Химия \ Процессы и аппараты химической технологии

Расчет теплообменного аппарата для нагрева 4 кг/с 27 % раствора бензола в толуоле от 18 до 97,9 градусов, страница 9

Поверхностная плотность теплового потока:

,                                                                                              (*.4.16)

где  q - поверхностная плотность теплового потока, Вт/м2;

К – коэффициент теплопередачи между теплоносителями, Вт/( м2×К);

Dtср – средняя разность температур, К;

Проверим принятое значение (Pr1/ Pr`ст)0,25 = 0,95. Вычислим температуру стенки:

,                                                                                                 (*.4.17)

где  Dt1 – средняя разность температур между стенкой и дистиллятом, °С;

q - поверхностная плотность теплового потока, Вт/м2;

a1 – коэффициент теплоотдачи горячего теплоносителя, Вт/( м2×К);

,                                                                                            (*.4.18)

где tст –температура стенки со стороны холодного теплоносителя, °С;

t1 – средняя температура дистиллята, °С;

Dt1 – средняя разность температур между стенкой и дистиллятом, °С;

Найдем критерий Прандтля при температуре стенки:

,                                                                                    (*.4.19)

где Pr`ст – критерий Прандтля для горячего теплоносителя при t`ст = 32 °С;

с`ст – теплоемкость горячего теплоносителя при t`ст = 32 °С, Дж/(кг×К);

m`ст – динамическая вязкость горячего теплоносителя при t`ст = 32 °С, Па×с;

l`ст – теплопроводность горячего теплоносителя при t`ст = 32 °С, Вт/( м×К);

По справочным данным, /4, стр 516-517, 561,562/:

m`ст = 0,553*10-3 Па×с;           l`ст = 0,149 Вт/(м×К);            с`ст = 1744,8 Дж/(кг×К);

Разница между принятым значением и рассчитанным составляет » 5 %.

Проверим принятое значение (Pr2/ Prст)0,25 = 1,05. Вычислим температуру стенки:

,                                                                                                 (*.4.20)

где  Dt2 – средняя разность температур между стенкой и водой, °С;

q - поверхностная плотность теплового потока, Вт/м2;

a2 – коэффициент теплоотдачи холодного теплоносителя, Вт/( м2×К);

,                                                                                            (*.4.21)

где t``ст –температура стенки со стороны холодного теплоносителя, °С;

t2 – средняя температура охлаждающей воды, °С;

Dt2 – средняя разность температур между стенкой и водой, °С;

Найдем критерий Прандтля при температуре стенки:

,                                                                                    (*.4.22)

где Pr``ст – критерий Прандтля для холодного теплоносителя при t``ст = 29 °С;

с``ст – теплоемкость холодного теплоносителя при t``ст = 29 °С, Дж/(кг×К);

m``ст – динамическая вязкость холодного теплоносителя при t``ст = 29 °С, Па×с;

l``ст – теплопроводность холодного теплоносителя при t``ст = 29 °С, Вт/( м×К);

По справочным данным, /4, стр 516-517, 561,562/:

m``ст = 0,801*10-3 Па×с;           l``ст = 0,61 Вт/(м×К);            с``ст = 4190 Дж/(кг×К);

Разница между принятым значением и рассчитанным составляет » 4 %. Расчет К закончен.

Расчетная площадь поверхности теплообмена:

,                                                                                            (*.4.23)

где Fр – расчетная площадь поверхности теплообмена, м2;

Q – теплота, расходующаяся в процессе теплообмена, Вт;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/( м2×К);

Dtср – средняя разность температур, °С;

Исходя из расчетной поверхности окончательно принимаем четырехходовый кожухотрубчатый холодильник с диаметром кожуха 600 мм, числом труб 334 и длинной труб 4 м. Запас поверхности составит, %:

Запас поверхности несколько превышает необходимый уровень, однако, согласно расчетам других вариантов конденсаторов этот выбор является наиболее приемлемым. Масса аппарата 3500 кг. (ГОСТ 15120-79).

*.5 Холодильник кубового остатка

Скачать файл