--PAGE_BREAK-- кг/c
--PAGE_BREAK--1.3. Расчет высоты насадки
(1.13)
(1.14)
Решение графическое:
y
y*-y
1/y*-y
0,067
0,055
18,2
0,109
0,058
17,24
0,232
0,071
14,08
0,355
0,07
14,28
0,482
0,048
20,83
0,605
0,021
45,45
0,682
0,034
29,41
0,76
0,035
28,57
0,838
0,026
38,46
0,913
0,017
58,82
0,99
0,01
100
m — средний коэффициент распределения в условиях равновесия
mcp.в = 1,35
mcp.н = 1,6
По графику находим общее число единиц переноса в верхней noyв и нижней noyн частях колонны:
— для верхней части колонны (1.16)
— для нижней части колонны
Общую высоту единиц переноса найдем по уравнению аддитивности:
(1.17)
Отношение нагрузок по пару и жидкости:
для верха
для низа
где (1.18)
Рассчитаем вязкость паров в верхней и нижней части колонны:
(1.19)
--PAGE_BREAK--2.2. Расчёт кожухотрубчатого конденсатора (дефлегматора).
Рассчитать и подобрать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого конденсатора смеси паров органической жидкости и паров воды (дефлегматора) для конденсации G1 = P = 0,6 кг/с паров.
Удельная теплота конденсации смеси r1= 611700 Дж/кг,
температура конденсацииtk= 100°С.
Физико-химические свойства конденсата при температуре конденсации:
l1 = 0,681 Вт/м·К;
r1 = 958 кг/м3;
m1 = 0,000284 Па·с.
Тепло конденсации отводить водой с начальной температурой t2н= 17°С.
Примем температуру воды на выходе из конденсатора t2к= 42°С.
1. Рассчитаем среднюю температуру воды:
t2 = 0,5·(17+42) = 29,5°C
При этой температуре исходная смесь будет иметь следующие физико-химические показатели:
c2 = 4183,8 Дж/кг·К
ρ2 = 995,15 кг/м3 — плотность
μ2 = 0,000811 Па·с – вязкость
λ2 = 0,614 Вт/м·К – теплопроводность
Pr2 = 5,5
2. Рассчитаем тепловую нагрузку аппарата:
Q= G1·r1 = 0,6·611700 = 367020 Вт (2.2.1)
3. Рассчитаем расход воды:
(2.2.2)
4. Рассчитаем среднюю разность температур:
(2.2.3)
Примем Kор= 600 Вт/м2·К.
5. Рассчитаем ориентировочное значение требуемой поверхности теплообмена:
(2.2.4)
6. Задаваясь числом Re2= 15000, определим соотношение n /z для конденсатора из труб диаметром dн= 20´2 мм:
--PAGE_BREAK--2.4. Расчёт холодильника кубовой жидкости (кожухотрубчатого теплообменника).
Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между двумя растворами. Горячий раствор в количестве G2 = W= 2,033 кг/с охлаждается от t2н = 117,8°С до t2к = 42°С. Начальная температура воды равна t2в = 20 0С.
1. Рассчитаем среднюю температуру воды:
t2 = 0,5·(117,8+42)=79,9°C
при этой температуре горячая жидкость имеет следующие физико-химические характеристики:
r1 = 981 кг/м3;
l1 = 0,138 Вт/м∙К;
m1 = 0,00056 Па∙с;
с1 = 2317 Дж/кг∙К.
Холодная жидкость температуре t2=42°С имеет следующие физико-химические характеристики:
r2 = 1027 кг/м3;
l2 = 0,145 Вт/м∙К;
m2 = 0,0009 Па∙с;
с2 = 2103,38 Дж/кг∙К.
2. Тепловая нагрузка аппарата:
Q= G2∙с2∙ (t1н — t1к)=2,033∙2317∙(117,8 — 42)=357053 Вт. (2.4.1)
3. Расход охлаждающей воды:
кг/с (2.4.2)
4. Определение средне-логарифмической разности температур:
. (2.4.3)
Примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи Kор=800 Вт/м2´К.
5. Рассчитаем требуемую поверхность теплообмена:
(2.4.4)
--PAGE_BREAK--2.5. Расчёт холодильника дистиллята (кожухотрубчатого теплообменника).
Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между двумя растворами. Горячий раствор в количестве G2 = P= 0,6 кг/с охлаждается от t2н= 100°С до t2к=17°С.
Начальная температура воды равна t2в= 5 0С.
1. Рассчитаем среднюю температуру раствора:
t2 = 0,5·(100+17) = 58,5°C
при этой температуре смесь имеет следующие физико-химические характеристики:
r1 =994,7 кг/м3;
l1 = 0,41 Вт/м∙К;
m1 = 0.000597 Па∙с;
с1 = 3194,8 Дж/кг∙К.
Холодная жидкость температуре t2=17°С имеет следующие физико-химические характеристики:
r2 = 1025 кг/м3;
l2 = 0,38 Вт/м∙К;
m2 = 0.001 Па∙с;
с2 = 3085,4 Дж/кг∙К.
2. Тепловая нагрузка аппарата:
Q= G1∙с1∙ (t1н — t1к)=0,6∙3194,8∙(100 — 17)=159101 Вт. (2.5.1)
3. Расход охлаждающей воды:
кг/с (2.5.2)
3. Определение средне-логарифмической разности температур:
(2.5.3)
Примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи Kор=800 Вт/м2´К.
4. Рассчитаем требуемую поверхность теплообмена:
(2.5.4)
--PAGE_BREAK--2.6. Расчёт ёмкости для исходной смеси и продуктов разделения.
, (2.6.1)
где
G — расход жидкости, кг/с.
t = 2 часа = 2·3600 = 7200 сек — время.
r — плотность жидкости, кг/м3.
j = 0,8 — коэффициент заполнения.
1. Ёмкость для исходной смеси:
(2.6.2)
2. Ёмкость для сбора дистиллята:
(2.6.3)
3. Ёмкость для кубовой жидкости:
(2.6.4)
--PAGE_BREAK--