3.5. Определение коэффициента теплоотдачи.
3.6. Найдем значение коэффициента теплоотдачи из выражения критерия Нуссельта:
3.7. Определим коэффициент теплоотдачи α1 по уравнению/10/:
3.8. Определение значения коэффициента теплоотдачи от охлаждающей воды к стенке (α2).
По номограмме /11, стр. 563/, находим значение коэффициента Nu2 при следующих значениях:
Находим значение α2 из выражения критерия Нуссельта:
3.9. Определение коэффициента теплопередачи.
Значение коэффициента теплопередачи находим из уравнения:
где δст – толщина трубки, м; lст – коэффициент теплопроводности материала трубок, Вт/м2×К. Для графита l = 80¸120 ккал/м×ч×К = 93¸140 Вт/м×К /8/:
3.10. Количество отводимой теплоты определяется дифференциальным тепловым эффектом: qHCl = 1945 кДж/кг
Количество отводимой теплоты;
Q1 = Lн×q = 2,28×1945 = 4,4×106 Вт
3.11. Поверхность теплообмена:
м2.
3.4. Расчет массообменного процесса получения крепкой соляной кислоты
Gн = 38 кг/с; Gк = 0,07 кг/с
Lн = 2,28 кг/с; Lк = 2,59 кг/с
1. Находим массу распределяемого компонента
М = 0,38 – 0,07 = 0,31 кг/с
М = 2,59 – 2,28 = 0,31 кг/с
2. Определение средней движущей силы процесса массопередачи:
3. Определяем коэффициент массопередачи
3.1. Расчет диффузионного критерия Нуссельта для жидкости
Dж = Dо
[1 + в(t -
12)]
Dж – коэффициент молекулярной диффузии распределяемого компонента,
Dо
= 2,3 ∙ 10-9 м2/с
Коэффициент в рассчитывается по уравнению:
в = 
= 
= 2,2
∙ 10-2 = 0,022
Dж = 2,3 ∙ 10-9 [1 + 0,022(40 - 12)] = 3,7 ∙ 10-9 м2/с
3.2. Диффузионный критерий Прандтля:
Рrж = 
= 
=
28,6
3.3. Определяем диффузионный критерий Нуссельта для жидкой фазы:
Nu′ж = А ∙ Rem(Рrж)n(
)
m = 0,45; n = 0,5
Р = 0,5; А = 0,89
Nu′ж = 0,89 ∙ (640)0,45(28,6)0,5
(
)0,5 = 0,77
3.4. Рассчитаем коэффициента массоотдачи для жидкой фазы:
кг/(м2с)
Толщину пленки δ определяем по номограмме, представленной на рис.8 /10/.
Рис. 3.6. Номограмма для расчета средней толщины пленки в зависимости от условий гравитационного течения по вертикальной поверхности.
3.5. Расчет коэффициента массоотдачи в газовой фазе:
Расчет скорости газа:
Wг = 
= 2,8 м/с
Плотность абгаза ρаб (плотность газа):
ρаб = 
Характеристическая газовая постоянная абгаза:
Rcм = Σ Ri ∙ qi
RHCl = 
= 227,8 Дж/(кг К)
= 
= 36,74 Дж/(кг К)
qHCl = 0,85 
= 0,15
Rсм = Σ Ri ∙ qi = 226,3 Дж/(кг К)
Мсм = = 128,9 кг/кмоль
Вязкость абгазов:
μаб газы = μHCl = 0,016 ∙ 10-3 Па∙с
Рассчитываем критерий Рейнольдса для газа:
Reг = 
= 9324
3.6. Критерий Стантона:
Stг = (0,11 + 0,9 Ка2/3) (Reг)-0,16 (Рrг)-2/3
Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы:
Рr′г = 
Dг – коэффициент молекулярной диффузии для газовой фазы:
Dг = 
,
νА, νВ – молекулярные объемы компонента:
VНСl = 28,3 м3/кмоль 
= 72,7 м3/кмоль
Ма, Мв – молекулярные массы компонентов, кг/кмоль.
Dг = 
Рассчитываем критерий Прандтля газовой фазы:
Рr′г = 
Г = 
= 0,195
Ка = 
St = (0,11 + 0,9 Ка2/3) (Reг)-0,16 (Hrг)-2/3 =
= [0,11 + 0,9 (8,21 ∙ 10-3)0,67]
= 0,024
3.7. Определяем Нуссельта по газовой фазе:
Nu′г = St ∙ Reг ∙ Prг = 0,024 ∙ 9324 ∙ 1,74 = 387,13
3.8. Определяем коэффициент массоотдачи для газовой фазы:
βу = 
кг/(м2с).
3.9. Определяем коэффициент распределения:
m = 
3.10. Коэффициент массопередачи:
Ку = 
кг/(м2с).
4. Рассчитываем поверхности двух абсорберов для крепкой соляной кислоты:
F = 
F = 
= 0,178 ∙ 103 = 178 м2.
Выбираем 2 абсорбера по 98 м2.
3.5. Абсорбер слабой соляной кислоты
1. Концентрация, массовые доли (Y,Х):
YH = 0,88 YК = 0,72
ХН= 0 ХК= 0,095
Схема потоков, рабочая и равновесные линии для абсорбера слабой соляной кислоты представлены на рис. 5 и 6.
2. Расчет поверхности теплообмена для абсорбера слабой соляной кислоты
Задаемся внутренним диаметром труб (dвн), количеством труб (n) и длиной (ℓ), чтобы общая поверхность теплообмена составила 32 м2:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.