- •Тпжа. 165130. 005пз
- •Содержание
- •Введение.[4]
- •2 Алгоритм расчета перегревателя паров шихты
- •2.1 Определение температуры контактного газа на входе в перегреватель
- •2. 2 Определение эксергетического кпд перегревателя
- •2.3 Вычисляем изменения эксергии
- •2.4 Эксергетический кпд перегревателя
- •2.5 Эксергетический баланс перегревателя паров шихты
- •2.6 Изображение изменения состояния контактного газа и шихты на t-s и р-н диаграммах
- •3 Диаграмма потоков и потерь эксергии (диаграмма Грассмана-Шаргута)
- •Заключение
- •Библиографический список
2 Алгоритм расчета перегревателя паров шихты
2.1 Определение температуры контактного газа на входе в перегреватель
Определяем массовый состав контактного газа по формулам 2.1, 2.2, 2.3:
; (2.1)
; (2.2)
, (2.3)
где , , , - расход соответственно изопропилбензола,
-метилстирола, водяного пара и контактного газа, кг/ч.
, , , - массовая доля соответственно изопропилбензола,
- метилстирола и водяного пара для контактного газа.
Определяем массовый состав шихты по формулам 2.4, 2.5.
; (2.4)
, (2.5)
где , , - расход соответственно изопропилбензола, водяного пара и шихты, кг/ч.
, , - массовая доля соответственно изопропилбензола и водяного пара для шихты.
Составляется тепловой баланс перегревателя по формуле 2.6
(без учета потерь):
, (2.6)
где - энтальпия (теплосодержание) контактного газа на входе в перегреватель, кДж/кг при Т=575°С =848К;
- энтальпия контактного газа на выходе из перегревателя, кДж/кг
при Т=432°С =705К; - энтальпия шихты на входе в перегреватель, кДж/кг при Т=150°С =423К; - энтальпия шихты на выходе из перегревателя, кДж/кг при Т=490°С=763К Энтальпия (теплосодержание) контактного газа на выходе из перегревателя при Т=432°С =705К вычисляется по формуле 2.7.
, (2.7)
где , , - энтальпия соответственно изопропилбензола,
- метилстирола и водяного пара на выходе из перегревателя
при Т=432°С =705К.
Значения энтальпии приведены в работе [1] и [2].
Вычисляем энтальпию методом интерполяции по формулам 2.8, 2.9, 2.10.
; (2.8)
; (2.9)
. (2.10)
Энтальпия шихты на выходе из перегревателя при Т=490°С =763К вычисляется по формуле2.11.
кДж/кг, (2.11)
где , - энтальпия соответственно изопропилбензола и водяного пара на выходе из перегревателя при Т=490°С =763К.
Значения энтальпии приведены в работе [1] и [2].
Вычисляем энтальпию методом интерполяции по формуле 2.12.
(2.12)
Для водяного пара энтальпия приведена в работе [2].
.
Энтальпия шихты на входе в перегреватель при Т=150°С =423К вычисляется по формуле 2.13.
кДж/кг, (2.13)
где , - энтальпия соответственно изопропилбензола и водяного пара на выходе из перегревателя при Т=150°С =423К.
Значения энтальпии приведены в работе [1] и [2].
Вычисляем энтальпию методом интерполяции по формуле 2.14. (2.14)
Для водяного пара энтальпия приведена в работе [2].
.
Из полученного баланса выражаем величину энтальпии контактного газа на входе в перегреватель по формуле 2.15
(2.15)
кДж/кг
Для определения температуры контактного газа на входе в перегреватель вычисляем значения теплосодержаний при нескольких температурах, начиная с 517°С и до 607°С по формуле 2.16.
(2.16)
При температуре 517°С значение энтальпии:
кДж/кг,
где =297,16 ккал/кг =1245,1001 кДж/кг,
=282,56 ккал/кг =1183,9264 кДж/кг,
кДж/кг.
При температуре 547°С значение энтальпии:
кДж/кг,
где =316,92 ккал/кг =1327,8948 кДж/кг[1],
=300,96 ккал/кг =1261,0224 кДж/кг[1],
кДж/кг[2].
При температуре 577°С значение энтальпии:
кДж/кг,
где =337,12 ккал/кг =1412,5328 кДж/кг[1],
=319,77 ккал/кг =1339,8363 кДж/кг[1],
кДж/кг[2].
При температуре 607°С значение энтальпии:
кДж/кг,
где =357,31 ккал/кг =1497,1289 кДж/кг[1],
=338,59 ккал/кг =1418,6921 кДж/кг[1],
кДж/кг[2].
Результаты расчетов сводим в таблицу 2.1.
Таблица 2.1- Теплосодержание контактного газа
Температура, °С |
517 |
547 |
577 |
607 |
Температура, К |
790 |
820 |
850 |
880 |
Теплосодержание, кДж/кгК |
2947,1442 |
3015,639 |
3085,0072 |
3154,8479 |
Температура водяного пара превышает температуру насыщения (кипения) при данном давлении, следовательно, пар является перегретым. Значения параметров пара, в частности, энтальпии и энтропии находятся по таблицам перегретого водяного пара при заданных температуре и давлении, а при температуре окружающей среды по таблице насыщенного пара [2] и заносятся в таблицы 2.2 и 2.3.
Таблица 2.2. Значения энтальпии и энтропии компонентов шихты.
Температура |
0С |
К |
Изопропилбензол |
Водяной пар |
||
h, кДж/кг |
S, кДж/кг.К |
h, кДж/кг
|
S, кДж/кг.К |
|||
То(окр.среды) |
20 |
293 |
212,5587 |
3,2217 |
2537,7000 |
8,6674 |
Тш1(вход) |
150 |
423 |
404,5403 |
3,7594 |
2770,5000 |
7,3321 |
Тш2 (выход) |
490 |
763 |
1173,8285 |
5,0650 |
3465,7000 |
8,5347 |
Таблица 2.3. Значения энтальпии и энтропии компонентов контактного газа.
Температура |
0С |
К |
Изопропилбензол |
метилстирола |
Водяной пар |
|||
h, кДж/кг |
S, кДж/кг.К |
h, кДж/кг |
S, кДж/кг.К |
h, кДж/кг
|
S, кДж/кг.К |
|||
То(окр.среды) |
20 |
293 |
212,5587 |
3,2217 |
214,5280 |
3,2443 |
2537,7 |
8,6674 |
Т кг1(вход) |
575 |
848 |
1406,8931 |
5,3556 |
1334,6658 |
5,2426 |
3649,75 |
9,0343 |
Т кг2 (выход) |
432 |
705 |
1020,7678 |
4,8599 |
875,3692 |
4,7848 |
3344,48 |
8,6403 |
На основании рассчитанных данных строим график зависимости теплосодержания контактного газа от температуры h = f (Т) (рисунок 2.1).
Рисунок 2.1.- Зависимость энтальпии от температуры
По вычисленному значению энтальпии кДж/кг, по графику (рисунке 2.1) находим температуру , с которой контактный газ входит в перегреватель: =848К=575°С.