Расчет дефлегматора ректификационной колонный для разделения бензол-хлорбензол

Страницы работы

Фрагмент текста работы

мольные доли компонентов в конденсате; в случае полной конденсации пара xi=yi

Вязкость компонентов конденсата:

μ1=0,23*10-3 Па*с; μ2=0,3*10-3 Па*с

Коэффициент теплопроводности пленки конденсата λ рассчитывают приближенно по формулам

Где λi – коэффициенты теплопроводности компонентов конденсата

Коэффициент теплоотдачи от пара к трубам для вертикального аппарата α’1 верт в соответствии с уравнением

Для горизонтального аппарата коэффициент теплоотдачи от пара к трубам α’1,гор

Величина критерия Рейнольдса для воды:

Коэффициент теплоотдачи от труб к воде α2 при устойчивом турбулентном течении (Re>104) рассчитывается из соотношения

Где dэкв – эквивалентный диаметр канала (dэкв=dвн)

Нам неизвестна температура tст2 (температура стенки со стороны жидкости), поэтому в первом приближении принимаем отношение (Pr/Prст)0,25=1,0. Величину этого отношения уточним  последующим расчетом.

Примем термическое сопротивление со стороны конденсирующегося пара органических веществ

r1=1/11600=0,00009 (м2*К)/Вт, а со стороны воды r2=1/1860=0,00054 (м2*К)/Вт. Для легированной стали коэффициент теплопроводности λст=17,5 Вт/(м*К). Тогда термическое сопротивление стенки rстстст=0,000114 (м2*К)/Вт.

Сумма термических сопротивлений r:

Коэффициенты теплопередачи для вертикального и горизонтального аппаратов соответственно:

Расчетная площадь поверхности теплопередачи для вертикального и горизонтального аппарата соответственно:

Для вертикального аппарата расчетная площадь поверхности теплопередачи, F’расч.верт=57 м2 оказалась больше номинальной нормализованного аппарата Fнорм=49 м2, поэтому следует отказаться от варианта установки вертикального аппарата.

Для горизонтального аппарата запас площади поверхности теплопередачи ∆’гор составляет

Такой запас площади поверхности теплопередачи является допустимым.

Рассчитаем температуру стенок со стороны пара t’ст1 и воды t’ст2 для горизонтального аппарата из соотношения для поверхностной плотности теплового потока q

Откуда:

Разность температур

∆t=tп-t’ст1=105,5-67=37,7 0С

Значение ∆t не превышает 40 0С, поэтому уточнения не требуются.

Расчет варианта 3

Коэффициенты теплоотдачи от пара к стенкам труб для вертикального и горизонтального аппаратов при средней температуре пленки конденсата tпл=105,5

Критерий Рейнольдса для воды при tср=32,5 0С

Коэффициент теплоотдачи от труб к воде α’2 при устойчивом турбулентном течении жидкости (Re>104)  и при tср=32,5 0С, считая (Pr/Prст)0,25=1,0

Сумму термических сопротивлений r принимаем такой же, как и в предыдущих расчетах варианта 2, а именно r=0,00074 (м2*К)/Вт. Коэффициенты теплопередачи для вертикального и горизонтального аппаратов соответственно

Расчетная площадь поверхности теплопередачи для вертикального и горизонтального аппаратов соответственно

Для вертикального аппарата расчетная площадь поверхности теплопередачи, F’расч.верт=57,9 м2 оказалась больше номинальной нормализованного аппарата Fнорм=57 м2, поэтому следует отказаться от варианта установки вертикального аппарата.

Для горизонтального аппарата запас площади поверхности теплопередачи ∆’гор составляет

Для горизонтального аппарата запас площади поверхности теплопередачи ∆’гор несколько завышен,  но все же такой аппарат можно использовать для процесса конденсации пара.

Для горизонтального аппарата рассчитываем температуру стенки со стороны пара t’ст1 и со стороны воды t’ст2

Уточним величину отношения (Pr/Prст)0,25

Критерий Prст при температуре стенки tст2 =45 0С

Prст=3,54

(Pr/Prст)0,25=(5,44/3,54)0,25=1,11

Уточненное значение коэффициента теплопередачи от труб к воде

Похожие материалы

Информация о работе