Подробный расчет дефлегматора — КиберПедия 

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...

Подробный расчет дефлегматора

2017-11-27 452
Подробный расчет дефлегматора 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

В качестве хладагента используем воду среднего качества со средним значением тепловой проводимости загрязнений стенок , а тепловая проводимость загрязнений стенок органическими парами .

В качестве материала труб выберем нержавеющую сталь с коэффициентом теплопроводности .

Тогда термическое сопротивление загрязнений труб

(57)

Теплопроводность смеси:

;

;

.

Теплопроводность воды:

.

Вязкость смеси:

;

;

.

Плотность смеси:

;

;

.

Плотность воды:

.

Удельная теплота конденсации паров дистиллята .

Подробный расчет первого выбранного теплообменника:

Задаемся температурой стенки . Тогда:

.

; (58)

где – коэффициенты теплоотдачи от стенки 1 и 2.

, (59)

где – множитель, учитывающий влияние числа труб по вертикали; (18 рядов труб, шахматное расположение труб);

– теплопроводность смеси, Вт/м.К;

– плотность смеси, кг/м3;

– теплота конденсации, Дж/кг;

– скорость свободного падения, м/с;

– вязкость смеси, мПа.с;

– наружный диаметр труб, м;

.

Тогда:

.

Тепловой поток первой стенки:

. (60)

Определим температуру холодной стенки:

. (61)

Скорость воды в дефлегматоре:

; (62)

где – расход воды;

– число ходов;

– внутренний диаметр труб;

– число труб.

Определим критерий Рейнольдса для воды по формуле:

. (63)

Определим критерий Прандтля для воды:

. (64)

Теплопроводность воды при температуре стенки:

.

Вязкость воды при температуре стенки:

.

Критерий Прандтля для воды при температуре стенки:

. (65)

Так как критерий Рейнольдса больше 10000 то критерий Нуссельта будет иметь следующий вид:

. (66)

Коэффициент теплоотдачи от воды:

. (67)

Тепловой поток холодной стенки:

. (68)

Сопоставим q1 и q2:

; (69)

следовательно, выбранная температура стенки не подходит. Проведем повторные расчеты, результаты занесем в таблицу:

Величина      
, °С     47.8
,      
,      
, °С 37.1 40.2 38.3
, К 14.5 12.5 13.7
4.89 4.89 4.89
4.65 3.61 4.51
,      
,      
0.454 0.739 0.0468

Коэффициент теплопередачи:

. (70)

Расчетная площадь поверхности теплопередачи:

;

следовательно, первоначально выбранный теплообменник не подходит, необходимо увеличить поверхность теплообмена и выбрать четырехходовой дефлегматор с внутренним диаметром кожуха , числом труб , длиной труб . Поверхность теплообмена – , проходное сечение одного хода .

Подробный расчет второго выбранного теплообменника:

Задаемся температурой стенки . Тогда:

.

;

где – коэффициенты теплоотдачи от стенки 1 и 2.

,

где – множитель, учитывающий влияние числа труб по вертикали; (20 рядов труб, шахматное расположение труб);

Тогда:

.

Тепловой поток первой стенки:

.

Определим температуру холодной стенки:

.

Скорость воды в дефлегматоре:

;

Определим критерий Рейнольдса для воды по формуле:

.

Определим критерий Прандтля для воды:

.

Вязкость воды при температуре стенки:

.

Так как критерий Рейнольдса меньше 10000 и больше 3500 и , то критерий Нуссельта будет иметь следующий вид:

. (71)

Коэффициент теплоотдачи от воды:

.

Тепловой поток холодной стенки:

.

Сопоставим q1 и q2:

;

следовательно, выбранная температура стенки не подходит. Проведем повторные расчеты, результаты занесем в таблицу:

Величина      
, °С      
,      
,      
, °С 38.8 41.8 40.3
, К 13.5 11.5 11.5
4.89 4.89 4.89
0.731 0.731 0.731
0.675 0.529 0.546
,      
,      
0.458 0.356 0.00772

Коэффициент теплопередачи:

.

Расчетная площадь поверхности теплопередачи:

;

следовательно, первоначально выбранный теплообменник не подходит, необходимо увеличить поверхность теплообмена и выбрать двухходовой дефлегматор с внутренним диаметром кожуха , числом труб , длиной труб . Поверхность теплообмена – , проходное сечение одного хода .

Проделав подробные расчеты и сопоставив выбранные теплообменники, выбираем первый вариант, так как расчетная площадь поверхности теплообмена лучше соотносится с ориентировочным значением и для изготовления теплообменника потребуется меньшее количество материалов.

 

 


Выводы

В ходе работы были рассчитаны колонна и 5 теплообменников. Их характеристики:

Ректификационная колонна

Диаметр ;

Высота ;

Число тарелок ;

Расстояние между тарелками ;

Общее сопротивление колонны .

Куб-испаритель

Диаметр кожуха ;

Общее число труб ;

Число ходов ;

Длина труб ;

Площадь поверхности теплообмена .

Холодильник кубовой жидкости

Диаметр кожуха ;

Общее число труб ;

Число ходов ;

Длина труб ;

Площадь поверхности теплообмена ;

Площадь проходного сечения трубного пространства ;

Площадь проходного сечения межтрубного пространства .

Подогреватель

Диаметр кожуха ;

Общее число труб ;

Число ходов ;

Длина труб ;

Площадь поверхности теплообмена

Площадь проходного сечения трубного пространства .

Дефлегматор

Диаметр кожуха ;

Общее число труб ;

Число ходов ;

Длина труб ;

Площадь поверхности теплообмена ;

Площадь проходного сечения трубного пространства .

Холодильник дистиллята

Диаметр кожуха ;

Общее число труб ;

Число ходов ;

Длина труб ;

Площадь поверхности теплообмена ;

Площадь проходного сечения трубного пространства ;

Площадь проходного сечения межтрубного пространства .

 



Поделиться с друзьями:

Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...

Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.04 с.