а виході з холодильника
Початкова температура води, кінцева -
Визначимо кількість теплоти, що віддається охолоджуючої воді в холодильнику:
Розрахуємо орієнтовно площа поверхні теплообміну.
Приймаємо орієнтовно значення коефіцієнта теплопередачі
Знайдемо середню логарифмічну різниця температури.
Переймаючись числом, визначаємо співвідношенні для конденсації з труб діаметром
Витрата води:
сточеним розрахунок поверхні.
Відповідно зі співвідношення приймаємо найбільш близьке заданому значенню у теплообмінник з діаметром кожуха, діаметром труби, число ходів, загальне число труб
Найбільш близьке ориентировочному значенню поверхні теплопередачі має нормалізований апарат з довжиною труби,.
Критерій Рейнольдса:
Критерій Прандтля:
Коефіцієнт тепловіддачі до суміші визначимо по рівнянню:
Критерій Нуссельта:
нехтувати поправкою і отримаємо.
Площа перерізу потоку в міжтрубному просторі перегородками
Критерій Рейнольдса:
Критерій Прандтля:
Коефіцієнт тепловіддачі до суміші визначимо по рівнянню:
Критерій Нуссельта:
нехтувати поправкою і отримаємо.
Обидва теплоносія - малокоцентрірованние водні розчини; тому відповідно приймемо термічні опори забруднень однаковими, рівними. Підвищена корозійна активність цих рідин диктує вибір нержавіючої сталі в якості матеріалу труб. Теплопровідність нержавіючої сталі приймемо рівної. Сума термічних опорів стінки і забруднень дорівнює
Коефіцієнт теплопередачі дорівнює
Необхідна поверхню складе
З випливає, що вибраного ряду підходить теплообмінник з трубами довжиною і номінальною поверхнею
.2 Гідравлічний опір кожухотрубчасті теплообмінників
У трубному просторі перепад тиску визначають по рівнянню, в якій довжина шляху рідини дорівнює. Швидкість рідини труб
Коефіцієнт тертя визначають по рівнянню. При його можна також визначити з рівняння:
де
(в розрахунках можна прийняти.
Гідравлічний опір в трубному та міжтрубному просторі розраховується за формулою:
де
a) трубне простір
Швидкість рідини в трубах
Коефіцієнт тертя
Діаметр штуцерів в розподільчій камері; швидкість в штуцерах
У трубному просторі наступні місцеві опору: вхід в камеру і вихід з неї, три повороту на, чотири входи в труби і чотири виходи з них.
У відповідності з рівнянням гідравлічний опір трубного простору одно
b) міжтрубний простір
Число рядів труб, омиваних потоком в міжтрубному просторі,
округляючи в більшу сторону, отримаємо. Число сегментних перегородок.
Діаметр штуцерів до кожуха, швидкість потоку в штуцерах
Швидкість рідини в найбільш вузькому перерізі міжтрубному простору площею.
У міжтрубномупросторі наступні місцеві опорів: вхід і вихід рідини через штуцери, 8 поворотів через сегментні перегородки (по їх числа) і 9 опорів трубного пучка при його поперечному обтіканні.
У відповідності з рівнянням гідравлічний опір трубного простору одно
.3 Розрахунок штуцерів
Для виходу води приймаємо штуцер із зовнішнім діаметром патрубка, з умовним проходом
Штуцер для входу і виходу суміші:
Приймаємо штуцер із зовнішнім діаметром патрубка, з умовним проходом
Висновок
У даній роботі була розрахована колона ректифікації безперервної дії з ковпачковими тарілками для розділення суміші «водо- оцтова кислота», з наступними характеристиками:
,
а також холодильник дистиляту (теплообмінник типу «труба в трубі»):
До достоїнств ковпачкових колон відносять:
стійкість роботи тарілок при значних коливаннях навантажень газу і рідини.
До недоліків:
складний пристрій;
великі витрати металу;
великий тиск (газ здійснює складний рух);
мала гранично-допустима швидкість газу.
Список літератури
1.Дитнерскій Ю.І. Основні процеси та апарати хімічної технології .: Посібник з проектування.- М .: ТОВ ВД «Альянс», 2007.
2.Каталог: Колонні апарати. М .: ЦІНТ...
