Переведемо витрата дистиляту з в
; ;
Теплове навантаження кип'ятильника.
з урахуванням загальних втрат (10%) теплове навантаження кип'ятильника зміниться:
7. Вибір і розрахунок підігрівача вихідної суміші
Попередній розрахунок площі теплообміну і вибір підігрівача вихідної суміші.
Вихідні дані.
теплоносія з більшою середньою температурою (водяна пара) при:
при .
.
.
- питома теплота пароутворення води.
- теплоємність води.
- теплопровідність води.
теплоносія з меншою середньою температурою (метанол-вода) при:
- теплоємність суміші метанол-вода з табл. 3.
- теплопровідність суміші метанол-вода.
- динамічний коефіцієнт в'язкості метанолу.
.
- динамічний коефіцієнт в'язкості суміші метанол-вода.
- поверхневий натяг суміші метанол-вода.
- витрата вихідної суміші
- питома теплота пароутворення суміші метанол-вода.
Теплове навантаження підігрівача.
Витрата що гріє пара.
среднелогаріфміческая різниця температур.
Орієнтовна площа і попередній вибір підігрівача вихідної суміші.
Коефіцієнт теплопередачі в пластинчастих теплообмінниках вище, ніж у кожухотрубних, тому приймемо
Розглянемо розбірний пластинчастий підігрівач вихідної суміші із симетричною двухпакетной схемою компонування пластин (по ГОСТ 15518-83) з: поверхнею теплообміну, поверхнею пластини, числом пластин, поперечним перерізом каналу, еквівалентним діаметром каналу, товщиною пластин і наведеної довжиною каналу.
Уточнений розрахунок поверхні теплообміну і остаточний вибір підігрівача вихідної суміші.
Швидкість рідини і число Re в каналах.
- значить режим турбулентний
Коефіцієнт тепловіддачі до рідини.
Коефіцієнт тепловіддачі від пари.
Приймемо що, то розрахунок будемо виконувати за формулою:
Сума термічних опорів стінки пластин і забруднень рідини.
Термічний опір забруднень з боку рідини, опором забруднень з боку пара можна знехтувати. Матеріал пластин - нержавіюча сталь Х17Н13М2Т ГОСТ 3632-72. Коефіцієнт теплопровідності сталі.
Коефіцієнт теплопередачі.
Перевірка правильності прийнятого допущення відносно.
Уточнений розрахунок коефіцієнта теплопередачі.
т.к. , То коефіцієнт тепловіддачі до рідини визначаємо за формулою, приймаючи,:
розрахуємо коефіцієнт теплопередачі:
перевіримо:
т.к. , То методом послідовних наближень виконуємо розрахунки по збіжності прийнятої різниці температур.
Приймаємо
. Приймаємо
Так відмінності між прийнятою різницею температур і розрахованої незначні. Розрахунок припинений.
Необхідна площа поверхні теплопередачі.
т.к. , То пластинчастий теплообмінник з номінальною поверхнею по ГОСТ 15518-83 підходить, із запасом:
8. Підбір конденсатора
Розрахувати і підібрати нормалізований варіант конструкції пластинчастого конденсатора, для конденсації парів легколетучего компонента в кількості=0,118 кг/с. Температура конденсації t 1=69 0 C, питома теплота конденсації r (при вмісті 92% мас. Метанолу в дистилляте, при 69 гр. R метанолу=1101000 Дж/кг; r води=2320000 Дж/кг) за правилом адитивності:
Фізико-хімічні властивості конденсації при температурі конденсації:
Тепло конденсації відводиться водою, з початковою температурою t2н=25 0С. Приймемо температуру води на виході з конденсатора t2к=33 0С. Втрати тепла приймемо 5%.
Теплове навантаження апарату:
Витрата води знаходимо з рівняння теплового балансу:
Середня різниця температур:
Відповідно Kор=1000 Вт/(м2? К), приймемо орієнтовне значення поверхні:
Вибираємо розбірний пластинчастий конденсатор по ГОСТ 15518-83.
Поверхня теплообміну 12.5 м2.
Кількість пластин - 66.
Поверхность пластини - 0,2 м2.
Маса 800 кг.
Запас площі становить:
9. Підбір кип'ятильника
Підібрати нормалізований варіант конструкції пластинчастого випарника ректифікаційної колони, з отриманням GW=1,132 кг/с парів водного розчину органічної рідини, що кипить при температурі t 2=93 0 C, питома теплота ...
