Расчет значений k0 и e в уравнении аррениуса с использованием метода наименьших квадратов и поиска решения excel. Расчет значений константы равновесия с использованием метода наименьших квадратов, страница 6

Холодные потоки				Горячие потоки				Стоимость ус.ден.ед.
№ потока	Исходный № потока	Начальная температура ºС	Конечная температура ºС	№ потока	Исходный № пока	Начальная температура ºС	Конечная температура ºС
1	1	302	392	1	3	416	322	135276
1	1	302	383	2	5	406	322	126700
2	2	51	287	1	3	416	180	135162
2	2	51	262	2	5	406	195	108991

Выбраны 1-й исходный холодный и 5-й исходный горячий потоки.

Таблица 2.16 – Таблица пар результирующих и исходных потоков (V этап синтеза)

Холодные потоки				Горячие потоки				Стоимость ус.ден.ед.
№ потока	Исходный № потока	Начальная температура ºС	Конечная температура ºС	№ потока	Исходный № пока	Начальная температура ºС	Конечная температура ºС
1	1	383	396	1	3	416	403	44155
2	2	51	287	1	3	416	180	80955

Выбраны 3-й исходный горячий и 2-й исходный холодный поток.

В результате синтеза системы теплообмена все 5 горячих потоков достигли заданной температуры, поэтому 1-й и 2-й холодные потоки следует догреть до заданной конечной температуры 415 и 425 ºС соответственно.

 Тепловая схема будет иметь следующий вид:

                   4г                    1г                     2г                    5г

                          442 ºС             558 ºС             561 ºС             406 ºС

 50 ºС                  86ºС               157ºС              302ºС              383ºС               415ºС

 1х

                      405 ºС             485 ºС             410 ºС             195 ºС

                               3г

                                  416 ºС

               51 ºС               287ºС               425 ºС

                 2х

                                  180 ºС

Рассчитаем расход пара для нагрева до заданной температуры холодных потоков:

G_п = Q_н / r ,

где Q_н – тепловая нагрузка нагревателя; r – теплота конденсации насыщенного водяного пара (520 ккал/кг).

G_п1= 50,6= 0,74 кг/с =2675 кг/ч

G_п2 = 48,6·(425-287)/2178,8 = 3,08 кг/с =11082 кг/ч

Поверхность нагревателя:

50,6·(415-383)

F_н1 = ­­­­­                                                 = 1065 м²

                    (460-383)-(460-415)        

        0,0255·                              

                 ln((460-383)/(460-415))

48,6·(425-287)

F_н2 = ­­­­­                                                 = 3044 м²

                    (460-287)-(460-425)        

        0,0255·                             

                 ln((460-287)/(460-425))

Стоимость нагревателя:

Ц_н = а·F^0,6 ,

где F– площадь поверхности теплообмена, м²; a – стоимостной коэффициент (а = 483).

Ц_н1 =483·1065^0,6 = 31649 ус.ден.ед.

Ц_н2 =483·3044^0,6 = 59431 ус.ден.ед.

Приведенные затраты синтезированной системы:

З_пр = 0,12·(Ц₁+ Ц₂+ Ц₃+ Ц₄+ Ц₅+ Ц_н1+ Ц_н2) + 8800·(G_п1+ G_п2)·0,005,

где 0,12 – нормативный коэффициент эффективности Е_н; 8800 – время работы установки час/год; 0,005 –стоимость греющего пара ус.ден.ед./кг.

З_пр = 0,12·(14472+20467+41076+126700+80955+31649+59431) +

8800·(2675+11082)·0,005 = 605308 ус.ден.ед. 

выводы

В данной курсовой работе с помощью МНК и поиска решения Excel была проведена обработка экспериментальных данных, в результате которой получены зависимости константы скорости реакции от температуры

K = 19949,17·e^-60914,62/RT и константы равновесия от температуры

K_р = 10^{(4794,21/T-4,5248)}. С помощью метода Брандона рассчитали статистические модели абсорбера

 Tвых = 47,45ּ(2,3705e^-0,0521r)ּ(1,0610e^0,0028V)ּ(0,1176 + 0,0048Tвх)

y = 83,20ּ(0,4720e^0,0302V)ּ(0,5858e^0,0318r)ּ(1,0001e^{-0,0000336Tвх}) 

Рассчитали входные и выходные параметры реакторов и абсорберов с помощью программы Turbo Basic и, используя полученные данные, синтезировали наиболее оптимальную теплообменную систему, состоящую из внутренней и внешней систем.

приложение 1