Расчет двух ректификационных установок непрерывного действия для разделения смеси этилацетат – толуол

где Pr, Prст – критерий Прандтля соответственно при температуре жидкости и при температуре стенки [2 рис.XIII с.564].

Отсюда находим критерий Нуссельта:

где >и - критерий Прандтля соответственно при средней температуре смеси и температуре стенки:

Тогда критерий Нуссельта:

Подставляя численные значения, получим:

Рассчитываем удельный тепловой поток от стенки к холодному теплоносителю:

Условием стационарного теплообмена является q=const. q1≠q2.

Снова задаёмся tст1 и повторяем расчёт.

tст1=129 0С. Определяем П – коэффициент теплоотдачи для пара, конденсирующегося на пучке вертикальных труб:

Удельное количество тепла, передаваемое от пара к стенке:

Находим коэффициент теплоотдачи от стенки к исходной смеси - см.

где - критерий Нуссельта, для переходного режима движения жидкости;

- коэффициент теплопроводности смеси при средней температуре смеси, Вт/(м∙К);

- эквивалентный диаметр, мм.

Так как режим движения смеси по трубному пространству переходный, следовательно критерий Нуссельта определим из графика зависимости от критерия Рейнольдса в переходной области.

где Pr, Prст – критерий Прандтля соответственно при температуре жидкости и при температуре стенки.

Отсюда находим критерий Нуссельта:

где и - критерий Прандтля соответственно при средней температуре смеси и температуре стенки:

Тогда критерий Нуссельта:

Подставляя численные значения получим:

Рассчитываем удельный тепловой поток от стенки к холодному теплоносителю:

Условием стационарного теплообмена является q=const. q1≠q2.

Строим график зависимости удельного теплового потока от температуры стенки.

Из графика находим:

Находим истинное значение поверхности теплопередачи

Запас площади составляет:

Оставляем выбранный нормализованный кожухотрубчатый подогреватель исходной смеси от температуры 20 0С до, температуры входа в колонну, 95 0С, эта температура является температурой кипения смеси.

4. Подбор кожухотрубчатого конденсатора

Рассчитать и подобрать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого конденсатора, для конденсации паров легколетучего компонента в количестве =0,352 кг/с. Температура конденсации t1=78 0C, удельная теплота конденсации r = 365200 Дж/кг. Физико-химические свойства конденсации при температуре конденсации:

Тепло конденсации отводится водой, с начальной температурой t2н=25 0С. Примем температуру воды на выходе из конденсатора t2к=33 0С. Потери тепла примем 5%.

Тепловая нагрузка аппарата:

(6.95)

 Скачать реферат