Файл: Направление подготовки.docx

Коэффициент теплоотдачи конденсирующегося пара на одиночной трубе:

(88)

где – средняя температура поверхности стенок теплообменной трубы со стороны пара, ; – теплопроводность дистиллята, ; – плотность,

Рассчитаем теплофизические величины, входящие в формулу (82) при температуре

Теплопроводность дистиллята определяется по формуле:

(89)

где – теплопроводность компонента А, ; – теплопроводность компонента B, .

Рассчитаем теплопроводность дистиллята по формуле (89) при



Найдем плотность смеси при температуре по формуле (13), плотности:





Рассчитаем вязкость смеси при температуре по формуле (14), вязкости:

---

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи по формуле (88), принимаем :



Принимаем: тогда теплофизические параметры при этой температуре равны:







Пересчитаем значение критерия Pr по формуле (87):



Формула для расчета коэффициента теплоотдачи труб к воде имеет вид:

(90)

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи от труб к воде, исходя из уравнения (90):



Примем значение тепловой проводимости загрязнений труб со стороны пара и воды: .

Суммарное термическое сопротивление определяется формулой:

(91)

толщина стенки труб, м;

коэффициент теплопроводности стенки труб,

Принимаем:

Рассчитаем суммарное термическое сопротивление, исходя из уравнения (91):



Расчет коэффициента теплопередачи осуществляется по формуле:

(92)

Рассчитаем коэффициент теплопередачи, воспользовавшись формулой (92):

---

Тепловые потоки определяются следующими формулами:

	(93)
	(94)
	(95)

Произведем расчет тепловых потоков по формулам (93), (94), (95):







Расхождение тепловых потоков определяется по формуле:

(96)

Рассчитаем расхождение потоков, воспользовавшись формулой (96):



Очевидно, что расхождение значений тепловых потоков больше 5%.

Найдем новые приближения температуры стенок по формулам:

	(97)
	(98)

Рассчитаем приближения температур по формулам (97), (98):





После некоторого предварительного подбора темератур принимаем:

Повторим вычисления для новых температур стенок:

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи по формуле (88):



При теплофизические параметры при этой температуре равны:

---

Пересчитаем значение критерия Pr по формуле (87):



Рассчитаем коэффициент теплоотдачи от труб к воде по формуле (90):



Рассчитаем коэффициент теплопередачи, воспользовавшись формулой (92):



Произведем расчет по формулам (89), (90), (91):







Воспользуемся формулой (96):



Очевидно, расхождение значений тепловых потоков меньше 5%. Расчет коэффициента теплопередачи закончен.

Определим поверхность теплообмена по формуле:

(97)

Рассчитаем поверхность теплообмена:



Выбираем по каталогу теплообменный аппарат с длиной трубы L=9 м и поверхностью теплообмена 12,45 (устанавливаем 5 элементов в секции по 2,49 м², чтобы обеспечить требуемую поверхность).

Запас по поверхности при этом рассчитаем по формуле:

(98)

где – запас поверхности теплообмена, %;

– поверхность теплообменного аппарата, выбранного по каталогу,

– расчетная поверхность теплообмена,

Рассчитаем запас поверхность теплообмена, исходя уравнения (98):

---

Предлагается выбрать двухходовой кожухотрубчатый теплообменник со следующими характеристиками:

• 
  диаметр теплообменной трубы ;
  
• 
  диаметр кожуховой трубы ;
  
• 
  длина теплообменной трубы ;
  
• 
  площадь поверхности теплообмена
  
• 
  площадь трубного пространства ;
  
• 
  Cталь 20.
  

5 Выводы по курсовому проекту

В данном курсовом проекте был произведён расчёт ректификационной колонны для разделения смеси «ацетон – вода» под атмосферным давлением. В качестве ректификационной колонны используется аппарат с колпачковыми тарелками высотой м и диаметром м. Общее количество тарелок, на которых происходит разделение – 16.

В качестве дефлегматора может быть выбран теплообменный аппарат «труба в трубе». Площадь поверхности теплообмена 11,8 м². Длина теплообменной трубы 9 м (требуется установить по 4 таких элемента в секции). Диаметр теплообменной трубы – 89х5 мм. Диаметр кожуховой трубы 159х6 мм. Запас поверхности теплообмена 14,2 %.

Список использованных источников

1. 
   Волжинский А. И., Флисюк О. М. Ректификация: справочные данные по физико-химических величинам: - Метод.указания. – СПб., СПбГТИ(ТУ), 2002. – 10 с.
   
2. 
   Волжинский А. И., Константинов В. А. Ректификация. Справочные данные по равновесию пар – жидкость: Метод.указания. – СПб., СПбГТИ(ТУ), 2003. – 23 с.
   
3. 
   Волжинский А. И., Флисюк О. М. Определение средних физических величин, потоков пара и жидкости: метод. указания СПб., СПб ГТИ(ТУ), 2002. – 10 с.
   
4. 
   Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учебное пособие для вузов под ред. чл. – корр. А. Н. России П. Г. Романков. – 12 – е изд., стереотипное. Перепечатка издания 1987 г. М.: ООО ТИД «Альянс», 2005. – 576 с.
   
5. 
   Волжинский А. И., Константинов В. А. Ректификация: колонные аппараты с колпачковыми тарелками: Метод. указания СПб., СПб ГТИ(ТУ), 2002. – 30с.
   
6. 
   Озерова Н. В., Нестеров А. В. Курсовое проектирование по процессам и аппаратам химической технологии. Краткие справочные данные: Метод.указания / ЛТИ им. Ленсовета. – Л.: 1989. 40 с.
   
7. 
   Марков А. В., Нестеров А. В., Марцулевич. Конструкции и основные размеры кожухотрубчатых теплообменных аппаратов: - Методические указания для студентов дневного и вечернего отделений химико – технологических специальностей. – СПб., СПбГТИ(ТУ), 1993. – 72 с.
   

---