Полный расчет ректификационной колонны
кДж/кг
где - теплоты испарения ацетона и четыреххлористого углерода,.
,
где исходные данные: A1 =72.18; t 1кр=235.1; A2=25.64;
t2кр=283.4
;
.
мПа.с
мПа.с
кг/м3
кг/м3
кг/м3
Вт/мК
Вт/мК
Тогда
Тогда поверхностная плотность теплового потока первой стенки определим по формуле:
Примем что
Определим температуру второй стенки по формуле:
Определим коэффициент теплопроводности для воды при t=29.32 ْC с помощью интерполяции справочных данных:
Аналогично определим коэффициент теплопроводности для воды при t=34.23 ْC:
Определим вязкость жидкости для воды при t=29.32 ْC с помощью интерполяции справочных данных:
Па
Аналогично определим вязкость воды при t=34.23 ْC:
Па
Определим теплоемкость воды t=29.32 ْC с помощью интерполяции справочных данных:
Аналогично определим теплоемкость воды при t=34.23 ْC:
Определим критерий Рейнольдса по формуле:
,
где - вязкость смеси, Па.с;
G- расход воды, кг/с;
z- число ходов, z=4;
d- внутренний диаметр труб, м;
Nтр- количество труб.
Определим критерий Прандтля для потока и стенки при температурах tср=29.32ْС, tст=34.23ْС:
,
где с- теплоемкость воды, Дж/кгК;
теплопроводность воды, Вт/(м.К);
-вязкость воды, мПа.с.
Определим критерий Нуссельта по формуле:
Зная критерий Нуссельта, определим коэффициент теплоотдачи второй стенки по формуле:
Тогда
Тогда поверхностная плотность теплового потока первой стенки определим по формуле:
Сопоставим q1 и q2, т разность выразим в процентах:
Выбранная температура стенки наугад не подходит.
2. Выбираем новую температуру стенки tст1=44ْС и проводим расчеты аналогично расчетам при температуре стенки ْC
Тогда
Δt=tD-tст1=56-44=12 ْC
tпл=(tкон+tст1)/2=(56+44)/2=50 ْC
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 его не учитывают.
Определим теплопроводность, плотность, вязкость при определяющей температуре t=50 ْC и теплоту конденсации при температуре конденсации:
кДж/кг
где - теплоты испарения ацетона и четыреххлористого углерода,.
,
где исходные данные: A1 =72.18; t 1кр=235.1; A2=25.64; t2кр=283.4
;
.
мПа.с
мПа.с