Файл: Образовательное учреждение высшего образования воронежский государственный технический университет.docx

Тепловой баланс переохладителя жидкого кислорода

(3.1)

Найдем из него энтальпию газообразного азота после переохладителя

2. Тепловой баланс кислородного насоса

На рисунке 3.3 приведена схема потоков в кислородном насосе.



Рисунок 3.3 – Схема потоков переохладителя кубовой жидкости

Зная параметры азота и кислорода, выходящих из переохладителя. Параметры кислорода на выходе из насоса можно найти если учитывать, что КПД насоса равен отношению разности энтальпий при изоэнтропном сжатии разности энтальпий при действительном сжатии:

(3.27)

Задаваясь величиной КПД насоса ( ) и , зная, что энтропия в точке 14` и в точке 7s равны, можем найти энтальпию точки 7s с помощью программы REFPROP.


Рисунок 3.4





Энтальпия точки 7:



Тепловой баланс кислородного насоса:

(3.28)

3. Тепловой баланс переохладителя флегмы

На рисунке 3.5Рисунок 3 . приведена схема потоков в переохладителе флегмы

---

Рисунок 3.5 – Схема потоков переохладителя флегмы

Зная параметры азота после насоса и параметры флегмы, выходящей из колонны, а также, задаваясь степенью переохлаждения флегмы в переохладителе (4 ºС) и соответственно, зная ее параметры на выходе из него.







Cоставим тепловой баланс переохладителя флегмы

(3.29)

найдем из него энтальпию газообразного азота после переохладителя:

4. Тепловой баланс переохладителя кубовой жидкости

На рисунке 3.6 приведена схема потоков в переохладителе кубовой жидкости.



Рисунок 3.6 – Схема потоков переохладителя кубовой жидкости

Зная параметры азота после переохладителя флегмы и параметры кубовой жидкости, выходящей из колонны ,а также, задаваясь степенью переохлаждения кубовой жидкости в переохладителе (4 ºС) и соответственно, зная ее параметры на выходе из него.







Cоставим тепловой баланс переохладителя кубовой жидкости

(3.30)

найдем из него энтальпию газообразного азота после переохладителя:

---

5. Тепловой баланс ожижителя

На рисунке 3.7 показана схема потоков ожижителя



Рисунок 3.7 – Схема потоков ожижителя

Воздух после компрессора предварительно охлаждается обратными потоками азота и кислорода, снижая недокуперацию тепла. Часть азота перед ожижителем минует основной теплообменник, составим тепловой баланс, чтобы определить энтальпию в точке смешения 11.

(3.31)

найдем из него энтальпию точки смешения:

6. Тепловой баланс основного теплообменника

На рисунке 3.8 показана схема потоков основного теплообменника



Рисунок 3.8 – схема потоков основного теплообменника

Воздух поступающий в основной теплообменник под давлением 50 bar, охлаждается кислородом и частью азота Задаваясь температурой части потока азота (А1) на выходе из основного теплообменника 5 ºС и зная параметры азота в точке смешения и перед основным теплообменником, составим уравнение смешения в точке 11

(3.32)

найдем расход азота через основной теплообменник:



Тогда расход азота вне основного теплообменника равен:

---

Тепловой баланс колонны:



Из теплового баланса колонны определим энтальпию точки определим состояние, в котором воздух подается в змеевик в точке 6.



Для составления теплового баланса основного теплообменника необходимо подобрать точки 9` и 7`, располагавшиеся в середине теплообменного аппарата. Назначим температуру точки 9` и 7` равной 159.31 К.





Теперь, зная параметры азота и кислорода на входе в основной теплообменник, параметры азота и кислорода при температуре, при которой часть воздуха отбирается из основного теплообменника, а также параметры оставшейся части воздуха в нижней части основного теплообменника, составим тепловой баланс нижней части основного теплообменника:

(3.36)

Из теплового баланса основного теплообменника определим состояние, в котором воздух подается в змеевик в точке 6.







Составим тепловой баланс верхней части теплообменника:

Определим из данного баланса точку 3`:



Выполним проверку расчетов, на примере тепловых потоков входящих и выходящих из колонны






Погрешность находится в пределе 1%, значит расчет будем считать верным.

---

4. 1   2   3   4   5   6   7   8   9

---