ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.01.2024
Просмотров: 279
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
3.2 Тепловой баланс колонны
Общее выражение теплового баланса:
| (3.21) |
Количество тепла, вносимое начальной смесью:
| (3.22) |
определяем по диаграмме t=f(x,y) при xf = 0,4, = 108,5 оС;
При этой температуре определяем теплоемкости компонентов, =4,23 кДж/кг·К, = 2,47 кДж/кг·К;
Количество тепла, вносимое флегмой:
| (3.23) |
определяем по диаграмме t=f(x,y) при xР = 0,85, = 101,5оС;
При этой температуре определяем теплоемкости компонентов, =4,23 кДж/кг·К, = 2,434 кДж/кг·К;
Тепло уносимое парами, поднимающимися с верхней тарелки в дефлегматор:
| (3.24) |
При = 101,5оС определяем удельную теплоту парообразования =2257,8 кДж/кг,
=389,8 кДж/кг;
Тепло уносимое кубовыми остатками:
| (3.25) |
определяем по диаграмме t=f(x,y) при xw = 0,05 %, = 116, оС;
При этой температуре определяем теплоемкости компонентов, =4,23 кДж/кг·К, = 2,513 кДж/кг;
Потери теплоты в окружающую среду принимаю 2% от всех потерь теплоты:
| (3.26) |
| |
Количество тепла, вносимое в колонну греющим паром:
| (3.27) |
Расход греющего пара:
| (3.28) |
определяем по таблице воды и водяного пара при температуре:
.
= 2733,4 кДж/кг, = 589,2 кДж/кг.
Сведем тепловой баланс колонны в таблицу 3.5.
Таблица 3.5 – Тепловой баланс колонны
Статья баланса | Обозначения | Значение, кВт |
Со свежей смесью | Q1 | 210 |
С флегмой | Q2 | 198,1 |
С паром | Q3 | 1165,9 |
В дефлегматор | Q4 | 1387,7 |
С кубовыми остатками | Q5 | 155,5 |
В окружающую среду | Q6 | 30,86 |
схема
3.3 Конструкторский расчёт
3.3.1 Определение диаметра колонны
Средние концентрации жидкости:
В верхней части колонны:
| (3.29) |
В нижней части колонны:
| (3.30) |
Средние концентрации пара:
В верхней части колонны:
| (3.31) |
В нижней части колонны:
| (3.32) |
Средняя концентрация пара в колонне:
| (3.33) |
По фазовой диаграмме t ‒ x,y находим, что величине yср = 0,52 соответствует температура t=108,8 оС.
Средняя мольная масса смеси при данной температуре:
| (3.34) |
Средняя плотность пара при этой температуре и давлении Р=105 Па по уравнению составляет:
| (3.35) |
где R – универсальная газовая постоянная, Дж/моль·К;
Т – абсолютная температура кипения, К.
Объемный расход, проходящий через колонну пара при средней температуре:
| (3.36) |
Средняя плотность жидкости в части колонны:
| (3.37) |
Средние массовые концентрации жидкости:
В верхней части колонны:
| (3.38) |
В нижней части колонны:
| (3.39) |
Средняя температура в верхней части:
В нижней части колонны:
Средняя плотность жидкости в верхней части колонны:
При
Средняя плотность жидкости в нижней части колонны:
При
Средняя плотность жидкости в колонне:
Примем расстояние между тарелками: Нт=350 мм. Тогда С=0,036 – коэффициент, определенный по рисунку 2.55[1] для ТСК ‒ 1 при Нт = 350 мм.
Предельно допустимая скорость пара в колонне:
| (3.40) |
где – средние плотности жидкости и пара в колонне.
Расчетная скорость пара:
| (3.41) |
Диаметр колонны определяется из уравнения неразрывности по среднему расходу и средней скорости ωк пара в колонне или в ее частях:
| (3.42) |