Ф е д е р а л ь н о в и а р е н т с т в о п о о б р о з о в а н і ю
Державна освітня установа вищої НАУКИ
Самарський Державний Технічний Університет
Інженерно-технологічний факультет
Кафедра «ХТОСА»
Курсова робота з курсу
«Системи автоматизованого проектування»
тема:
«Розрахунок вузла абсорбції аміачно-повітряної суміші»
Виконав студент 5-ІТ-3
Усенко А.Г.
Прийняв викладач
Тарасов О.К.
Самара 2007
ЗМІСТ
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 3
1.Постановка задачі розрахунку вузла абсорбції ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.Опісаніе технологічної схеми вузла абсорбції ... ... ... ... ... ... 4
3.Краткая опис модуля абсорбера ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
4.Краткое опис модуля теплообмінника ... ... ... ... ... ... ... ... 4
5.Расчет вузла абсорбера ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..... 9
Бібліографічний список ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 10
Додаток ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 11
ВСТУП
У будь-якому хімічному виробництві завжди існує функціональний взаємозв'язок апаратів. Під хіміко-технологічною системою (ХТС) розуміють сукупність взаємопов'язаних апаратів технологічними потоками і діють як одне ціле, в яких відбувається певна послідовність технологічних операцій. Під елементами ХТМ розуміють ту її частину, яка у проведеному розгляді є неподільною: апарат, сукупність апаратів або частина апарату, в якому протікає хімічний процес. Кожен елемент ХТМ виконує перетворення, представлене наступною залежністю:
Y = F (X, U), де Y, X вектор параметрів стану вхідних і вихідних потоків, U - вектор управління.
Системи рівнянь технологічних зв'язків ХТМ спільно з математичним описом окремих елементів системи являє собою математичну модель ХТМ.
Основна задача розрахунку МТБ та ХТМ - знаходження параметрів стану потоків технологічної схеми, а також загальних і покомпонентний витрат, складів потоків, температур.
Методи рішення цієї задачі ділять на інтегральні та Декомпозиційні, кожен з яких поділяється на ітераційні і безітераціонние.
За особливостями технологічної структури ХТС поділяють на розімкнуті та замкнуті. Потоки ХТМ характеризують векторними величинами, що вказують витрату, температуру, склад середовища, фізико-хімічні характеристики компонентів.
Існує два варіанти формулювання задачі розрахунку параметрів стану ХТМ:
Перевірочний (моделюючий) розрахунок. При заданому наборі змінних вхідних потоків системи і керуючих параметрів кожного елемента ХТМ необхідно обчислити значення змінних проміжних і вхідних потоків.
Проектний розрахунок. При заданих значеннях вихідних змінних і деяких вхідних і проміжних, а також значеннях керуючих параметрів розрахувати інші змінні всіх технологічних потоків ХТМ,
Розрахунок параметрів стану розімкнутої схеми зводиться до послідовного однократному розрахунку елементів ХТМ.
Розрахунок замкнутих схем грунтується на розриві зворотних зв'язків з перетворенням в разомкнутую, з появою фіктивних вхідних і вихідних потоків.
1.Постановка задачі розрахунку вузла абсорбції
Побудувати статистичну модель вузла абсорбції методом полнофакторного експерименту.
Знайти коефіцієнти чутливості концентрації аміаку в рідкій фазі.
2.Опісаніе технологічної схеми вузла абсорбції
Зображення схеми на рис. у додатку.
Аміачно-повітряна суміш поступає в нижній бічний патрубок абсорбера 1, проходить через насадку в противотоке з потоком зрошення і йде через штуцер з системи.
Вода на зрошення подається у верхню частину абсорбера і рівномірно зрошує насадку по всій площі перерізу.
Розчин газу у воді надходить до збірки 2, звідки відцентровим насосом 3 частина потоку виводиться із системи, а частина, пройшовши через теплообмінник 4, змішується зі свіжою водою і йде на зрошення. Часткова рециркуляція води необхідна для збільшення рушійної сили процесу массопередачи за рахунок зниження температури. Рецикл необхідний для відводу тепла абсорбції.
3.Краткая опис модуля абсорбера
Модуль абсорбера Мультиваріантний, тобто він дозволяє виконувати розрахунки за різними алгоритмами при різних наборах вхідних змінних.
4.Краткое опис модуля теплообмінника
Модуль теплообмінника здійснює розрахунок температури вихідних потоків в теплообміннику при відомій температурі вхідних потоків і заданих коефіцієнти тепловіддачі і площі поверхні теплообміну.
5.Расчет вузла абсорбера
Складаємо операторну схему (див. додаток).
Складаємо матрицю структурних чисел, яка містить чисельно-структурні основні параметри.
Кількість модулів у операторної схемою N 1 = 4;
Число потоків у операторної схемою N 2 = 11;
Кількість компонентів у потоці з максимальним їх числом N = 3;
Число ітераційних блоків N 3 = 1;
Число вхідних потоків системи і число вхідних потоків ітераційних блоків N 4 = 4;
Число розколення потоків в одному ітераційному блоці М1 = 1;
Число параметрів модуля в потоці з максимальним їх числом М2 = 10;
Сумарне число вхідних і вихідних потоків в модулі з максимальним їх числом М3 = 4;
Число вхідних потоків системи з економічною інформацією М4 = 0;
Коефіцієнти емпіричного рівняння, що описують залежність фізико-хімічних характеристик компонента потоку від температури (C = A + B * t):
Теплоємність F 1 = 1
В'язкість F 2 = 1
Щільність F 3 = 1
Тиск насиченої пари F 4 = 0
Теплопровідність F 5 = 0
Молекулярна маса F 6 = 1
Складаємо матрицю послідовності розрахунку, яка містить номери розраховуються апаратів в порядку їх розрахунків:
-1 4 3 2 5
Складаємо структурну матрицю, яка відображає взаємозв'язок апаратів і потоків:
Таблиця 1. Структурна матриця
Коефіцієнт модуля | Вхідний потік | Вихідний потік | Код модуля | Номери потоків | |||