Файл: Рассмотрим компонентный состав рецептуры флексографической краски на основе органических растворителей (табл. ).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 57
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
.
Окружная скорость вращения мешалки равна 2,25 м/с. Тогда найдем частоту вращения мешалки по формуле (29):
, (29)
где
– диаметр мешалки, м; 
– окружная скорость мешалки.
Критерий Рейнольдса рассчитывается по формуле (30):
, (30)
где
– частота вращения мешалки, 
; – диаметр мешалки, м; 
– плотность реакционной смеси, кг/м3; 
– вязкость реакционной смеси, Па·с.
Критерий Прандтля находим по формуле (31):
, (31)
где
– теплоемкость реакционной смеси, Дж/моль·К; 
– теплопроводность реакционной смеси, Вт/м·К; – вязкость реакционной смеси, Па·с.
Критерий Нуссельта находим по формуле (32):
, (32)
где с и а – коэффициенты, характеризующие тип мешалки и тип перемешивания. Для якорной мешалки с = 0,380, а = 0,67.
Коэффициент теплоотдачи находится по формуле (33):
, (33)
Рассчитаем значение коэффициента теплопередачи из соотношения (34):
, (34)
где
– коэффициент теплопередачи, Вт/м2·К; 
– толщина стенки реактора, 20 мм; 
– теплопроводность материала стенки (нержавеющая сталь), равна 17 Вт/м·К; 
– термические сопротивления слоев загрязнений с обеих сторон стенки, равные 
; 
– коэффициент теплоотдачи воды, 580 Вт/м·К.
Термическое сопротивления стенки реактора:
откуда
.
Необходимая поверхность теплообмена рассчитывается по формуле (35):
, (35)
где
– количество тепла, которое необходимо подвести к реактору, кДж; 
– время цикла, сек; 
– средняя разность температур, К.
Полученное значение поверхности теплообмена (19,34 м2) меньше значения номинальной поверхности теплообмена (21,54 м2), поэтому можем сделать вывод, что выбранный аппарат способен обеспечить заданную производительность за 1 цикл, режим идеального смешения и поддержание необходимой температуры во время процесса.
1 – привод мешалки; 2 – штуцер для входа реагентов; 3 – многозонная термопара; 4 – корпус аппарата; 5,7 – штуцеры для входа и выхода хладагента; 6 – вал мешалки; 8 – якорная мешалка; 9 – теплообменная рубашка; 10 – штуцер для выхода продукта; D – диаметр реактора; D1 – диаметр аппарата; D2 – диаметр мешалки; Н – высота аппарата; h – высота реактора; h1 – высота крышки; h
2 – высота мешалки
Рисунок - Схема реактора.
Из каталога завода был выбран химический реактор с якорной мешалкой и номинальным объемом 10 м3, его схема представлена на рисунке [].
Реактор имеет следующие основные характеристики:
- рабочий объём Vном - 10 м3, объём рубашки Vрубашки - 1,32 м3;
- диаметр реактора D - 2200 мм, диаметр аппарата D1 - 2400 мм, диаметр мешалки D2 - 1550 мм;
- высота аппарата H - 7297 мм, высота реактора h - 2975 мм, высота крышки h1 - 470 мм, высота мешалки h2 - 900 мм;
- поверхность теплообмена F – 21,54 м2.
Окружная скорость вращения мешалки равна 2,25 м/с. Тогда найдем частоту вращения мешалки по формуле (29):
, (29)где
– диаметр мешалки, м; – окружная скорость мешалки. Критерий Рейнольдса рассчитывается по формуле (30):
, (30)где
– частота вращения мешалки, ; – диаметр мешалки, м; – плотность реакционной смеси, кг/м3; – вязкость реакционной смеси, Па·с. Критерий Прандтля находим по формуле (31):
, (31)где
– теплоемкость реакционной смеси, Дж/моль·К; – теплопроводность реакционной смеси, Вт/м·К; – вязкость реакционной смеси, Па·с. Критерий Нуссельта находим по формуле (32):
, (32)где с и а – коэффициенты, характеризующие тип мешалки и тип перемешивания. Для якорной мешалки с = 0,380, а = 0,67.
Коэффициент теплоотдачи находится по формуле (33):
, (33) Рассчитаем значение коэффициента теплопередачи из соотношения (34):
, (34)
где
– коэффициент теплопередачи, Вт/м2·К; – толщина стенки реактора, 20 мм; – теплопроводность материала стенки (нержавеющая сталь), равна 17 Вт/м·К; – термические сопротивления слоев загрязнений с обеих сторон стенки, равные ; – коэффициент теплоотдачи воды, 580 Вт/м·К.Термическое сопротивления стенки реактора:
откуда
.Необходимая поверхность теплообмена рассчитывается по формуле (35):
, (35)где
– количество тепла, которое необходимо подвести к реактору, кДж; – время цикла, сек; – средняя разность температур, К. Полученное значение поверхности теплообмена (19,34 м2) меньше значения номинальной поверхности теплообмена (21,54 м2), поэтому можем сделать вывод, что выбранный аппарат способен обеспечить заданную производительность за 1 цикл, режим идеального смешения и поддержание необходимой температуры во время процесса.
1 – привод мешалки; 2 – штуцер для входа реагентов; 3 – многозонная термопара; 4 – корпус аппарата; 5,7 – штуцеры для входа и выхода хладагента; 6 – вал мешалки; 8 – якорная мешалка; 9 – теплообменная рубашка; 10 – штуцер для выхода продукта; D – диаметр реактора; D1 – диаметр аппарата; D2 – диаметр мешалки; Н – высота аппарата; h – высота реактора; h1 – высота крышки; h
2 – высота мешалки
Рисунок - Схема реактора.
Из каталога завода был выбран химический реактор с якорной мешалкой и номинальным объемом 10 м3, его схема представлена на рисунке [].
Реактор имеет следующие основные характеристики:
- рабочий объём Vном - 10 м3, объём рубашки Vрубашки - 1,32 м3;
- диаметр реактора D - 2200 мм, диаметр аппарата D1 - 2400 мм, диаметр мешалки D2 - 1550 мм;
- высота аппарата H - 7297 мм, высота реактора h - 2975 мм, высота крышки h1 - 470 мм, высота мешалки h2 - 900 мм;
- поверхность теплообмена F – 21,54 м2.