Расчет конденсатора-холодильника паров бинарной смеси метанол-вода
Основным недостатком аппаратов такого типа является большое сечение трубного и межтрубного пространства, что обуславливает невысокие скорости движения теплоносителей и, как следствие, невысокие значения коэффициентов теплоотдачи. Для увеличения скорости движения теплоносителей, теплоносителей, теплообменники часто выполняются многоходовыми, устанавливая перегородки в трубном или межтрубном прос
транстве.
Основное достоинство кожухотрубчатых теплообменников – большая удельная поверхность теплообмена, то есть поверхность, приходящаяся на единицу массы аппарата, благодаря чему эти теплообменники находят самое широкое применение.
1 Тепловой РАСЧЕТ
Исходные данные:
Бинарная смесь метанол-вода
Производительность 160т/сутки
Пары поступают в аппарат при температуре конденсации, конденсат отводится при 18°C
Содержание нк в парах 65%(масс.)
Температура охлаждающей воды:
-на входе 12°C
-на выходе 17°C
Мольная доля смеси:
Построим t-x диаграмму из которой найдем tкип.см = 78°C
Таблица 1. – Расчет содержания низкокипящего компонента при различных давлениях и температуре.
|
|
|
|
|
|
|
64 |
760 |
180 |
760 |
1 |
|
68 |
850 |
215 |
0,85 | |
|
72 |
950 |
240 |
0,73 | |
|
76 |
1150 |
310 |
0,54 | |
|
80 |
1200 |
340 |
0,49 | |
|
84 |
1400 |
400 |
0,36 | |
|
88 |
1600 |
510 |
0,23 | |
|
92 |
1700 |
525 |
0,20 | |
|
96 |
1830 |
610 |
0,12 | |
|
100 |
2090 |
760 |
0 |
, мм. рт. ст. 
, мм. рт. ст. 
, мм. рт. ст. 
Рисунок 1. t-x диаграмма.
Уравнения теплового баланса
Тепло, отданное смесью метанол-вода при конденсации:
- по правилу аддитивности.
Тепло, отданное при охлаждении конденсата смеси этанол-вода:
и 
а также 
и 
берем при температуре кипения смеси 78°C
Общее тепло, отданное смесью метанол-вода:
Определение промежуточной температуры 
Температура смеси между зонами конденсации и охлаждения определяется:
или 
.
Расчет зоны конденсации.
Средний температурный напор в зоне конденсации, в случае смешанного тока, определяем по уравнению:
 |
Так как 
и 
Наметим вариант теплообменного аппарата.
Ориентировочно определим значение площади поверхности теплообмена, полагая Кор=300 Вт/(м2*К).
.
Расчет зоны охлаждения конденсата.
 |
Ориентировочно определим значение площади поверхности теплообмена, полагая Кор=800 Вт/(м2*К).
Определим количество труб на один ход.
где, Re=15000, так как предполагаем, что режим движения жидкости турбулентный
По табл. XXXIV [стр.533,1] примем двухходовой кожухотрубчатый теплообменник КН (ГОСТ 15119-79) с внутренним диаметром кожуха D=1000 мм, числом ходов равным 2, числом труб на один ход 377 ( общее число труб n=754), высотой труб l=3 м.
Скачать реферат