Курсовое и дипломное проектирование. Дворецкий С.И - 11 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

принципиально нового технологического оборудования непрерывного действия и приборов автоматического
контроля качества производимой продукции. Одновременно с конструированием новых аппаратов и приборов
необходимо определять оптимальные условия их функционирования в технологической схеме производства.
При выборе типа технологического оборудования студентом разрабатывает требования к аппарату,
которые учитывают необходимость реализации определенных физико-химических явлений, заложенных в
эскизной технологической схеме [2]. Требования рекомендуется разделять на технологические,
конструктивные, эксплуатационные, экономические и др. Далее требования условно делят на основные и
дополнительные. Невыполнение основных требований приводит к прекращению функционирования аппарата,
невыполнение дополнительных требований – к ухудшению технологических или технико-экономических
показателей эффективности аппарата. Все требования можно оценивать коэффициентом значимости K
з
,
представляющий собой параметр, изменяющийся в диапазоне 1÷10 и оценивающий степень необходимости
удовлетворения данным требованиям. Коэффициенты значимости требований определяются методом
экспертных оценок.
Вначале студентом осуществляется попытка поиска стандартного оборудования, в достаточной степени
удовлетворяющего совокупности требований, по каталогам стандартного оборудования [40 – 45, 47]. Если
стандартное оборудование, не удовлетворяет разработанным требованиям, то принимается решение о
целесообразности разработки нестандартного оборудования [2].
3.3 Расчет и подбор основного технологического оборудования
Руководствуясь эскизным вариантом технологической схемы, студент приступает к технологическому,
энергетическому и механическому расчету оборудования.
3.3.1 Технологический расчет оборудования
На первом этапе расчета студент составляет материальный баланс каждой стадии технологического
процесса с использованием уравнений материального баланса. Целью материального расчета является
определение расходных коэффициентов по сырью, объемно-реакционной массы, количества отходов, сточных
вод и газовыделений на каждой стадии технологического процесса.
Уравнения материального баланса составляются на основании закона сохранения массы
∑
∑
=
конисх
GG ,
где
исх
G ,
кон
G – масса исходных и полученных веществ.
При составлении уравнений материального баланса необходимо учитывать все компоненты,
загружаемые в аппарат, и выходящие (выгружаемые) из аппарата в ходе процесса (исходные реагенты,
продукты реакции, растворители, примеси в исходном сырье и растворителях, примеси, образующиеся в ходе
реакции и т.п.).
Материальный расчет можно проводить двумя способами:
Первый способ – расчет на 1 т готового продукта. При этом получают расходные коэффициенты по
сырью, объемы реакционных масс, приходящиеся на 1 т готового продукта. При проведении расчета
первоначально определяют общий выход от теоретического для всего процесса:
Nk
η
η
η
η
=
η
......
21общ
,
где
k
η
– выход от теоретического на k-ой стадии процесса; N – число стадий химико-технологического
процесса.
Используя общий выход и стехиометрическое соотношение основного продукта и основного
сырья, определяют его количество (расходный коэффициент) на первой стадии. Далее, с учетом
исходных данных проводят последовательно материальный расчет для всех стадий процесса.
Второй способ – расчет на одну операцию для периодического процесса и часовую производительность –
для непрерывного. В этом случае получают реальные загрузки в аппараты и объемы реакционных масс.
Материальный баланс является базой для составления теплового баланса, который выполняется на
основании закона сохранения энергии
п
QQQQ
kPn
+=+
∑
∑
,
где
∑
n
Q – количество теплоты, поступающее в аппарат;
P
Q – тепловой эффект процесса;
∑
k
Q –
количество теплоты, выносимое из аппарата;
п
Q – тепловые потери в окружающую среду.
После составления материального баланса и теплового для всех технологических стадий проводят расчет
конструктивных размеров и подбор технологического оборудования, необходимого для обеспечения заданной
производительности по готовому продукту. При этом должны быть известны кинетические закономерности
гидромеханических, тепловых, массообменных и химических процессов, которые могут быть
сформулированы в виде общего закона: скорость процесса прямо пропорциональна движущей силе и обратно
пропорциональна сопротивлению [85].
Для движения потоков материалов (жидкости или газа) через аппарат:
PK
R
P
Sd
dV
∆=
∆
=
τ
1
1
,

Страницы