 |
Холодильник кубового остатка.
|
|
|
|
Исходные данные:
- расход кубового остатка
tw=63 °С – начальная температура кубового остатка
tкон=20 °С – конечная температура кубового остатка
tвнач=10 °С – начальная температура воды
tвкон=20 °С – конечная температура воды
Определим среднюю движущую силу процесса:
= 
Физические параметры воды:
, 
, 
Средняя температура кубового остатка:
tcp=tв.ср+Δtcp=15+24.452=39.452℃
Определим теплоемкость и вязкость кубового остатка при tcp:
Тепловой баланс кубового холодильника:
Расход охлаждающей воды:
Поверхность теплообмена:
Коэффициент теплопередачи в холодильнике Кор=300Вт/(м2.К)
Кубовая жидкость направляется в трубы, вода – в межтрубное пространство теплообменника.
Требуемая площадь трубного пространства при турбулентном режиме (теплообменник с трубами 25×2мм):
Требуемая площадь межтрубного пространства:
Можем выбрать четырёхходовой теплообменник с трубами25×2 c внутренним диаметром кожуха D=600 мм, числом труб n=206, длиной труб l=6м, площадью трубного пространства Sтр=0.018м2 и площадью теплообмена 97м2
Подробный расчёт подогревателя исходной смеси.
Исходные данные:
- расход исходной смеси
tг.п.=104.2 °С – температура конденсации водяного пара
tнач=15 °С – начальная температура исходной смеси
tF=65.65 °С – конечная температура исходной смеси
Определим среднюю движущую силу процесса:
Теплоёмкость, вязкость и теплопроводность исходной смеси при её средней температуре:
Тепловой баланс подогревателя исходной смеси
Ориентировочная площадь теплообмена подогревателя:
Коэффициент теплопередачи Кор=600Вт/(м2.К)
|
|
|
Расход греющего пара:
Определим площадь трубного пространства (смесь подаётся в трубное пространство теплообменника с трубами 25×2 мм ), предполагая, что при турбулентном течении Re=10000:
Можем выбрать четырехходовой теплообменник с трубами25×2 c внутренним диаметром кожуха D=600 мм, числом труб n=206, длиной труб l=2м, площадью трубного пространства Sтр=0.018м2 и площадью теплообмена 32м2
Расчёт критерия Рейнольдса:
В качестве греющего носителя используем водяной пар с содержанием масла со средним значением тепловой проводимости загрязнений стенок 
, а тепловая проводимость загрязнений стенок органической смесью 
.
В качестве материала труб выберем сталь с коэффициентом теплопроводности 
.
Тогда термическое сопротивление загрязнений труб:
Теплоотдача при пленочной конденсации водяного пара
A t =7018.8 при температуре пара 104.2 °С
- наружный диаметр труб, м.
ɛ=0.6- параметр, учитывающий влияние количества рядов труб в теплообменнике (в данном случае имеем рядов труб, шахматное расположение). Определяется параметр по графику []
Тогда:
Примем температуру горячей стенки: 
=100℃
Тогда поверхностная плотность теплового потока первой стенки определим по формуле:
Теплоотдача в трубах
Так как критерий Рейнольдса больше 10000,то теплоотдача для смеси описывается уравнением:
Примем, что:
Определим температуру второй стенки по формуле:
Определим критерий Прандтля при средней температуре смеси:
Критерий Прандтля при температуре стенки:
Коэффициент теплоотдачи второй стенки:
Тогда поверхностная плотность теплового потока первой стенки определим по формуле:
Сопоставим q1 и q2, т разность выразим в процентах:
Коэффициент теплопередачи:
Расчётная площадь поверхности теплопередачи:
Запас поверхности:
Характеристика выбранного теплообменника:
|
|
|
Диаметр кожуха 
Общее число труб 
Число ходов 
Длина труб 
Площадь поверхности теплообмена 
Площадь трубного пространства 
Заключение
В данном курсовом проекте были рассчитаны основные характеристики ректификационной колонны: ее диметр, высота, число реальных тарелок, скорости потоков пара и жидкости, различные характеристики работы тарелок, а также физические свойства разделяемой смеси.
По результатам ориентировочных расчётов теплообменной аппаратуры были выбраны все необходимые теплообменные аппараты, входящие в технологическую схему. Также был произведён подробный расчёт подогревателя исходной смеси, по которому были установлены его точные размеры.
Список использованных источников
1 Дытнерский Ю.И Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. М.: ООО ИД Альянс, 2008
2 Романков П.Г, Фролов В.Ф, Флисюк О.М Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов. Спб.: ХИМИЗДАТ, 2010
3 Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, 1971
4 Волжинский А.И, Флисюк О.М Определение средних физических величин пара и жидкости: метод. указания. - СПб, СПбГТИ(ТУ), 2002
5 Волжинский А.И, Константинов В.А Ректификационные насадочные колонны, Учебное пособие. – СПб, СПбГТИ(ТУ)
|
|
|
