Рефераты / Теплотехника /

Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

Дано:

Материальный баланс колонны:

кг/с

Пересчет массовых % в мольные доли:

Тепловой баланс теплообменника:

По табл. XLVII (П.Р., 543)

По рис. XI (П.Р., 562)

кал/кгс Дж/кгК

Расход воды:

кг/с (Д., 32)

Ф/х свойства воды при т-ре 30С

кг/м3 Вт/(мК) Пас

Среднелогарифмическая разность температур:

С

Ф/х cвойства cмеси метилового спирта и воды с массовой долей метилового спирта 7% при температуре 30 С

кг/м3 (т. 1-101, Перри, 51)

Коэффициент динамической вязкости смеси рассчитывается по уравнению Томаса (ф. 1-91, Перри, 26):

, где

, температура смеси; постоянная вязкости, определяемая путем суммирования атомных и структурных составляющих смеси.

Для смеси метиловый спирт-вода,

(т. 1-14, Перри, 26)

Таким образом,

Пас

Коэффициент теплопроводности смеси органических жидкостей и воды с достаточной степенью точности можно посчитать по уравнению Краго (1-70, Перри, 22):

,

где относительная плотность смеси жидкостей по воде, равная в данном случае 0.99

Таким образом

Удельную теплоемкость растворов органических жидкостей можно посчитать по методу Джонсона и Хуанга с помощью аддитивных составляющих (т. 1-7, Перри, 15). Для смеси вода-метиловый спирт при содержании спирта 7% по массе, теплоемкость практически равна теплоемкости воды при т-ре 30 градусов, или равна

Дж/(кгК) (р. XI, П.Р., 562)

Пустим спирт по трубам, а воду в межтрубном пространстве.

Объемный расход спирта и воды:

м3/с (П.Р, 216)

м3/с (П.Р, 216)

Согласно т.4.8 (П.Р., 172) минимальное значение Kop для турбулентного режима составляет 250 Вт/(мК)

Ориентировочная поверхность составляет:

м2 м2

В теплообменных трубах 25х2 мм по ГОСТ 15120-79 скорость течения спирта при Re1>10000 должна быть не менее:

м/c (П.Р, 216)

Проходное сечение трубного пространства должно быть не менее:

м2

Кожухотрубчатый холодильник наименьшего диаметра 159 мм с числом труб 13 имеет площадь 0.510-2 м2 (табл. 4.12, П.Р,215). Следовательно турбулентное течение спирта можно обеспечить только в аппарате с меньшим диаметром трубного пространства, т.е. в теплообменнике "труба в трубе".

Вариант 1. Теплообменник "труба в трубе" (ГОСТ 9930-78).

1.1 Рассмотрим аппарат, изготовленный из труб 89х4 мм (наружная) и 57х3.5 (внутренняя). Скорость спирта в трубах для обеспечения турбулентного движения должна быть не менее:

м/c (П.Р.,216)

Число параллельно работающих труб 57х3.5 мм, при этом

(П.Р.,217)

Примем n=2. Определим критерий Рейнольдса и скорость для спирта:

м/с (П.Р.,217)

(П.Р., 217)

Критерий Рейнольдса соответствует турбулентному движению.

Для воды:

(П.Р.,217)

где 0.024 эквивалентный диаметр, равный 0.081-0.057 1.2. Составим схему процесса теплопередачи. По табл. 4.1 (П.Р., 151) находим, что теплоотдача для спирта и воды (турбулентный режим у обеих жидкостей) описывается ур. 4.17. (П.Р., 154)

Коэффициент примем равным 1. Ввиду того, что температуры стенок со стороны спирта и воды пока неизвестны, примем сомножитель равным единице для обоих потоков.

а) Коэффициент теплоотдачи для спирта:
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ