Расчет ректификационной установки (стр. 1 )

Министерство образования Российской Федерации

Саратовский государственный технический университет

РАСЧЕТ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

Методические указания и задания

к выполнению курсового проекта

по курсу «Основные процессы и аппараты химической технологии»

для студентов специальностей: 25.03.00, 25.06.00 и направления 55.08.00

и по курсу «Процессы и оборудование отрасли»

для студентов специальности 17.05.00 и направления 65.54.00

Одобрено

редакционно–издательским советом

Саратовского государственного

технического университета

Саратов 2004

Цель данного проектирования – привить студентам навыки самостоятельной работы в области расчета ректификационных установок, закрепить и расширить знания по теоретическому курсу, ознакомить со справочной литературой, ГОСТами, нормалями, а также развить навыки по графическому оформлению проектов.

Курсовой проект выполняется студентом самостоятельно по индивидуальному заданию после того, как прослушан курс лекций по процессам и аппаратам химической технологии и выполнены лабораторные работы по этому курсу.

Данные методические указания включают задание на проектирование по расчету ректификационной установки для двадцати вариантов, методические указания, список рекомендуемой литературы и знакомит студентов с требованиями, предъявляемыми к курсовому проекту (расчетно–пояснительной записке и графической части).

ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНО–ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ

Расчетно–пояснительная записка должна быть написана четко и аккуратно на одной стороне листов белой бумаги формата А4 по ГОСТ 2.301–68. Размер полей: левого – 30 мм; правого – 10 мм; верхнего и нижнего – 20 мм. Текст может быть печатным либо рукописным.

Записка должна быть написана грамотно, без сокращений, с ясно выделенными заголовками. Расстояние между заголовком и последующим текстом 10÷15 мм, расстояние между строками от 7 до 10 мм, предпочтительные размеры шрифтов 2.5, 3.5 или 5 мм по ГОСТ 2.304–81 (при использовании текстовых редакторов: одинарный интервал, шрифт – Times New Roman, 12 или 14 pt).

Материал в пояснительной записке рекомендуется располагать в следующей последовательности:

1) титульный лист;

2) задание на курсовой проект;

3) оглавление, содержащее все разделы пояснительной записки с указанием номера страницы (оглавление оформляется тогда, когда вся записка переписана и пронумерованы все страницы);

4) введение (в виде краткого литературного обзора по теме);

5) технологическая схема установки с подробным описанием ее работы;

6) расчеты, отражающие содержание расчетно–пояснительной записки согласно заданию на проектирование;

7) заключительная часть, содержащая выводы по выполняемому проекту;

8) список использованной литературы, включающий фамилии и инициалы авторов, полное название книги, журнала, и т. д., наименование издательства и год издания.

Каждый раздел записки начинается с новой страницы и имеет заголовок, выполненный прописными буквами и размещаемый по центру ширины страницы. В конце заголовка точка не ставится. Если заголовок состоит из нескольких предложений их разделяют точкой. Не допускается подчёркивать заголовки, переносить слова в заголовках и помещать заголовки разделов на отдельных страницах документа. Наименования подразделов, пунктов выполняются строчными буквами и помещаются с красной строки текста.

Нумерация страниц в записке должна быть сквозной и помещаться в верхнем правом углу листа. Первой страницей является титульный лист, далее задание, содержание и т. д. Номер страницы проставляется, начиная со второй. В ней должны быть приведены все требуемые расчеты с четко выполненными расчетными схемами. Примерный объем пояснительной записки – 30÷40 рукописных страниц.

Формулы, используемые в расчете, даются вначале в алгебраической форме, затем следуют пояснения обозначений и размерностей всех входящих в формулу физических величин. После этого проставляются числовые значения физических величин и производятся вычисления. Все расчеты и конечные результаты должны выражаться в системе СИ.

В тексте записки должны быть ссылки на литературные источники для всех расчетных формул, физических величин и другие данные, взятые из литературы. Ссылки на литературу следует делать в виде заключенного в квадратные скобки номера источника по прилагаемому в конце записки списку использованной литературы.

В пояснительную записку следует обязательно включать технологическую схему, расчетные графики, выполненные на миллиметровой бумаге, эскизы и др. Описание технологической схемы должно быть увязано с ее графическим изображением. Все иллюстрации (схемы технологические, схемы гидравлические, эскизы, графики, фотоснимки, светокопии и т. д.) называют рисунками. Рисункам дают название и нумеруют арабскими цифрами. Рисунки помещают сразу же после первого упоминания о них.

В конце пояснительной записки приложить 2 листа чистой бумаги для заметок руководителя. Записка должна быть аккуратно переплетена ватманом с соответствующим оформлением титульного листа (приложение 1).

ОФОРМЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТА

Графическая часть курсового проекта выполняется на листах ватмана формата А1 (594 × 841 мм) ГОСТ 2.301–68.

Чертежи выполняются в карандаше с соблюдением всех правил оформления машиностроительных чертежей в соответствии с ЕСКД. Допускается выполнение чертежей на ЭВМ. Число проекций на листе должно давать полное представление о проектируемом объекте. Степень заполнения листов – не менее 70%.

На чертеже общего вида аппарата надо дать разрезы и сечения, чтобы по возможности полно показать конструкцию аппарата, привести техническую характеристику аппарата, содержащую основные данные об аппарате и технические требования.

На листе в правом нижнем углу размещается штамп – основная надпись для чертежей и схем. Согласно ГОСТ 2.101–68 спецификацию составляют на отдельных листах (формат А4).

Основные надписи на чертежах и спецификациях курсового проекта должны выполняться в соответствии с ГОСТ 2.104–68.

ЗАЩИТА ПРОЕКТА

1) Защита студентом курсового проекта производится после его выполнения при наличии разрешающей подписи руководителя на расчетно–пояснительной записке.

2) Проект защищается перед комиссией в составе не менее трех преподавателей.

3) Студент должен уметь кратко (5–7 минут) доложить основные положения проекта и ответить по существу на предложенные вопросы.

4) Оценка работы студента производится по пятибалльной системе и определяется на основе качества и самостоятельности выполнения курсового проекта, усвоения основного теоретического материала, умения обосновать выдвигаемые положения.

Студенты заочной формы обучения должны выполнять курсовой проект в указанный в учебном плане срок и присылать готовый проект в институт на рецензию. Проект фиксируется в деканате и на кафедре, после чего передается руководителю на проверку. Проверенный курсовой проект с замечаниями руководителя деканат пересылает студенту. По указанию руководителя студент исправляет ошибки или дорабатывает курсовой проект. В отдельных случаях, когда проект признается неудовлетворительным, его следует частично или полностью переделать. В этом случае проект присылается на повторную рецензию. Защита курсового проекта производится только во время экзаменационной сессии. При явке на сессию с непроверенным проектом последний к рассмотрению не принимается.

ВЫБОР ВАРИАНТА ЗАДАНИЯ

(для студентов заочного обучения)

Номер варианта задания выбирается по последним двум цифрам его учебного шифра. При этом если заканчивается цифрами от 01 до 20 включительно, то это число соответствует номеру варианта задания. Если же цифры составляют от 21 до 40, то из этого числа нужно вычесть 20, от 41 до 60 – вычесть 40, от 61 до 80 – вычесть 60, от 81 до 99 – вычесть 80.

Например, если шифр заканчивается цифрами 87, то следует выполнять седьмой вариант (87 – 80 = 7). Если шифр заканчивается цифрами 74, то 74 – 60 = 14, и выполнять следует четырнадцатый вариант.

Примечание. В случае если шифр оканчивается на два нуля, то выбирается двадцатый вариант.

Задания (варианты) на проектирование студентам дневной формы обучения выдаются руководителями непосредственно на занятиях.

ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Произвести расчет ректификационной установки непрерывного действия для разделения двухкомпонентной смеси. установка состоит из колонны и четырех теплообменных аппаратов (рис. 1): 1) подогревателя исходной смеси; 2) дефлегматора; 3) холодильника дистиллята; 4) испарителя кубового остатка (кипятильника).

Производительность установки по исходной смеси F т/ч, содержащей массовых процентов низкокипящего компонента (НК) смеси. Дистиллят должен содержать массовых процентов НК, кубовый остаток массовых процентов НК.

Исходная смесь перед подачей в колонну подогревается в подогревателе исходной смеси до температуры кипения за счет теплоты кубового остатка. Начальная температура исходной смеси tн.

Пары, поступающие в дефлегматор, полностью конденсируются, и конденсат выходит при температуре насыщения. Часть конденсата в виде флегмы направляется обратно в колонну, а другая часть (дистиллят) поступает в холодильник, где охлаждается до температуры tх.

Рис. 1. Схема ректификационной установки: 1 – колонна; 2 – дефлегматор; 3 – холодильник; 4 – кипятильник; 5 – подогреватель

Для конденсации паров в дефлегматоре и охлаждения дистиллята в холодильнике используется вода с одинаковыми начальными и конечными параметрами: температура воды на входе t1, на выходе t2.

Колонна работает под атмосферным давлением.

Испаритель кубового остатка (кипятильник) представляет собой вертикальный кожухотрубчатый теплообменник, в межтрубное пространство которого подается сухой насыщенный пар, имеющий давление Ризб.

Тип колонны и разделяемая смесь указаны в таблице 1.

Таблица 1

Исходные данные к заданию по вариантам

№ варианта	Наименование смеси	F, т/ч	Содержание НК, %(масс.)	Температура, ºС	Ризб, кгс/ см2	Тип ко-лон-ны
			tн	tх	t1	t2
1	Ацетон – вода	12,5	50	95	7,5	30	22	20	35	2,0	НР
2	Этиловый спирт – вода	13,0	35	88	1,5	20	25	17	26	3,0	А
3	Бензол – толуол	13,6	32	98	3	18	20	15	30	2,2	К
4	Хлороформ – бензол	14,0	35	97	1,8	40	26	18	24	2,4	S
5	Метанол – вода	14,8	40	90	5	25	30	20	40	3,2	С
6	Ацетон – этиловый спирт	13,7				18	25	15	28	2,6	П
7	Сероуглерод – четыреххлористый углерод	12,0	25	92	3,5	20	21	18	32	1,8	А
8	Сероуглерод – ацетон	12,4				26	20	17	28	2,4	НП
9	Метиловый спирт – бензол	10,0	12	38	0,6	32	24	16	29	2,0	С
10	Ацетон – бензол	15,0	27	56	2,5	22	18	14	25	3,6	S
11	Бензол – уксусная кислота	13,5	37	80	6	20	27	21	37	3,1	К
12	Метиловый спирт – этиловый спирт	16,0	40	90	0,8	32	23	19	26	2,5	НП
13	Толуол – уксусная кислота	14,2				18	31	22	40	3,8	S
14	Вода – уксусная кислота	15,5	15	70	2	40	21	16	27	4,2	А
15	Четыреххлористый углерод – этиловый спирт	12,3				20	24	18	30	3,5	П
16	Азот – кислород	14,5	45	90	3	26	32	20	40	1,6	С
17	Бензол – толуол	17,0				30	22	17	31	4,4	НР
18	Хлороформ – бензол	15,3				28	34	23	42	2,8	К
19	Изопропиловый спирт – вода	11,4				34	17	14	23	3,0	П
20	Этиловый спирт – бензол	11,8				20	20	13	28	4,5	НР

Тип колонны: А – с капсульными колпачками; С – ситчатая; П – с провальными решетками; НР – насадочная (кольца Рашига); НП – насадочная (кольца Палля); S – с S–образными элементами; К – клапанная.