Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Amacımız depolayacağımız maddelerin fiziksel özelliklerini anlayıp bu özellikler ve kapasitemiz doğrultusunda uygun ve güvenli depolama tankı tasarımını.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Amacımız depolayacağımız maddelerin fiziksel özelliklerini anlayıp bu özellikler ve kapasitemiz doğrultusunda uygun ve güvenli depolama tankı tasarımını."— Sunum transkripti:

1

2 Amacımız depolayacağımız maddelerin fiziksel özelliklerini anlayıp bu özellikler ve kapasitemiz doğrultusunda uygun ve güvenli depolama tankı tasarımını yapmak. Kapasitemiz ve sıcaklık değerlerimiz doğrultusunda tek basamaklı Wacker Prosessi için uygun ısı değiştiriciyi seçmek ve tasarlamak.

3 Etilen Asetaldehit

4 Formülü C 2 H 4 olan doymamış bir hidrokarbondur. En basit alkendir. Yapısı;

5 Dünyada yılda yaklaşık 141 milyon ton üretim var. En büyük üreticiler Orta Doğu ve Çinde. En fazla; Etilen Oksit, Etilendiklorür, Etil Benzen ve Polietilen üretiminde kullanılır.

6 Renksizdir. Kokusu saf halde iken tatlıdır. Yanıcı bir gazdır. Suda orta derecede çözünür. M A etilen = 28,05 g/mol ρ= 1,178 g/m 3 (15 C o ) Kaynama Noktası: -103,7 C o Ergime Noktası: -169,4 C o Standart oluşum entalpisi ∆H= 52,47 kj/mol

7 Etilen için patlama konsantrasyonları limitleri Lower Explosive or Flammable Limit: %2,75 Upper Explosive or Flammable Limit: %28.6 Bu limitler 20 C o ve atmosferik basınç için geçerlidir.

8 Formülü CH 3 CHO olan organik bir bileşiktir. Endüstriyel olarak etilenden veya etilen oksitten üretilebilir. Doğal olarak kahve, ekmek ve bozulmuş meyvelerin içinde mevcuttur. Yapısı;

9 Renksizdir. Oda sıcaklığında fiziksel durumu likittir. Tatlı bir kokusu vardır. Suda ve organik çözücülerde kolay çözünür. M A astaldehit = 44,05 g/mol ρ= 0,783 g/cm 3 (20 C o ) Kaynama Noktası: 20,2 C o Ergime Noktası: -123,5 C o Standart oluşum entalpisi ∆H= -166 kj/mol

10 Yanıcıdır Asetaldehit için patlama konsantrasyonları limitleri Lower Explosive or Flammable Limit: %4 Upper Explosive or Flammable Limit: %60 Bu limitler 20 C o ve atmosferik basınç için geçerlidir.

11 Başka materyallerle karıştığında yanıcıdır. Yanma Teorisi; OksijenKıvılcım Yanıcı Madde Yanma

12 Üç farklı depolama tankı kullanacağız; Yüksek Basınçlı Tank Etilen Silindirik Tank Asetaldehit

13 Tank iyi havalandırılmış serin bir ortamda bulunmalı. Tüm kıvılcım ya da ısı kaynaklarından uzak tutulmalı. İçeride ki sıcaklık 52 C o yi geçmemeli. Aşırı basınçta güvenlik uygun için check valf olmalı.

14 Yüksek basınçlara dayanıklı olmaları için uygun geometride tasarlanırlar. Yüksek basınçta dayanıklılık için kompozit malzemelerden üretilebilirler. Yüksek basınçta dayanıklılık için dikişsizdirler. İyi havalandırılmış serin ortamda tutulmalıdır tank. Güvenlik için check valfleri vardır.

15 YatayDikey

16 Likit deoplamak için idealdir. Basınç için check valf vardır. Taşkan (overflow) bulunur. Havanaldırma için vent kullanılır. Depolanan malzeme yanıcı ise sıcaklık kontrolü için ceketli tasarım yapılabilir. Yanıcı malzemelerin ventlerinde flame arrestor bulunur.

17 Silindirik Tank

18 Tamamen kapalı iyi havandırılmış bir alanda tutulmalı. Güvenlik için check valf ve yanıcı maddelere uygun taşkan kullanılmalı. İçeriye hava girmemeli. (kararsız peroksitlerle verdiği reaksiyon sonucu patmaya sebep oluyor.)

19

20

21 Bu bölümde ısı değiştirici tiplerinden, hangi tip ısı değiştiricinin ne sebeple seçildiğinden ve hesaplama algoritmasının nasıl olacağından bahsedeceğiz. Son olarak hesaplamalarda kullanılacak olan değerler tablolar şeklinde verilecektir.

22 Isı değiştiriciler, sıcaklıkları farklı olan iki veya ikiden fazla akışkan arasında ısı transferini sağlayan cihazlardır. Üretim, soğutma, ısıtma ve havalandırma, kimyasal ve benzeri bütün sistemlerde, değişik kapasite ve tiplerde ısı değiştiricileri kullanılır.

23 Isı değiştiricileri; transfer prosesine, yüzey kompaktlığına, konstrüksiyon geometrisine, akış düzenlemesine, akışkan sayısına, ısı transfer mekanizmalarına ve uygulama alanlarına göre sınıflandırılırlar. Isı değiştiricileri, konstrüksiyon geometrisine göre 4 temel sınıfa ayrılır ; A.Borusal ısı değiştiricileri B.Plakalı ısı değiştiricileri C.Genişletilmiş yüzeyli ısı değiştiricileri D.Rejeneratif ısı değiştiricileri

24 Proses endüstrisinde en yaygın olarak kullanılan ısı değiştirici tipidir; yaklaşık olarak kullanılan tüm ısı değiştiricilerinin % 60’ı gövde borulu ısı değiştiricidir. Akışkanlardan birisi boruların içinden geçerken diğer akışkan ise gövde tarafından zıt,paralel veya çapraz olarak akar.

25 Gövde borulu ısı değiştiricinin belli başlı elemanları:  Gövde  Boru veya boru demeti  İki baştaki kafalar  Boruların tesbit edildiği ön arka aynalar  Baffle lardır.

26

27

28 Ayna, tüplerin gövdeye açıldıgı bölgede tüp uçlarını bir arada tutan çelik plakalardır. Tüpler aynadaki deliklere geçirilerek kaynak yapılır. Bilindiği gibi ısınan metal genişler ve uzar. Tüpler ısınınca uzar bu uzama ayna ile tüpler arasında bir zorlanmaya sebep olur, bu zorlanma etkisiyle bazı tüplerin aynayla olan bağlantısı gevşeyebilir. Bunun sonucu bir sızıntı veya kaçak meydana gelebilir. Bu durumda çift ayna kullanılır.

29

30 Tasarım yapılırken göz önüne alınması gereken en önemli husus ısı değiştiricinin işletme şartlarını karşılaması ve maliyetinin ucuz olması. Isı değiştiricinin boyu uzadıkça maliyeti artar.

31 Avantajları Hemen hemen tüm uygulamalar için kullanılabilir. Temizleme için, sökülebilecek şekilde dizayn edilebilir. Bakımı ve tamiri kolaydır. Piyasadan çok kolay bir şekilde bulunabilir. Dezavantajları xYüksek plan alanı gerektirir. x16 bar basınç ve 200 °C sıcaklığın altındaki koşullarda maliyeti artabilir.

32 Sıcaklık ve basıncın geniş bir aralığı için dizayn edilebilirler. Farklı malzemelerden kolaylıkla yapılabilirler. Tamir ve bakımı fazla uzmanlık gerektirmez. Yapım ve dizaynı ile ilgili yeterince tecrübe vardır. Temizlenmesi kolaydır.

33 Maksimum basınç Gövde tarafı için ; 300 bar (4500 psia) Boru tarafı için ; 1400 bar (20000 psia) Sıcaklık aralığı Maksimum 600 C Minimum -100 C Akışkanlar Malzemeye bağlı Boyut ( m2)

34 Korelasyonların çoğu deneysel çalışmalar ile elde edilmiştir. Boyutsuz grupların fonksiyonu olarak verilir. (Re, Pr, Nu etc.) Verilen koşullar için geçerlidir. Uygun korelasyon verilen aralıklar ve koşullar için seçilir.

35 Akış hızının büyük olması; Isı transfer katsayısını artırır Daha kompakt (sıkıca,sağlam) ısı değiştirici tasarımına imkan sağlar Kirlenmeyi azaltır fakat pompa gücünü büyütür Bu yüzden önerilen değerler aşağıdaki gibidir. Kullanılan boru çapı çoğunlukla 16 mm veya 25 mm tercih edilir.Eğer akışkan kirli ise boru çapı büyük olmalı. Bakır ve çelik boru için satndart et kalınlıkları Ek I de verilmiştir (bknz Genceli kitap).

36 Gövde çapı 600 mm üzerindedir ve genelde 1 m civarındadır. Boru uzunluğu gövde çapının genellikle 5-10 katı arasında değişir. Standart boru anma Uzunlukları Ek J.2 de verilmiştir (bknzGenceli kitap).

37 Boru demeti dizilişi; Eşkenar üçgen(30 o ), Kare (90 o ), Döndürülmüş üçgen (60 o ) veya döndürülmüş kare (45 o ) olabilir.

38 *Üçgen ve döndürülmüş kare büyük ısı transfer katsayısını verir fakat basınç kaybı ise artar. *Kare ve döndürülmüş düzenlemeler kirletici akışkanlar için uygundur. (Çünkü temizlenmeleri kolaydır.) *Üçgen diziliş daha kompakt yüzey sağlar ve iki akışkan arasında basınç farkı büyükse bu diziliş tercih edilir. *Boru eksenleri arası uzaklık boru çapının 1.25 katıdır. Temizlik isteniyorsa mesafe en z 6-7 mm olmalıdır.

39

40 Kirli akışkan boru tarafına konur çünkü temizlenmeleri daha kolaydır Yüksek basınçlı akışkan boru tarafına konulur Özel malzeme gerekli ise boru tarafına konulur Çapraz akış daha yüksek ısı transfer katsayısı verir, bundan dolayı taşınım katsayısı düşük olan akışkan gövde tarafına konulur.

41 Isı değiştirici çevreden yalıtılmış ısı kayıpları İhmal. Boru boyunca eksenel ısı aktarımı ihmal.(Radyal yönde aktarım var) Potansiyel ve Kinetik enerji ihmal. Akışkanların özgül ısıları sabit. Toplam ısı transfer katsayısı sabit. Sistem kararlı halde. Isı değiştirici içinde ısı üretimi yoktur.

42 Zıt ve paralel akımlı ısı değiştiricide akışkan sıcaklığı akış boyunca uniform. Akışkanda faz değişimi olması durumunda basınç ve sıcaklık sabit. Akış tam gelişmiş akıştır.

43 Soğutucu akışkan ve sıcak akışkanın kütlesel debileri mc, mh Akışkanların giriş ve çıkış sıcaklıkları Tc1, Tc2,Th1, Th2 Tüp uzunluğu L Tüp iç çapı=do Tüp iç çapı=di “K” ve “n” değerleri için literatürden bakınız

44 Tort1’ de ρ, μ, cp Pr, Re değerlerine bakınız Tort2’ de ρ, μ, cp, Pr, Re değerlerine bakınız Kf ve Kw değerlerine bakınız Baffle arası mesafeyi hesaplayınız (Lb)

45 Q alınan = Q verilen (m c ) x (Cp c ) x (t c,ç -t c,g ) = (m h ) x (Cp h ) x (T h,g -T h,ç ) Değerleri çözümlenerek Q bulunur.

46 Q=U.A.ΔTm.FFormulünü çözümlemek için ; ΔTm = [(ΔT 1 ) – (ΔT 2 )] / ln[(ΔT 1 ) / (ΔT 2 ) ]

47 Alan, A Akışkan yığın sıcaklığı, T B Sıcak akışkan Soğuk akışkan  T çıkış = T h2 -T c2  T giriş = T h1 -T c1

48 Alan, A Akışkan yığın sıcaklığı, T B Sıcak akışkan Soğuk akışkan  T çıkış = T h2 -T c1  T giriş = T h1 -T c2

49 F düzeltme faktörü için ; R=(Tc2-Tc1)/(Th1-Tc1) S=(Th1-Th2)/(Tc2-Tc1) değerleri hesaplanarak grafikten okunur. (bknz GENCELİ ISI DEĞİŞTİRİCİ ek F)

50 Isı değiştirici alanı “A” hesaplanır. (Tahmini U veya hesaplanmış U değeri ile) A= Q/(U.ΔTm.F) Tüp sayısı hesabı yapılır Atüp= π.D.L (Tek tüpün alanı) Ntop= A/Atüp

51 Tüp demet çapı bulunur (Ds) Ds=Db+Dboşluk Db=do.(Ntop/K1)^(1/n1) -K ve n değerleri tüp demeti ve boru geçiş sayısına göre grafikten okunur. -Dboşluk= hesaplanan Db değerine karşılık Bundle diameter tablosundan okunur.

52 Tüp içine giren akışkanın giriş-çıkış sıcaklığına göre Tort hesaplanır. Tort değerine karşılık gelen ρ, μ, cp Pr, Re, jh değerleri tablolardan okuyunuz. Re= (ρ.V.Di)/ μ formülünden Reynolds Sayısını hesaplayınız. jh=Re-Heat transfer factor grafiğinden okuyunuz.

53 Tek tüpün akışa dik alanı bulunuz. Ax=(π.Di^2)/4 Atüp top=Ntop.Ax Çizgisel hızı hesaplayınız. G=m/Ax, Vt=G/ρ (m/s) hi hesabı için; hi.di/Kf=jh.Re.Pr 0,3.(μ/μ W ) 0,14 (sıvı,su değilse) hi=(4200.(1,3540,02.t).V t 0,8 )/di 0,2 (sıvı; su ise)

54 Gövde için h hesabı yapılır. Ds= gövde çapı Lb=baffle’lar arası mesafe (%25 alınız)=Ds/5 Pt=1,25.do As=((Pt-do).Ds.Lb)/Pt hesaplayınız. Çizgisel hızı hesaplayınız. Gs=m/As, Vs=Gs/ρ

55 de değeri hesaplanır. de=(1,10/do).(Pt 2 -0,917.do 2 ) (üçgen tüp demeti için) de=(1,27/do).(Pt 2 -0,875.do 2 ) (kare tüp demeti için) Tort2’ye göre ρ, μ, cp Pr, Re, jh değerlerini tablolardan okuyunuz. Re= (ρ.V.Di)/ μ formülünden Reynolds Sayısını hesaplayınız. jh=Re-Heat transfer factor grafiğinden okuyunuz

56 hs’i formülden hesaplayınız; Nu=(hs.de/Kf)=jh.Re.Pr 1/3.(μ/μ W ) 0,14 U o değerini hesaplayınız; 1/Uo=1/ho + 1/hod + (do.ln(do/di))/2Kw +(do/di).(1/hid) + (do/di).(1/hi) ho=hs=Gövde içindeki taşınım hi=Tüp(boru) içindeki taşınım hod=Gövde içi(dış) kirlilik hid=Tüp içindeki kirlilik

57 U değerinin tahmini doğruluğunu kontrol ediniz. (Uo-Ut)/Ut.100=%X -X %30’u geçmediği sürece tasarımı kabul ediniz. -U Tahmini değerini tablodan,kullanılan akışkan çeşidine göre okuyunuz(bknz CHEMİCAL ENGİNEERİNG DESING COULSON)

58

59 Soğuk akışkan Sıcak akışkan t T B1 T B2 RiRi R0R0 RWRW T B1 T B2

60 Formülü yardımıyla basınç düşüşü hesaplanır. Özellikle vizkoz sıvılarda ve büyük çaplı ısı değiştiricilerde basınç düşüşü önemlidir.


"Amacımız depolayacağımız maddelerin fiziksel özelliklerini anlayıp bu özellikler ve kapasitemiz doğrultusunda uygun ve güvenli depolama tankı tasarımını." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları