Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра органической химии и пищевой технологии
наименование кафедры
Допускаю к защите
Руководитель Янчуковская Е.В._______
____________________________________
И.О.Фамилия
Рассчитать основные размеры бражной колонны
наименование темы
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту по дисциплине
Математическое моделирование процессов
химической и пищевой технологии
1. 011. 00. 00 ПЗ
обозначение документа
Выполнил студент группы _____________
шифр подпись И.О.Фамилия
Нормоконтролер ___________
подпись И.О.Фамилия
Курсовой проект защищен
с оценкой ______________
Иркутск 2007г
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЗАДАНИЕ
НА КУРСОВУЮ РАБОТУ
По курсу: Математическое моделирование процессов химической и пищевой технологии
студенту:.
Тема проекта: Рассчитать основные размеры бражной колонны
Исходные данные: Расстояние между тарелками h=0.5м; глубина барботажного слоя z=0.05 м; число тарелок n=25; высота кубовой части hкуб=1.5м; высота от верхней тарелки до крышки колонны hкр=0.7; количество дистиллята-продукта Gд=0.072кмоль/с; флегмовое число ф=3; абсолютная температура пара Т=343К; объем продукта Vпр=0.032м3/с; скорость течения продукта vпр=0.75м/с;объем дистиллята Vd=0,0032 м3/с; скорость дистиллята vd=10м/с; объем греющего пара Vp=0.27кг/с; скорость греющего пара vп=20 м/с.
Рекомендуемая литература: Кретов И.Т. Инженерные расчеты технологического оборудования предприятий бродильной промышленности
Графическая часть на листах
Дата выдачи задания “ “ 2007г.
Дата предоставления проекта руководителю “ “ 2007г.
Руководитель курсовой работы .
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Расчёт геометрических размеров бражной колонны
2 Расчёт штуцеров аппарата
3 Лист выдачи программы в Excel
4 Текст программы в VBA
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Введение
Современный инженер пищевой промышленности должен не только понимать сущность процесса, знать устройство, принцип работы и особенности технологического оборудование, но и уметь рассчитывать и разработать наилучшую конструкцию аппарата.
В данной работе нам предстоит создать математическую модель бражной колонны и выяснить влияние продукта-дистиллята и температуры пара на геометрические размеры колонны, при изменении их соответственно Gд=0,07-0,074кмоль/с, T=341-345K
1 Расчет геометрических размеров бражной колонны
Скорость пара в свободном сечении колонны для колпачковых тарелок рассчитывается по уравнению:
vпар=0,305h/(60+0.05h)-0.012z, (1.1)
где z-глубина барботажного слоя, м;
Высота колонны:
Н=h(n-1)+hкуб+hкр, (1.2)
где n-число тарелок колонны;
hкуб- высота кубовой части, м;
hкр- расстояние от верхней тарелки до верхней крышки колонны, м;
Объем пара поднимающегося в колонне:
Vпар=((Gпр+ФGпр)22.4Tпар)/273p (1.3)
где 22.4-объем 1 кмоль при 0С и давлении 760 мм рт. ст.;
Tпар- абсолютная температура пара;
p-давление пара в рассматриваемом сечении колонны;
Диаметр колонны:
d= ((4 Vпар/(р vпар))^0.5, (1.4)
2 Расчет штуцеров аппарата
Диаметр штуцера для ввода продукта:
d=(4Vпр/( р vпр))^0.5, (2.1)
где Vпр - объем продукта м3/с;
vпр - скорость течения продукта м/с;
Диаметр штуцера для вывода продукта:
d=(4Vд/( р vд))^0.5, (2.2)
где Vд- объем дистиллята,м3/с;
vд- скорость дистиллята,м/с;
При обогревании колонны открытым паром диаметр барботера принимают равным диаметру трубопровода, проводящего пар.
Диаметр барботера:
d=(4Vп/( р vп))^0.5, (2.3)
где Vп- объем греюшего пара, кг/с;
vп - скорость греющего пара, м/с;
Площадь паровыпускных отверстий барботера:
Fот=1,25Fтр=1,25(рd2тр/4),
где Fтр- площадь сечения трубопровода, м2;
dтр - диаметр трубопровода, м;
Обшее число отверстий в барботере:
n=4Fтр/( рd2от), (2.4)
где dот- диаметр отверстий барботера; dот=8-10мм.
В нашей работе диаметр отверстий выбран равным dот=8мм.
3 Лист выдачи программы в Excel
VPAR
VPR
VP3
VD
VD1
VP2
1,94E-03
0,032
0,75
0,0032
10
20
Диаметр
Расх. дис
ШТУЦ.ВВОД.ПР
ДИАМ.БАРБ
ПЛОЩ ОТВ
ЧИС.ОТВ
ВЫС
3,772
0,07
0,174852076
2,622781137
6,75
859,87
14,20
3,778
14,20
3,783
14,20
3,789
14,20
3,794
14,20
3,799
0,071
14,20
3,805
14,20
3,810
14,20
3,816
14,20
3,821
14,20
3,826
0,072
14,20
3,831
14,20
3,837
14,20
3,843
14,20
3,848
14,20
3,852
0,073
14,20
3,858
14,20
3,864
14,20
3,869
14,20
3,875
4 Текст программы в VBA
Private Sub CommandButton1_Click()
Dim VPAR, VPR, VP3, VD, VD1, VP1, VP2, VPA, D, S, L, G, X, VIS As Single
Dim P As Integer
VPAR = Cells(2, 1)
VPR = Cells(2, 2)
VP3 = Cells(2, 3)
VD = Cells(2, 4)
VD1 = Cells(2, 5)
VP1 = Cells(2, 6)
VP2 = Cells(2, 7)
VPA = Cells(2, 8)
L = 1
K = 1
Cells(4, 4) = "Расх.дис"
Cells(4, 2) = "Диаметр"
For G = 0.07 To 0.074 Step 0.001
Cells(4 + L, 4) = G
S = G + 3 * G
For P = 341 To 345 Step 1
D = S * 22.4 * P / 273 * 735: DIAM = (4 * D / 3.14 * VPAR) ^ 0.5
Cells(4 + L, 2) = DIAM
L = L + 1
Next P
Next G
D1 = (4 * VPR / 3.14 * VP3) ^ 0.5
D2 = (4 * VD / 3.14 * VD1) ^ 0.5
D3 = (4 * VP1 / 3.14 * VP2) ^ 0.5
FOT = 1.25 * (3.14 * D3 ^ 2) / 4
N = 4 * FOT / 3.14 * 100
Cells(4, 5) = "ШТУЦ.ВВОД.ПР"
Cells(5, 5) = D1
Cells(4, 6) = "ШТУЦ.ВЫВ.ПР"
Cells(5, 6) = D2
Cells(4, 7) = "ДИАМ.БАРБ"
Cells(5, 7) = D3
Cells(4, 8) = "ПЛОЩ.ОТВ"
Cells(5, 8) = FOT
Cells(4, 9) = "ЧИС.ОТВ"
Cells(5, 9) = N
For K = 1 To 19
VIS = 0.5 * (25 - 1) + 1.5 + 0.7
Cells(4 + K, 10) = VIS
Cells(4, 10) = "ВЫС"
Next K
End Sub
Заключение
В данной работе был осуществлен расчет бражной колонны, в данной работе четко просматривается зависимость геометрических размеров бражной колонны, от количества-дистиллята продукта, и абсолютной температуры пара.
Список литературы
1. Кретов И. Т., Антипов С. Т., Шахов С. В. Инженерные расчёты технологического оборудования предприятий бродильной промышленности. - М. : КолосС, 2004. - 391 с.