ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.01.2024
Просмотров: 277
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
при
(5.3)
где , ‒ скрытая теплота парообразования уксусной кислоты и воды при .
,= 2218 кДж/(кг К); = 390 кДж/(кг К).
Тогда:
Определим коэффициент теплопередачи применительно к процессам конденсации и теплоотдачи при вынужденном движении воды по формуле:
(5.4)
где ‒ коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде, Вт/(м2 ), может быть определён по формуле для турбулентного режима движения:
(5.5)
где B–коэффициент, зависящий от физических свойств воды, определяется по формуле:
(5.6)
‒ скорость воды (от 1 до 2,5 м/с). Примем = 1,5м/с;
‒ внутренний диаметр трубки, м.
Принимаем предварительно дефлегматор вертикальный, 25x2, высотой 3 м.
Удельный тепловой поток определяется по формуле:
(5.7)
Коэффициент теплоотдачи при конденсации паров верхнего продукта, определяется по формуле:
(5.8)
где ‒ коэффициент теплопроводности дистиллята, Вт/(м );
‒ плотность дистиллята, кг/м3;
r–удельная теплота парообразования некоторых веществ, кДж/кг;
‒ динамический коэффициент вязкости дистиллята, Па ;
Для вертикальных поверхностей A = 1,15; H = l – высота поверхности.
Физические свойства выбираем при температуре конденсации.
Удельный тепловой поток определяется по формуле:
(5.9)
Для определения qиск построим графики по уравнениям (5.7) и (5.9) в одной системе координат (рисунок 5.2).
Рисунок 5.2 – К определению площади поверхности теплообмена дефлегматор
Из графика получим qиск = 140 кВт/м2.
Определяем площадь поверхности теплообмена:
По [2] выбираем кожухотрубчатый конденсатор 600 КНВ ‒ 1 ‒ M1 ‒ Б/25 ‒ 3 ‒ 6. Конденсатор типа Н, вертикальный (В), кожухом диаметром 600 мм, на условное давление в кожухе 1 МПа, исполнение по материалу – М1, исполнение по температурному пределу – Б, с гладкими теплообменными трубами диаметром 25 мм и длиной 3 м, шестиходовой по трубному пространству.
Площадь поверхности теплообмена 46 м2. Общее число труб 196 шт.
Проверяем скорость:
Тогда:
Рисунок 5.3 – К определению площади поверхности теплообмена дефлегматор
Из графика получим qиск = 165 кВт/м2.
Определяем площадь поверхности теплообмена:
Таким образом необходимая площадь меньше принятой.
Также в ходе расчёта была принята длина 3 м, что совпадает с длиной у принятого конденсатора. Выбор конденсатора оставляем таким же.
Назначение испарителя – испарить жидкость в куб колонны. Образующийся пар поступает к кипящей тарелке. Испарители выполняются в виде вертикальных кожухотрубных теплообменников. В данном курсовом проекте испаритель вынесен за пределы колонны в качестве самостоятельного теплообменника в целях облегчения его ремонта и замены.
Разность температур, определяется как разность температур конденсации и кипения.
Температура кипения кубового остатка
Температура конденсации равна температуре греющего пара:
tконд = tw +(20….25 ) = 116 + 24= 140 .
tкип = 116 ̊С
tконд = 140 ̊С
Рисунок 5.4 – К определению температурного напора испарителя
Средний температурный напор
(5.10)
.
Значение коэффициента теплопередачи:
(5.11)
где ‒ коэффициент теплоотдачи при конденсации греющего (водяного) пара;
‒ коэффициент теплоотдачи при кипении жидкости внутри труб.
Коэффициент теплоотдачи при конденсации греющего (водяного) пара:
(5.12)
где ‒ коэффициент теплопроводности, Вт/(м К);
‒ плотность, кг/м3;
r – удельная теплота парообразования некоторых веществ, кДж/кг;
‒ динамический коэффициент вязкости
, Па с.
Физические свойства выбираем по водяному пару при температуре конденсации 140 .
Принимаем предварительно испаритель вертикальный 25x2, высотой 2 м, поверхность теплообмена 46 м2.
Для вертикальных поверхностей A = 1,15, ‒ высота поверхности.
.
Удельный тепловой поток при конденсации определяется формулой:
Тепловая нагрузка испарителя:
(5.13)
Критическую удельную тепловую нагрузку, при которой пузырьковое кипение переходит в пленочное, а коэффициент теплоотдачи принимает максимальное значение, можно оценить по формуле:
(5.14)
Все величины определяются при температуре кипения 116 .
где r – скрытая теплота фазового перехода
‒ плотность паров при атмосферном давлении, кг/м3;
‒ плотность пара при рабочем давлении,
‒ поверхностное натяжение, Н/м.
При развитом пузырьковом кипении, когда удельная тепловая нагрузка q меньше критической qкр, коэффициент теплоотдачи определяется по формуле:
(5.3)
где , ‒ скрытая теплота парообразования уксусной кислоты и воды при .
,= 2218 кДж/(кг К); = 390 кДж/(кг К).
Тогда:
Определим коэффициент теплопередачи применительно к процессам конденсации и теплоотдачи при вынужденном движении воды по формуле:
(5.4)
где ‒ коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воде, Вт/(м2 ), может быть определён по формуле для турбулентного режима движения:
(5.5)
где B–коэффициент, зависящий от физических свойств воды, определяется по формуле:
(5.6)
‒ скорость воды (от 1 до 2,5 м/с). Примем = 1,5м/с;
‒ внутренний диаметр трубки, м.
Принимаем предварительно дефлегматор вертикальный, 25x2, высотой 3 м.
Удельный тепловой поток определяется по формуле:
(5.7)
Коэффициент теплоотдачи при конденсации паров верхнего продукта, определяется по формуле:
(5.8)
где ‒ коэффициент теплопроводности дистиллята, Вт/(м );
‒ плотность дистиллята, кг/м3;
r–удельная теплота парообразования некоторых веществ, кДж/кг;
‒ динамический коэффициент вязкости дистиллята, Па ;
Для вертикальных поверхностей A = 1,15; H = l – высота поверхности.
Физические свойства выбираем при температуре конденсации.
Удельный тепловой поток определяется по формуле:
(5.9)
Для определения qиск построим графики по уравнениям (5.7) и (5.9) в одной системе координат (рисунок 5.2).
Рисунок 5.2 – К определению площади поверхности теплообмена дефлегматор
Из графика получим qиск = 140 кВт/м2.
Определяем площадь поверхности теплообмена:
По [2] выбираем кожухотрубчатый конденсатор 600 КНВ ‒ 1 ‒ M1 ‒ Б/25 ‒ 3 ‒ 6. Конденсатор типа Н, вертикальный (В), кожухом диаметром 600 мм, на условное давление в кожухе 1 МПа, исполнение по материалу – М1, исполнение по температурному пределу – Б, с гладкими теплообменными трубами диаметром 25 мм и длиной 3 м, шестиходовой по трубному пространству.
Площадь поверхности теплообмена 46 м2. Общее число труб 196 шт.
Проверяем скорость:
Тогда:
Рисунок 5.3 – К определению площади поверхности теплообмена дефлегматор
Из графика получим qиск = 165 кВт/м2.
Определяем площадь поверхности теплообмена:
Таким образом необходимая площадь меньше принятой.
Также в ходе расчёта была принята длина 3 м, что совпадает с длиной у принятого конденсатора. Выбор конденсатора оставляем таким же.
5.2 Расчёт испарителя
Назначение испарителя – испарить жидкость в куб колонны. Образующийся пар поступает к кипящей тарелке. Испарители выполняются в виде вертикальных кожухотрубных теплообменников. В данном курсовом проекте испаритель вынесен за пределы колонны в качестве самостоятельного теплообменника в целях облегчения его ремонта и замены.
Разность температур, определяется как разность температур конденсации и кипения.
Температура кипения кубового остатка
Температура конденсации равна температуре греющего пара:
tконд = tw +(20….25 ) = 116 + 24= 140 .
tкип = 116 ̊С
tконд = 140 ̊С
Рисунок 5.4 – К определению температурного напора испарителя
Средний температурный напор
(5.10)
.
Значение коэффициента теплопередачи:
(5.11)
где ‒ коэффициент теплоотдачи при конденсации греющего (водяного) пара;
‒ коэффициент теплоотдачи при кипении жидкости внутри труб.
Коэффициент теплоотдачи при конденсации греющего (водяного) пара:
(5.12)
где ‒ коэффициент теплопроводности, Вт/(м К);
‒ плотность, кг/м3;
r – удельная теплота парообразования некоторых веществ, кДж/кг;
‒ динамический коэффициент вязкости
, Па с.
Физические свойства выбираем по водяному пару при температуре конденсации 140 .
Принимаем предварительно испаритель вертикальный 25x2, высотой 2 м, поверхность теплообмена 46 м2.
Для вертикальных поверхностей A = 1,15, ‒ высота поверхности.
.
Удельный тепловой поток при конденсации определяется формулой:
Тепловая нагрузка испарителя:
(5.13)
Критическую удельную тепловую нагрузку, при которой пузырьковое кипение переходит в пленочное, а коэффициент теплоотдачи принимает максимальное значение, можно оценить по формуле:
(5.14)
Все величины определяются при температуре кипения 116 .
где r – скрытая теплота фазового перехода
‒ плотность паров при атмосферном давлении, кг/м3;
‒ плотность пара при рабочем давлении,
‒ поверхностное натяжение, Н/м.
При развитом пузырьковом кипении, когда удельная тепловая нагрузка q меньше критической qкр, коэффициент теплоотдачи определяется по формуле: