Полный расчет ректификационной колонны

Определим теплофизические свойства воды при tсрв=20 ْC:

· с=4190Дж/кгК

· μ=1.005 мПа.с

t1ср=tвср+ Δtср=20+15.03=35.03 ْC

Определим теплоемкость дистиллята при t1ср:

Вт

кг/с

Пусть Кор=300Вт/(м2.К), тогда

м2

м

м

0.0034<Sтр<0.0068

Определим вязкость смеси при t1ср=35.03 ْC

мПа.с

мПа.с

мПа.с

м

м

0.013<Sмтр<0.039

Исходя из сделанных расчетов можем выбрать стандартный четырехходовой холодильник c 25x2 внутренним диаметром кожуха D=600 мм, числом труб n=206, длиной труб l=2м,с расстоянием между перегородками в межтрубном пространстве h=300мм, проходным сечением одного хода Sт=1.8.10-2м и числом рядов труб nр=14.

2.4.5 Холодильник кубового остатка.

Исходные данные: кг/с, tw=56 ْC, tвкон=25 ْC, tвнач=15 ْC, t1кон=25 ْC.

Определим среднюю температуру:

Δt1=tw-tвкон=71-25=46 ْC

Δt2=t1кон-tвнач=25-15=10 ْC

δt1=tw-t1кон=71-25=46 ْC

δt2=tвкон-tвнач=25-15=10ْC

ْC

ْC

так как δt1>δt2, то

ْC

Определим теплофизические свойства воды при tсрв=20 ْC:

· с=4190Дж/кгК

· μ=1.005 мПа.с

t1ср=tвср+ Δtср=20+19.24=39.24 ْC

Определим теплоемкость дистиллята при t1ср:

Вт

кг/с

Пусть Кор=300Вт/(м2.К), тогда

м2

м

м

0.003<Sтр<0.006

Определим вязкость смеси при t1ср=39.24 ْC

мПа.с

мПа.с

мПа.с

м

м

0.0073< Sмтр<0.022

Исходя из сделанных расчетов можем выбрать стандартный двухходовой холодильник 20x2 c внутренним диаметром кожуха D=400 мм, числом труб n=166, длиной труб l=3м, с расстоянием между перегородками в межтрубном пространстве h=250мм, проходным сечением одного хода Sт=1.7.10-2м и числом рядов труб nр=14.

2.5 Подробный расчет дефлегматора

В данном разделе подробно рассчитаем один из теплообменников – дефлегматор, выбранный в ориентировочном расчете.

Дефлегматор-аппарат, предназначенный для конденсации паров и подачи флегмы в колонну, представляет собой кожухотрубчатый теплообменник, в межтрубном пространстве, которого обычно конденсируется пары, а в трубах движется охлаждающий агент – вода.

В качестве хладагента используем воду среднего качества со средним значением тепловой проводимости загрязнений стенок , а тепловая проводимость загрязнений стенок органическими парами .

Толщину слоя загрязнения примем равной 2мм. В качестве материала труб выберем нержавеющую сталь с коэффициентом теплопроводности .

Тогда термическое сопротивление загрязнений труб

Расчет коэффициентов теплоотдачи.

Исходные данные: , tD=56 ْC, t2ср=29.32 ْC, , дефлегматор с внутренним диаметром кожуха D=1000 мм, числом труб n=1072, длиной труб l=4м, проходным сечением одного хода Sт=5.1.10-2м и числом рядов труб nр=34, в среднем по 31-32 трубе в ряду.

1. Задаемся температурой стенки ْC

Тогда

Δt=tD-tст1=56-45=11 ْC

tпл=(tкон+tст1)/2=(56+45)/2=50.5 ْC

Далее необходимо определить поверхностные плотности теплового потока и сопоставить их, если разница между ними будет меньше 5 %, то можно считать, что процесс установившийся и температура стенки подобранна правильно.

,

где - коэффициенты теплоотдачи от стенки 1 и 2;

,

где =0,55- множитель, учитывающий влияние числа труб по вертикали;

теплопроводность смеси, Вт/(м.К);

-плотность смеси, кг/м3;

теплота конденсации, Дж/кг;

- скорость свободного падения, м/с;

-вязкость смеси, мПа.с;

- наружный диаметр труб, м.

Коэффициент может быть существенным для вязких конденсатов, а для воды в первом приближении его не учитывают.

Определим теплопроводность, плотность, вязкость при определяющей температуре t=50.5 ْC и теплоту конденсации при температуре конденсации:

 Скачать реферат