- •Введение
- •Постановка задачи
- •Описание технологической схемы
- •Описание конструкции аппарата и обоснование его выбора
- •Технологический расчет Выражение состава пара в мольных долях yi
- •Определение температуры начала конденсации пара
- •Определение температуры конца конденсации пара
- •Расчет теплового потока и расхода хладоагента
- •Определение средней разности температур между теплоносителями
- •109 102
- •Приближенная оценка коэффициента теплопередачи и площади поверхности теплообмена
- •Кожухотрубчатые теплообменники
- •Расчет варианта 2
- •Расчет варианта 3
- •Сопоставление вариантов 2 и 3
- •Пластинчатые теплообменники
- •Расчет варианта 6
- •Расчет варианта 5
- •Выбор оптимального варианта
- •Список литературы
Технологический расчет Выражение состава пара в мольных долях yi
Молярные массы компонентов: бензола M1=78,11 кг/кмоль, М2=112,56 кг/кмоль.
Проверка:
Определение температуры начала конденсации пара
Принимаем температуру начала конденсации пара t’н=106 оС. По уравнению Антуана рассчитываем при этой температуре давления насыщенных паров компонентов
№ п/п |
Вещество |
Темпер. интервал, К |
А |
В |
С | |
от |
до | |||||
1 |
Бензол |
280 |
377 |
15,9008 |
2788,51 |
-52,36 |
2 |
Хлорбензол |
320 |
420 |
16,0676 |
3295,12 |
-55,6 |
По уравнению , рассчитываем константы фазового равновесия компонентов при температуреt’н=106 0С:
По уравнению рассчитываем сумму
Найденная сумма отличается от единицы, поэтому принимаем новое значение температуры начала конденсации пара , равноеt’’н=110 0С. Для новой температуры, снова рассчитываем давление насыщенных паров и константы фазового равновесия компонентов.
Для температуры t’’н=110 0С сумма
Методом линейной интерполяции определяем температуру tн , при которой сумма равна единице.
Температура tн=109 0С является температурой начала конденсации пара.
Определение температуры конца конденсации пара
Температура конца конденсации пара tw определяется методом последовательных приближений с помощью уравнения . Принимаем температуруt’w=104 0C
Рассчитаем сумму
Найденная сумма значительно отличается от единицы, поэтому принимаем новое значение температуры конца конденсации пара, равное t’’w=99 0C
Для температуры t’’w=99 0C сумма
Методом линейной интерполяции определяем температуру tw , при которой сумма равна
единице.
Температура tw=102 0C является температурой конца конденсации пара.
Изменение температуры пара незначительно (от tн=109 0С до tw=102 0C), поэтому среднюю температуру конденсации пара tп можно найти в соответствии с уравнением как среднюю арифметическую
Расчет теплового потока и расхода хладоагента
Для определения теплового потока Q, передаваемого от конденсирующего пара к охлаждающей воде, рассчитываем по уравнению удельную теплоту конденсации параrсм при средней температуре tп=105,5 0С.
Удельная теплота конденсации компонентов пара
r1=366 кДж/кг
r2=332 кДж/кг
Тогда тепловая нагрузка аппарата Q
Средняя температура воды tср рассчитывается как средняя арифметическая
Для температуры tср=32,5 0С в таблицу занесены теплофизические характеристики воды
Вода |
Плотность ρвкг/м3 |
Теплоемкость Св |
Теплопроводность λВ |
Динамическая вязкость μв Па*с |
Критерий Прандтля Pr |
996 |
4,18 |
0,618 |
0,000804 |
5,42 | |
Расход воды GВ, необходимый для конденсации пара,
Определение средней разности температур между теплоносителями
Температура начала конденсации пара tн =109 0С отличается от температуры конца конденсации tw=102 0С не более чем на 8-12 0С (109-102=7 0С), то среднюю разность температур между теплоносителями ∆tср можно рассчитать без учета взаимного направления движения теплоносителей , точно так же как и для схемы движения теплоносителей в противотоке