4) Рассчитаем температуру на выходе из реактора.

Поскольку тепловой эффект реакций незначителен, то используем теплоемкость веществ при 553К [9].

Температура на выходе из реактора рассчитывается по формуле:

, (6.8)

где - температура на выходе из реактора, К;

- количество теплоты, приходящее в реактор, Вт;

- количество тепловых потерь в процессе, Вт;

- мольный расход i-го компонента, моль/с;

- теплоемкость i-го компонента, Дж/(моль•К).

Расчет представляем в виде таблицы 14.

Таблица 14 - Расчет температуры на выходе из реактора

Компонент	N, кмоль/ч	Ni, моль/с,	, Дж/(моль•К)
Этилен	1167,5	324,3	67,4	21857,82
Этан	101,9	28,3	84,2	2382,86
Вода	707,1	196,4	35,7	7011,48
Этанол	52,4	14,6	100,9	1473,14
Диэтиловый эфир	0,7	0,2	173,1	34,62
Ацетальдегид	0,6	0,2	80,9	16,18
Полимер (С10)	0,1	0,03	335,2	10,06
Итого				32786,16

Таким образом, температура на выходе из реактора равна (6.8)

К.

При больших перепадах температур на входе и выходе из реактора, необходимо учитывать и изменение теплоемкости от температуры.

7 Расчет и подбор основного оборудования [10-14]

7.1 Расчет насоса

Основными типами насосов, использующимися в химической технологии, являются центробежные, поршневые и осевые насосы. При проектировании возникает задача определения необходимого напора и мощности при заданной подаче (расходе) жидкости, перемещаемой насосом. По этим характеристикам, а также в зависимости от агрессивности среды выбирают насос конкретной марки [10-12].

Мощность, затрачиваемая на перекачивание жидкости, определяется по формуле

, (7.1)

где N – мощность насоса, Вт;

g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

 - плотность жидкости, кг/м³;

Q - подача (расход) жидкости, м³/с;

Н - напор насоса (в метрах столба перекачиваемой жидкости), м;

 - КПД насоса, доли единицы.

Напор определяют по формуле:

, (7.2)

где P₁ - давление в аппарате, из которого перекачивается жидкость, Па;

P₂ - давление в аппарате, в который подается жидкость, Па;

H_r,.- геометрическая высота подъема жидкости, м;

h_n - суммарные потери напора во всасывающей и нагнетательной линиях, м.

КПД центробежных насосов можно принять равным 0,4—0,7 для малых и средних подач и 0,7—0,9 для больших подач (>280 м³/ч).

Полный расчет насоса включает: расчет гидравлических потерь на линиях нагнетания и всасывания насоса, с учетом потерь на трение и местные сопротивления; определение напора и мощности насоса; выбор подходящей марки насоса.

В данном разделе приведен пример поверочного расчета насоса (без расчета потерь напора на гидравлические сопротивления).

Пример поверочного расчета насоса

Подобрать насос для перекачивания воды из открытой емкости в аппарат, работающий под избыточным давлением 0,1 МПа. Расход воды 1,2•10^-2 м³/с. Геометрическая высота подъема воды 15 м. Общие потери напора на всасывающей и нагнетательной линиях принять равными 5,4 м.

Находим напор насоса по формуле (7.2):

м вод. столба.

Полезная мощность насоса по формуле (7.1):

Вт = 3,6 кВт.

Принимая  = 0,6 (для центробежного насоса средней производительности), определяем мощность на валу двигателя

N = 3.6 / 0.6 = 6.0 кВт.

По справочным таблицам [10, 11] устанавливаем, что заданной подаче и напору соответствует центробежный насос марки Х45/31, для которого в оптимальных условиях работы Q = 1,25•10^-2 м³/c, Н = 31 м,  = 0,6. Насос обеспечен электродвигателем А02-52-2 номинальной мощностью N_n = 13 кВт, _дв=0,89.