МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”

Тепловий розрахунок процесів органічного синтезу методичні вказівки

для самостійного розв’язування задач з дисципліни

“Технологія виробництва органічних речовин”

для студентів спеціальності 7.092501

“Автоматизоване управління технологічними процесами”

Затверджено

на засіданні кафедри

технології органічних продуктів.

Протокол № 11 від 8 лютого 2002 р.

Львів – 2002

Тепловий розрахунок процесів органічного синтезу.

Методичні вказівки для самостійного розв’язування задач з дисципліни “Технологія виробництва органічних речовин” для студентів спеціальності 7.092501

“Автоматизоване управління технологічними процесами”

Укладачі Лудин А.М., канд. техн. наук, доц.

.Мельник Ю.Р., асистент

Відповідальний за випуск Піх З.Г. , докт. хім. наук, проф.

Рецензент Жизневський В.М., докт. хім. наук, проф.

Мета: Здобуття студентами знань та практичних навиків розрахунку

теплових балансів хіміко-технологічних процесів.

Умовні позначення

В_В – вихід продукту В, %;

C_іj – концентрація і-го компоненту в j-му потоці, кмоль/м³;

G_А,0 – масова витрата реагенту А на вході в апарат, кг/с;

G_А – масова витрата реагенту А на виході з апарату, кг/с;

G_B – масова витрата продукту В (продуктивність за продуктом В), кг/с;

G_і,Р – кількість і-го реагенту, що реагує за одиницю часу, кг/с;

G_i,0 – масова витрата і-го компоненту на вході в апарат, кг/с;

G_i – масова витрата і-го компоненту на виході з апарату, кг/с;

G_j,ВХ – масова витрата j-го потоку, що надходить в апарат, кг/с;

G_j,ВИХ – масова витрата j-го потоку, що виходить з апарату, кг/с;

К_А – конверсія реагенту А, % мол.;

М_і – молярна маса і-го компоненту, кг/кмоль;

W_j – об’ємна витрата j-го потоку, м³/с;

Х_А – ступінь перетворення реагенту А;

х_ij,ВХ – масова частка i-го компоненту в j-му потоці на вході в апарат;

х_ij,ВИХ – масова частка i-го компоненту в j-му потоці на виході з апарату;

Поняття теплового балансу

Тепловий баланс необхідний для розрахунку кількості теплоти, яку необхідно підвести чи відвести з метою підтримання в апараті необхідного температурного режиму.

Його складають для вирішення двох задач:

• статистичної – визначення витрати теплоносія, який слід подати у теплообмінний пристрій апарату. Якщо апарат працює в адіабатичному режимі, то вирішення статистичної задачі полягає в розрахунку температури реакційної суміші на виході з нього;

• кінетичної – визначення поверхні теплообміну апарату.

Вихідними даними для розрахунку теплових балансів є: результати розрахунків матеріального балансу, питомі теплоємності та ентальпії утворення компонентів потоку, а також характер руху потоків та умови теплообміну.

Виконання теплових розрахунків дозволяє вирішити завдання:

• економного використання тепла і холоду в технологічному процесі шляхом їх рекуперації;

• визначення витрати енергії на нагрівання чи охолодження потоків як в окремих апаратах і вузлах, так і в процесі в цілому;

• визначення витрати теплоносія, холодоагента або палива;

• можливості використання повітряного охолодження.

Для підведення чи відведення теплоти використовують теплоносії та холодоагенти, відповідно. У випадку використання теплоносія чи холодоагенту як компоненту матеріального потоку (гостра пара, охолодження впорскуванням рідини, холодний байпас і т.д.) тепловий розрахунок виконують сумісно з розрахунком матеріального балансу.