywistego bilansu masy i ciepła dla aparatu

0x01 graphic

3.2.5. Masa zaabsorbowanego składnika czynnego

0x01 graphic

0x01 graphic

3.2.6. Masowe natężenie przepływu dla przekroju

- dla przekroju 1

0x01 graphic

0x01 graphic

- masa molowa dla trzeciego przekroju

0x01 graphic

3.3. Wyznaczenie stosunków masowych dla przekroju

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
= 4,2 [kmol/s]

0x01 graphic
= 72,64 [kg/s]

0x01 graphic
=0,012 [kmol/s]

0x01 graphic
=4,18*10-3 [kmol/s]

0x01 graphic
=0,027 [kmol/s]

0x01 graphic
=0,019 [kmol/s]

0x01 graphic
=6,96*10-3 [kmol/s]

0x01 graphic
= 0,743 [kg/s]

0x01 graphic
=0,012 [kmol/s]

0x01 graphic
=2,37*10-4 [kmol/s]

0x01 graphic
= 0,015 [kg/s]

Mg3 = 348,98[kg/kmol]

XA3 = 2,76*10-3 [kmolA/kmoli]

YA3 = 0,104 [ kmolA/kmoli]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 17

1.

2.

3.

YA3 = 0,104 [ kmolA/kmoli]

Y*A1 = 0 [kmolA/kmoli]

Y*A2 =0,05 [kmolA/kmloi]

Y*A3 = 0,02 [kmolA/kmoli]

Y*A1t = 0,00037 [kmolA/kmoli]

YA1=4,1*10-3[kmolA/kmoli]

YA2= 0,205 [kmolA/kmoli]

ΔΠA1 = 3,72*10-3 [-]

ΔΠA2 = 0,137 [-]

ΔΠA3 = 0,08 [-]

ΔΠA1 = 3,72*10-3 [-]

ΔΠA2 = 0,137 [-]

ΔΠA3 = 0,08 [-]

4. Wykres stężeń

Z wykresu dołączonego do projektu odczytałam następujące wartości:

Y*A1 = 0 [kmolA/kmoli]

Y*A2 =0,05 [kmolA/kmloi]

Y*A3 = 0,02 [kmolA/kmoli]

X*A1 = 0,00043 [kmolA/kmoli]

X*A2 = 0,00276 [kmolA/kmoli]

X*A3 = 0,0051

X*A1t = 0,0000563 [kmolA/kmoli]

Y*A1t = 0,00037 [kmolA/kmoli]

5.0. Obliczenie średniego moduł napędowy procesu

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

(1+YA1)mog = 1,002 [-]

(1+YA2)mog = 1,127 [-]

(1+YA3)mog = 1,062 [-]

ΔΠA1 = 3,72*10-3 [-]

ΔΠA2 = 0,137 [-]

ΔΠA3 = 0,08 [-]

ΔΠAm = 0,018 [-]

ΔΠA23 = 0,06 [-]

ΔΠA31 = 0,027 [-]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 18

1.

2.

3.

MA =64,06 [kg/kmol]

Mi = 378,74[kg/kmol]

YA1=4,1*10-3[kmolA/kmoli]

YA2= 0,205 [kmolA/kmoli]

XA2 = 2,76*10-3 [kmolA/kmoli]

XA1 = [kmolA/kmoli]

WA2 = 0,035[-]

WA1 = 9,82*10-3 [-]

UA1 = 0 [-]

UA2 = 2,82*10-3[-]

0x01 graphic
= 3,46[-]

6. Wyznaczenie średnicy aparatu

6.1. Wstępny wybór wypełnienia

- jako wypełnienie wybieram pierścienie ceramiczne (nieuporządkowane)

o następujących parametrach: tablica 110 str.82, wg [3 ]

Powierzchnia jednostkowa wypełnienia:

a = 174 [m2/m3]

Porowatość wypełnienia:

ε = 0,81[m3/m3]

Średnica pierścieni:

d =0,025 [m]

6.2. Wyznaczenie prędkości przepływu na granicy zachłystywania

6.2.1. Wyznaczam masę molową dla składników inertnych

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

WA2 = 0,035[-]

WA1 = 9,82*10-3 [-]

UA1 = 0 [-]

UA2 = 2,82*10-3[-]

0x01 graphic
= 3,46[-]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 19

1.

2.

3.

ωg = 1,16 [m/s]

0x01 graphic
= 0,8 [m3/s]

f = 0,688 [m2]

frz = 0,785[m]

0x01 graphic
= 0,66 [m3/s]

0x01 graphic
= 0,8 [m3/s]

YA3 = 0,104 [ kmolA/kmoli]

Y*A1 = 0 [kmolA/kmoli]

Y*A2 =0,05 [kmolA/kmloi]

Y*A3 = 0,02 [kmolA/kmoli]

Y*A1t = 0,00037 [kmolA/kmoli]

YA1=4,1*10-3[kmolA/kmoli]

YA2= 0,205 [kmolA/kmoli]

złożenie: ωo = 0,5 ÷ 0,9

0x01 graphic

6.3. Powierzchnia przekroju absorbera

0x01 graphic

6.4. Średnica aparatu

0x01 graphic

Dobór znormalizowanej średnicy aparatu.

- przyjmuję średnicę rzeczywistą na podstawie [5]

Drz = 1 [m]

6.5. Powierzchnia przekroju rzeczywistego

0x01 graphic

6.6. Obliczenie rzeczywistej prędkości przepływu gazu

0x01 graphic

7. Obliczenia kinetyczne

7.1. Określenie zamiennika n

0x01 graphic

0x01 graphic

ωo = 1,45[m/s]

ωg = 1,16 [m/s]

f = 0,688 [m2]

Dobl =0,936 [m]

frz = 0,785[m]

ωgrz1 = 0,965 [m/s]

ωgrz3 = 1,16 [m/s]

ωgrz2 = 0,82 [m/s]

Ky1 = 6,57 [-]

Ky2 = 18,09 [-]

Ky3 = 14,48

r = 1,26 [-]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 20

1.

2.

3.

Ky1 = 6,57 [-]

Ky2 = 18,09 [-]

Ky3 = 14,48

r = 1,26 [-]

my1 = 8,28 [-]

my2 = 22,8 [-]

my3 = 18,24 [-]

YA3 = 0,104 [ kmolA/kmoli]

Y*A1 = 0 [kmolA/kmoli]

Y*A2 =0,05 [kmolA/kmloi]

Y*A3 = 0,02 [kmolA/kmoli]

Y*A1t = 0,00037 [kmolA/kmoli]

YA1=4,1*10-3[kmolA/kmoli]

YA2= 0,205 [kmolA/kmoli]

a = 174 [m2 /m3]

frz = 0,785[m]

0x01 graphic
=0,305 [kg/s]

0x01 graphic
= 0,676 [kg/s]

0x01 graphic
= 1,11 [kg/s]

de = 5,75*10-3 [m]

ge1 = 0,443 [ kg/m*s2]

ge3 = 0,983[kg/m*s2]

ge2 = 1,52[kg/m*s2]

0x01 graphic
= 1,74*10-5 [P*s]

MA =64,06 [kg/kmol]

Mg1 = 5,26[kg/kmol]

Mg2 = 15,05[kg/kmol]

Mg3 = 348,98[kg/kmol]

0x01 graphic

0x01 graphic

7.2. Dobór odpowiedniego równania kryterialnego

7.2.1. Średnica zastępcza dla fazy gazowej

0x01 graphic

7.2.2. Zastępcza prędkość masowa

0x01 graphic

7.2.3. Liczba Reynoldsa

0x01 graphic

7.2.4. Liczba Shmidta

0x01 graphic

my1 = 8,28 [-]

my2 = 22,8 [-]

my3 = 18,24 [-]

n1 = 8,28 [-]

n2 = 21,78 [-]

n3 = 17,91

de = 5,75*10-5 [m]

ge1 = 0,443 [ kg/m*s2]

ge3 = 0,983[kg/m*s2]

ge2 = 1,52[kg/m*s2]

Reg1 = 146,65[-]

Reg3 =325,303[-]

Reg2 =503,96 [-]

m1 = 12,19[-]

m2 = 4,26 [-]

m3 = 0,184 [-]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 21

1.

2.

3.

m1 = 12,19[-]

m2 = 4,26 [-]

m3 = 0,184 [-]

0x01 graphic
= 1,74*10-5 [P*s]

0x01 graphic
=2,56*10-4

[kg/m*s]

Scg1 = 0,829 [-]

Scg2 = 0,289 [-]

Scg3 = 0,012 [-]

Reg1 = 146,65[-]

Reg3 =325,303[-]

Reg2 =503,96 [-]

Shg1 = 25,41[-]

Shg3 = 12,04[-]

Shg2 = 48,21[-]

0x01 graphic
=3,99*10-6

[kmol/m*s]

d = 0,025 [m]

0x01 graphic
= 72,64 [kg/s]

frz = 0,785[m]

d = 0,025 [m]

gec = 109,96[kg/m*s2]

0x01 graphic
=6,531*10-4 [P*s]

MA =64,06 [kg/kmol]

Mc = 18,02 [kg/kmol]

mc = 3,56 [-]

0x01 graphic

7.2.5. Liczba Sherwooda

- dla pierścieni ceramicznych

C = 0,11

A = 0,33

B = 0,8

0x01 graphic

7.2.6. Obliczenie współczynnika wnikania masy dla fazy gazowej

0x01 graphic

7.3. Dobór równania kryterialnego dla fazy ciekłej

7.3.1 Zastępcza prędkość masowa

0x01 graphic

7.3.2. Liczba Reynoldsa

0x01 graphic

7.3.3. Liczba Shmidta

0x01 graphic

0x01 graphic

Scg1 = 0,829 [-]

Scg2 = 0,289 [-]

Scg3 = 0,012 [-]

Shg1 = 25,41[-]

Shg3 = 12,04[-]

Shg2 = 48,21[-]

β'g1 = 4,06*10-3 [kmol/m*s]

β'g3 = 1,92*10-3 [kmol/m*s]

β'g2 = 7,69*10-3 [kmol/m*s]

gec = 109,96[kg/m*s2]

Rec = 967,61[-]

mc = 3,56 [-]

Scc = 255,07[kmol/m2*s]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 22

1.

2.

3.

Rec = 967,61[-]

Scc = 255,07[kmol/m2*s]

Shc = 8,73 [-]

0x01 graphic
= 9,10*10-6 [kg/m*s]

β'c = 0,035[kmol/m2*s]

β'g1 = 4,06*10-3 [kmol/m*s]

β'g3 = 1,92*10-3 [kmol/m*s]

β'g2 = 7,69*10-3 [kmol/m*s]

7.3.4. Liczba Sherwooda dla fazy ciekłej

A = 0,66

B = 0,33

C = 0,015

0x01 graphic

7.3.5. Współczynnik wnikania masy po stronie fazy ciekłej

wg [1] tablica III - 4, str. 596

υz = 35,34*10-6

0x01 graphic

7.4. Współczynnik wnikania masy

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

8.0. Obliczam teoretyczną powierzchnię wymiany masy

0x01 graphic

0x01 graphic

F = F31 + F 23

9.0.Wyznaczenie wartości współczynnika użyteczności powierzchni

- wg [3], str.273, tabela 4-9

Shc = 8,73 [-]

β'c = 0,035[kmol/m2*s]

0x01 graphic
= 2,07*10-3[kmol/m2*s]

0x01 graphic
= 1,33*10-3 [kmol/m2*s]

0x01 graphic
= 9,7*10-4 [kmol/m2*s]

0x01 graphic
= 1,51*10-3 [kmol/m2*s]

0x01 graphic
= 1,52*10-3 [kmol/m2*s]

F23 = 83,85[m2]

F31 = 140,29[m2]

F = 224,14[m2]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 23

1.

2.

3.

f(wo) = 3,94 [-]

a = 174 [m2/m3]

F = 224,14[m2]

φ = 1

F = 610,43 [m2]

φ = 1 [-]

Frz = 224,14[m2]

frz = 0,785[m]

a = 174 [m2/m3]

a = 174 [m2/m3]

ε = 0,81 [m3/m3]

0x01 graphic

f(wo) = 3,94 [-]

0x01 graphic

φ > 1, zakładam φ = 1

10.0.Obliczanie rzeczywistej wymiany masy

0x01 graphic

11.0.Określenie wysokości warstwy wypełnienia

0x01 graphic

Hrz = H+35%H

12.0. Warunek smukłości aparatu

0x01 graphic

0x01 graphic

13.0. Hydrodynamika kolumny z wypełnieniem

13.1. Sprawdzenie warunku na zachłystywanie się wymiennika

13.1.1. Średnica zastępcza

0x01 graphic

wo = 1,76[m3/m2*s]

wo = 398,96[m3/m2*h]

φ = 1,42 [-]

φ = 1

Frz = 224,14[m2]

H = 1,64[m]

Hrz = 3,77[-]

dep = 0,019 [m]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 24

1.

2.

3.

dep = 0,019 [m]

ε = 0,81 [m3/m3]

ge1 = 0,443 [ kg/m*s2]

ge3 = 0,983[kg/m*s2]

ge2 = 1,52[kg/m*s2]

0x01 graphic
= 1,74*10-5 [P*s]

Rep1 = 184,04[-]

Rep2 = 622,17[-]

Rep3 = 401,61[-]

f1 = 1,34 [-]

f2 = 1,05 [-]

f3 = 1,15 [-]

ε = 0,81 [m3/m3]

ge1 = 0,443 [ kg/m*s2]

ge3 = 0,983[kg/m*s2]

ge2 = 1,52[kg/m*s2]

d = 0,025 [m]

Hrz = 3,77[-]

0x01 graphic
= 1,2 [kg/m3]

dPs1 = 15,376[Pa]

dPs2 = 116,51[Pa]

dPs3 = 63,36[-]

β = 0,0512 [-]

Azr = 4,27*105[-]

dPs = 63,36[Pa]

f1 = 1,34 [-]

f2 = 1,05 [-]

f3 = 1,15 [-]

13.1.2. Liczba Reynoldsa

0x01 graphic

13.1.3. Współczynnik Flaminga

0x01 graphic

13.2.Obliczenie oporu przepływu przez warstwę

13.2.1. Opór przepływu przez warstwę suchego wypełnienia

0x01 graphic

0x01 graphic

13.2.2. Opór przepływu przez warstwę wypełnienia zraszanego

0x01 graphic

0x01 graphic

13.3. Sprawdzenie zachłystywania się kolumny

0x01 graphic

Rep1 = 184,04[-]

Rep2 = 622,17[-]

Rep3 = 401,61[-]

dPs1 = 15,376[Pa]

dPs2 = 116,51[Pa]

dPs3 = 63,36[-]

dPs = 63,36[Pa]

Azr = 4,27*105[-]

dPzr = 2,7*107 [Pa]

π12 = 0,031[-]

π21 = 8,19[-]

π22 = 2,63 [-]

π1 = 0,027 [-]

π2 = 5,41 [-]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 25

1.

2.

3.

π12 = 0,031[-]

π21 = 8,19[-]

π22 = 2,63 [-]

dep = 0,019 [m]

ε = 0,81 [m3/m3]

gec = 109,96[kg/m*s2]

0x01 graphic
=6,531*10-4 [P*s]

0x01 graphic
=6,531*10-4 [P*s]

Rezc = 3870[-]

hd = 4,83*10-3 [m]

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

- wg [1], str.456, rys4-6

πgr = 2.8[-]

13.4.Określenie ilości zawieszonej cieczy na wypełnieniu

13.4.1. Ilość cieczy zatrzymanej na wypełnieniu wyrażona statycznie

0x01 graphic

0x01 graphic

13.4.2. Ilość cieczy zatrzymanej na wypełnieniu wyrażona dynamicznie

0x01 graphic

hc = hs + hd

π12 = 0,031[-]

π21 = 8,19[-]

π22 = 2,63 [-]

π1 = 0,027 [-]

π2 = 5,41 [-]

hs = 0,018 [m]

Rezc = 3870[-]

hd = 4,83*10-3 [m]

hc = 0,023 [m]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 26

1.

2.

3.

Tobl = 315 [K]

Re = 24,5*107 [Pa]

A1 = 0,561 [-]

Re, Tobl = 1,96*108 [Pa]

Xe = 1,65 [-]

Dt =0,936 [m]

Drz = 1 [m]

Pobl = 101325 [Pa]

kr = 1,19*108 [Pa]

z = 0,8 [-]

Obliczenia konstrukcyjno - wytrzymałościowe

14. Dobór optymalnych warunków pracy aparatu

Absorpcja dwutlenku siarki zachodzi w temperaturze 40oC i przy ciśnieniu p = 1 [atm]. Dwutlenek siarki trudno rozpuszcza się w wodzie. Im niższa temperatura i wyższe ciśnienie tym rozpuszczanie zachodzi lepiej

15.Obliczenia konstrukcyjno-wytrzymałościowe

15.1. Dobór materiału konstrukcyjnego

Jako materiał konstrukcyjny zastosowano stal 0H13-odporną na korozję.

Atmosferyczną i międzykrystaliczną, na działanie wód naturalnych pary wodnej

i rozcieńczonych kwasów, gorących par ropy naftowej, spawalną. [1N]

    1. Obliczenie grubości płaszcza

15.2.1. Obliczenie naprężenia dopuszczalnego

0x01 graphic

Re,Tobl = A1Re

15.2.2. Obliczenie naprężeń dopuszczalnych

0x01 graphic

15.2.3. Obliczenie współczynnika wytrzymałościowego

z = 1*zdop

0x01 graphic

15.2.4.Obliczenie grubości ścianki

0x01 graphic

A1 = 0,561 [-]

Re, Tobl = 1,96*108 [Pa]

kr = 1,19*108 [Pa]

z = 0,8 [-]

β1 = 0,794[-]

go = 4,63*10-4 [m]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 27

1.

2.

3.

τ =10 [lat]

c1 = 0,0008 [m]

c3 = 0 [m]

go = 4,63*10-4 [m]

c = 1,8*10-3 [m]

grz = 0,004[m]

Dw = 1[m]

wg = 15 [m/s]

dkrz = 0,273 [m]

Dz = 1,008 [m]

Xr = 1,55 [-]

Re, Tobl = 1,96*108 [Pa]

15.2.5.Obliczenie rzeczywistej grubości ścianki

0x01 graphic

c = c1 + c2 + c3

g = go+ c

wg [2N]

grz = 0,004[m]

grz g

15.2.6. Obliczam średnicę zewnętrzną wymiennika masy

Dz = Dw +2 grz

15.3. Obliczam grubość ścianki dennicy

Założenie: gdz = 0,004[m]

0x01 graphic

15.3.1.Wyznaczenie współczynnika wyoblania

Hz1 = Hw + gdz

0x01 graphic

- wg [6], str.168

yw = 5,1 [-]

15.3.2. Obliczenie naprężeń dopuszczalnych na rozrywanie

0x01 graphic

0x01 graphic

gdz gdo

gdz= 0,004[m]

c2 = 1*10-3 [m]

c = 1,8*10-3 [m]

g = 2,45 *10-3 [m]

Dz = 1,008 [m]

ϖ = 4,3[-]

Hz1 = 0,254 [m]

kr1 = 1,27*108 [Pa]

gdo = 3,09*10-3 [m]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 28

1.

2.

3.

do = 0,02 [m]

t = 0,05 [m]

Dw = 1 [m]

D = 0,94 [m]

γw = 505 [kG/m3]

γwyp = 22,87 [N/m3]

γm = 5,18*103[N/m3]

Hrz = 3,77[-]

t1 = 0,02 [m]

Q = 390,69[N]

Dw = 1 [m]

    1. Dobór zraszacza i obliczenia z nim związane

Jako zraszacz zastosowano zraszacz rurowy

      1. Podziałka

0x01 graphic

D = Dw - 2 t- do

15.4.2. Liczba rurek w zraszaczu

- rurki ułożone są heksogenalnie w zraszaczu

- wg [2] tablica A15a str.142

D/t = 17,6

i = 18,8 [sztuk]

dobrano i = 19 [sztuk]

Jako układ poziomujący zastosowano trzy łapy o W=0,180m(jedna przyspawana do zraszacza, dwie zamocowane za pomocą śrub, dających

regulację zawieszenia).

UWAGA : króciec dla cieczy wlotowej umieszczony jest współśrodkowo w króćcu o większej średnicy

15.5. Ruszt i obliczenia z nim związane

Wymiary pierścienia nośnego

0x01 graphic

Mpr = 51[kg]

15.5.1. Ciężar całkowity przypadający na podziałkę najdłuższego płaskownika

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

15.5.2. Obliczam obciążenie ciągłe

0x01 graphic

t = 0,05 [m]

D = 0,94 [m]

γwyp = 22,87 [N/m3]

γs = 224,39[N/m3]

γm = 5,18*103[N/m3]

Q = 390,69[N]

q = 390,69[N/m]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 29

1.

2.

3.

Dw = 1 [m]

sp = 0,03 [m]

lmax = 0,92[m]

q = 390,69[N/m]

Re, Tobl = 1,96*108 [Pa]

Mmax = 41,34[N/m]

Wy = 3,1*10-7 [m3]

s2 = 0,009 [m]

hnom = 0,014 [m]

s2 = 0,009 [m]

Dw = 1 [m]

Qp = 11,09[N]

Q = 390,69[N]

E = 2,13*1011 [N/m2]

Q 1 = 401,78[N]

lmax = 0,92 [m]

15.5.3. Maksymalny moment gnący

0x01 graphic

0x01 graphic

15.5.4. Wskaźnik wytrzymałości przekroju, dopuszczalne na zginanie

0x01 graphic

0x01 graphic

15.5.5. Wysokość płaskownika

Założenie: s2 = 0,8÷10 [mm]

0x01 graphic

wg [14N] hnom = 0,014 [m]

15.5.6. Moment bezwładności dla powierzchni przekroju

0x01 graphic

15.5.7. Sprawdzenie strzałki ugięcia

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

lmax = 0,92 [m]

Mmax = 41,34[N/m]

kg1 = 1,333*108 [N/m]

Wy = 3,1*10-7 [m3]

hp = 0,014 [m]

ly = 2,06*10-9 [m4]

Qp = 11,09[N]

Q 1 = 401,78[N]

fs = 9,29*10-3 [m]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 30

1.

2.

3.

s2 = 0,009 [m]

t1 = 0,02[m]

hnom = 0,028 [m]

ρg2 = 1,32 [kg/m3]

w = 15 [m/s]

0x01 graphic
= 1,05 [kg/s]

0x01 graphic
= 0,305 [kg/s]

0x01 graphic
= 75,63[kg/s]

ωc = 20 [m/s]

ρc = 992,2 [kg/m3]

15.5.8. Procent powierzchni zajmowany przez płaskowniki

0x01 graphic

Wysokość płaskownika łączącego

0x01 graphic

15.6. Dobór urządzenia odkraplającego

Jako odkraplacz dobrano warstwę pierścieni Raschiga o wymiarach

0x01 graphic

H -0,3 [m].

15.7. Dobór armatury na podstawie norm

15.7.1.Obliczam średnicę króćców

- dla mieszaniny gazowej

0x01 graphic

wg [11N] dkrw1 = 0,273 [m]

0x01 graphic

wg [11N] dkrw2 = 0,200 [m]

- dla cieczy

0x01 graphic

wg [11N] dkrwc = 0,080 [m]

15.7.2. Dobór włazu

-właz Pz - 1,6/400 /200/N/Polonit K-100 [6N]

M24*100 Mw = 83,66[kg]

α = 45%

h2 = 0,007 [m]

dw2= 0,26 [m]

dw1 =0,26 [m]

dw2= 0,155 [m]

dc = 0,07 [m]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 31

1.

2.

3.

Pobl = 101325 [Pa]

Dw = 1 [m]

grz = 0,004[m]

c2 = 1*10-3 [m]

kr = 1,19*108 [Pa]

Dz = 1,008 [m]

dwwl = 0,4 [m]

15.7.3. Uszczelki, manometry, termometr

Uszczelki dla włazu:

dwie uszczelki płaskie 0,1/400/3 [6N]

Uszczelka dla kołnierza

Uszczelka płaska: 0,1/1000/3

Dobrano materiał do uszczelnienia: fibra . [7N]

Cisieniomierz M 100 R 4/0-1,6 [8N]

Cieczowskaz

140/186 - N [9N]

Dobrano jeden cieczowskaz ze szkłem refleksyjnym z korpusem ze stali; uszczelka pod cieczowskaz:

Termometr

Termometr przemysłowy 160 (K 90)

0-150/1/100 [14N]

16.0. Średnica największego otworu niewymagającego wzmocnienia

16.1. Dla króćca dkrwg

16.1.1. Obliczam współczynnik wytrzymałościowy powłoki osłabionej otworem

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

zr = 0,186 [-]

dnom = 0,152 [m]

db = 0,351 [m]

Fstr = 1,81*10-3 [m]

Fwzm = 7,2*10-4 [m]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 32

1.

2.

3.

Hrz = 3,77[-]

Hpr = 0,010 [m]

Dz = 1,008 [m]

Dw = 1,0 [m]

ρst = 7700 [kg/m3]

Hp = 4,03[m]

Dw = 1,0 [m]

Hrz = 3,77[-]

γwyp = 22,87 [N/m3]

Hok = 0,3 [m]

γwyp = 22,87 [N/m3]

Mp = 586,68[kg]

Mw = 83,66[kg]

Md = 39 [kg]

Mk = 90 [kg]

Mkrg = 61,3 [kg]

Mzr = 40 [kg]

Mkrc = 11,39 [kg]

Map = 1293,72[kg]

Mok = 5,39[kg]

Ms = 52,66[kg]

Dw = 1 [m]

Hp = 4,03[m]

Vd = 0,131 [m3]

ρc = 992,2 [kg/m3]

Moz = 3270,44[kg]

M = 1351,77[kg]

17.0. Określenie masy aparatu

17.1. Masa aparatu pustego i zalanego

17.1.1. Masa płaszcza

0x01 graphic

0x01 graphic

17.1.2. Masa wypełnienia suchego

0x01 graphic

17.1.3.Masa odkraplacza

0x01 graphic

17.2. Całkowita masa aparatu pustego

17.2.1. Bez wypełnienia i odkraplacza

0x01 graphic

17.2.2. Z odkraplaczem i wypełnieniem

Mpl = 0,88(Dw -0,5)

0x01 graphic

17.3. Całkowita masa aparatu zalanego

0x01 graphic

Macz = Maz + M

Hp = 4,03 [m]

Mp = 586,68[kg]

Ms = 52,66[kg]

Mok = 5,39[kg]

Map = 1293,72[kg]

Mpl = 0,612 [kg]

M = 1351,77[kg]

Moz = 3270,44[kg]

Macz = 4622,21[kg]

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 33

1.

2.

3.

18.0. Dobór łap pod aparat

wg [15N] BN - 221264/-02

Trzy łapy wspornikowe 125 W

Nr 9

A. Kołakowska

Str. 34

LITERATURA

[1]

Hobler T."Dyfuzyjny ruch masy i absorbery" wydanie 2 zmienione i uzupełnione

Wydawnictwo Naukowo - Techniczne, Warszawa 1976.

[2]

Broniarz - Press L." Inżyniwria chemiczna i Procesowa" cz. II " Procesy wymiany ciepła"

Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej 2001

[3]

"Materiały pomocnicze do ćwiczeń i projektów do iżynierii chemicznej"

Zakład Inżynierii i Aparatury Chemicznej. Instytut Technologii i Inżynierii Chemicznej

Politechniki Poznańskiej, Poznań 1997

[4]

Kurmaz L. W. "Podstawy Konstrukcji Maszyn" Kielce 1998

[5]

Luty W. " Poradnik Inżyniera, obróbka cieplna stopów żelaza"

WYKAZ NORM

[1N]

PN - 71/H - 96020

[2N]

BN - 65/2002 - 02

[3N]

PN - 75/M - 35412

[4N]

BN - 75/2211 - 34

[5N]

BN - 75/2211 - 32

[6N]

BN - 83/2211 - 25/02

[7N]

PN/H - 74385

[8N]

PN - 88/M - 42304

[9N]

BN - 63/2213 - 10

[10N]

BN - 63/2213 - 11

[11N]

BN-76/2211-40

[12N]

BN - 64/2212 - 02

[13N]

[14N]

[15N]

BN - 64/2212 - 03

PN - 72/H - 93202

BN - 221264/-02

2

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Kopia projekt2
Kopia projekt ze zmianą B, Budownictwo, semestr 4, Budownictwo wodne podstawy
Kopia Projekt dzifny
Kopia PROJEKT ZL61
Kopia (2) Projekt, Skrypty, UR - materiały ze studiów, studia, studia, 3 STASZEK, Odwodnienia
Kopia PROJEKT-WYMIENNIK-Alicja, Studia, UTP Ochrona środowiska, III rok, Semestr VI, Aparatura OS
Kopia Projekt GTG 1 Parusel
Kopia projekt gorII 2008
Kopia Projekt, Fizyka Budowli - WSTiP, fizyka budowli(5), fizyka budowli, Fizyka Budowli, Grzechulsk
Kopia Projekt budowlany, budownictwo ogólne
Kopia projekt spawalnictwo
Kopia Projekt prafabrykowanej hali (P 70)
Kopia projekt2
~$pia Projekt 3 oryginał (2) doc
Kopia projekt 2 biomasa sadsa

więcej podobnych podstron