Расчет и проектирование криогенной установки получения жидкого азота, страница 9

|  COПPOTИBЛEHИE TAPEЛKИ |    DPT   |    .0000        .2937        .0000        .0000        .0000        .0000        .2173   |

|  BЫCOTA  CEПAПAЦИИ     |    HC    |    .0000        .0325        .0000        .0000        .0000        .0000        .0241   |

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


Полученные результаты:

Аж=0.302,

R=0.698,

Тепловая нагрузка на конденсатор испаритель составила Q=4665 кДж/кмоль.

Из результатов расчета видно, что коэффициент эффективности тарелок находится в допустимых пределах, а расстояние между тарелками соответствует рекомендуемому расстоянию между тарелками для колонн определенного диаметра.

Расчет параметров установки[4].

Итоговые данные из ректификации:

1)Поток на детандер

Вд=0.62, тогда

Вт=В-Вд=0.38,

2) Поток Д:

Д=0.302,

3) Величина потока кубовой жидкости:

R =0.698,

4) Концентрация кубовой жидкости хR:

хR =0.687,

5) найдем поток Адр из баланса переохладителя:

Дρа(i2a-i3a)=(R+Адрв(i4R-i3R), где i3R=333.09 кДж/кг при Т=83 К и р=0.145,

Адр=[Дρа(i2a-i3a)/Rρв(i4R-i3R)]-R,

Адр=-0.658=0.108,

6)Тогда Аж=Д- Адр=0.302-0.108=0.194,

7) Отбрасной поток В0:

В0=R+Адр=0.658+0.108=0.766,

8) Рассчитаем количество воздуха, поступающего в компрессор:

Gв= Ма·1.29/1.25·Аж·3600,

Gв==1.46 кг/с,

№ п/п

р, МПа

Т, К

I, кДж/кг

i1в

0.1

295.2

548.92

i

20

295.2

512.86

i

20

277

488.95

i

20

280

492.99

i

20

113.95

205.75

i

0.3

112.4

364.4

i

0.3

94

340.77

i1а

0.1

295.2

553.74

i

0.315

92

184.24

i

0.315

88

177.29

i

0.145

77.2

325.5

i

0.1

77.2

125.2

i3R

0.145

83

333.09

i4R

0.145

85.26

335.72

i5R

0.145

101.69

353.43

i6R

0.145

247.5

501.83

i7R

0.1

280

533.63

Табл. 1. Расчетные точки установки.

c1Расчет основного теплообменника[2].

h1,h2,c2,Рис. 2. Основной теплообменный аппарат.


Исходные данные для расчета:

Прямой и обратный потоки – воздух.

Тh1=280 K; Тh2=113.95 K; Tc1=247.5 K; Tc2=101.69; Gв=0.55 кг/с; Gc=1.118 кг/с; рh=20 МПа; рс=0.115 МПа.

1. Тепловая нагрузка на теплообменник:

ic1=501.83 кДж/кг [3],

ic2=353.43 кДж/кг,

ih1=492.99 кДж/кг,

ih2=205.75 кДж/кг,

Q=Gh(ih1-ih2),

Q=0.55(492.99-205.75)=157.98 кВт [2, 4.14].

2. Среднюю разность температур потоков определяем с учетом того, что для воздуха при р=20 МПа ср≠const, поэтому в качестве средней принимаем среднюю интегральную разность температур:

∆Тср=  [2, 4.20],

Для определения интегральной разности температур разобьем теплообменник на n=10 частей.

Δih=(ih1-ih2)/n==28.724 кДж/кг;

Δiс=(iс1-iс2)/n==14.84 кДж/кг;

№ п/п

ih,

кДж/кг

Тh,

К

Δih,

кДж/кг

iс,

кДж/кг

Tc,

К

Δic,

кДж/кг

0

492.99

280

0

501.83

247.5

0

1

464.27

259

28.72

486.99

233.98

14.84

2

435.54

239.26

57.44

472.15

218.9

29.68

3

406.82

220.93

86.16

457.31

204.1

44.52

4

378.09

204

114.88

442.47

189.5

59.36

5

349.37

188.3

143.6

427.63

174.3

74.2

6

320.65

173.4

172.32

412.79

160

89.04

7

291.92

159.8

201.04

397.95

145.5

103.88

8

263.19

144

229.76

383.11

130.6

118.72

9

234.47

129.1

258.48

368.27

116

133.56

10

205.75

113.95

287.2

353.43

101.69

148.4