В· хв=R· хR+D· хD, где хR=65÷67%. Принимаем хR=66%.
хD=ха=99,98%.
Решаем систему:
В=R+D
В· хв=R· хR+D· хD
R=В-D
В· хв=(В-D)· хR+D· хD
R=В-D
R=1-D=1-0,3855=0,6145.
7. Баланс переохладителя 10 (рис. 1).
Принимаем:
ΔТR=6К,
ΔТD=6К.
Теплоемкость
находится из соотношения между:
=2,192 
– удельная теплоемкость азота (Т=96К,
р=0,6МПа) – по [1],
- удельная теплоемкость кислорода (Т=96К,
р=0,6МПа) – по [1],
– удельная теплоемкость азота (Т=96К, р=0,6МПа)
– по [1].
Плотность потока R ρR находится из соотношения:
ρR= ρN2· хR + ρО2 · yR=1,25046·0,66+1,43895·0,34= 1,3111кг/м3.
ρD=1,2505кг/м3 – плотность потока D.
i1а=327,18кДж/кг (сухой насыщ. пар, р=0,1МПа) – по [1].
Отсюда: Т3а=97,96К – по [1].
- энтальпия кубовой жидкости после
переохладителя 10, где
i1R=166,9кДж/кг -
энтальпия кубовой жидкости на выходе из нижней колонны (насыщ. жидкость,
р=0,6МПа) (приравниваем энтальпии воздуха) – по [1].
.
8. Баланс переохладителя 11 (рис. 1).
, где
ΔТк=5К – принимаем,
i3R= i2R=154,76кДж/кг,
удельная теплоемкость кубовой жидкости (насыщ.
жидкость, р=0,1МПа)
Отсюда:
- энтальпия кислорода после переохладителя 11, где
i1к=147,08кДж/кг -
энтальпия кислорода на выходе из конденсатора-испарителя (насыщ. жидкость,
р=0,14МПа) – по [1].
.
9. Баланс насоса.
.
Отсюда:
Отсюда Т3к=96,74К – по [1].
10. Определение состояния воздуха в точке 8в (рис. 1).
Состояние воздуха определяется из баланса по контуру I (рис. 1):
+
где qадс=В·ρв·срв·ΔТадс – теплота, которая была подведена к воздуху в адсорберах, срв=1,086кДж/(кг·К) – удельная теплоемкость воздуха пред адсорберами (Т=275К, р=4МПа) – по [1],
qадс=1·1,2928·1,086·3=4,21кДж/кг,
q3т=0,1·q3+0,2·q3+0,1·q3=0,4·q3=0,4·7,1=2,84кДж/кг - удельные холодопотери в окружающую среду по контуру I.
Температура Т1ф определяется как среднее арифметическое между значениями (т. к. в аргонной фракции ≈50% О2 и ≈50% N2):
ТО2=92,92К – температура кипения кислорода при р=0,14МПа,
ТN2=79,76К – температура кипения азота при р=0,14МПа.
Т1ф=86,34К,
Т2ф= Т4в-ΔТф=278-17=261К.
11. Проверка значения энтальпии в точке 8в.
Зная, что должно выполняться неравенство T7в≥ T3к, можно подбором определить потоки В2 и В1.
1) Задаем В2=0,20.
Баланс теплообменника 6 (рис. 1):
, где
энтальпия i1ф находится как
среднее арифметическое значение между:
iN2=356,14кДж/кг – энтальпия азота (насыщ. жидкость, р=0,14МПа) – по [1],
iО2=327,18кДж/кг – энтальпия кислорода (насыщ. жидкость, р=0,14МПа) – по [1].
i1ф=341,66кДж/кг.
Энтальпия i2ф находится как среднее арифметическое значение между:
iN2=518,05кДж/кг – энтальпия азота (Т=261К, р=0,14МПа) – по [1],
iО2=512,35кДж/кг – энтальпия кислорода (Т=261К, р=0,14МПа) – по [1].
i2ф=515,20кДж/кг.
i4в=521,37кДж/кг – энтальпия воздуха на выходе из адсорберов (Т=278К, р=4МПа) – по [1].
Отсюда:
При этом T7в< T3к.
2) Задаем В2=0,25.
При этом T7в=113,49К, T7в≥ T3к.
Поток В1=В-В2=1-0,25=0,75.
Баланс теплообменника 5 (рис. 1):
.
Отсюда:
Т6в=158,18К
Т5в≈ Т6в. Если уменьшить поток В2, то можно добиться равенства i6в= i5в. Этим мы облегчим конструкцию теплообменника 5, т. е. поток Вд будет отводиться после теплообменника 5.
3) Задаем В2=0,24.
При этом T7в=105,41К, T7в≥ T3к.
Поток В1=В-В2=1-0,24=0,76.
Процент расхождения между энтальпиями i5в и i6в:
Значение не превышает 3%, следовательно, расчеты сделаны правильно.
Т6в= Т5в=160К.
Баланс точки смешения 1см (рис. 1):
где Вт=В-Вд=1-0,3770=0,6230.
Отсюда:
Процент расхождения между найденными значениями энтальпии i8в:
Значение не превышает 3%, следовательно, расчеты выполнены правильно.
12. Определение состояния в точке 11в (рис. 1).
Баланс точки смешения 2см (рис. 1):
Отсюда:
Проверка нахождения энтальпии в точке 11в.
Баланс узла ректификации:
По номограмме находим:
- энтальпия кислорода на выходе из
конденсатора-испарителя (насыщ. жидкость, 99,7%О2, р=0,14МПа).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.