14.5 Расчет диаметра штуцера ввода сырья

Удельный расход сырья принимается как сумма расходов жидкости и пара:

V^F_общ = V^F_ж + V^F_п

Определим мольный расход сырьевого пара:

G'_F =е' · F'^/=0,65·275.58=179,27 кмоль/ч;

Молярный вес сырьевого пара:

M_GF = М_Б · y*_F+ М_Т · (1 - y*_F) = 78 · 0,69+ 92 · (1 - 0,650)=82,34 кг/кмоль;

Массовый расход сырьевого пара:

G_F= G'_F · M_GF = 179.29 · 82,34=14749,32 кг/ч;

Объемный расход сырьевого пара:

V_GF = G_F· 22,4· (t_F +273)/ (M_GF ·273· π)

где t_F=107,0°C - температура сырья на входе в колонну.

V_GF = 14749,32 ·22,4· (89+273)/( 82,34 ·273·1,35) =3325,332

м³ /ч = 0,924м³/с.

Мольный расход сырьевой жидкости:

g_F'= F'· (1- e')=275.58· (l-0,61)=96,453 кмоль/ч;

Молярный вес сырьевой жидкости:

M_gF = М_Б · x*_F+ М_T · (1 - x*_F)=78 ·0,485+ 92 · (1 - 0,440)=85,21 кг/кмоль;

Массовый расход сырьевой жидкости:

g_F= g_F'· M_gF=96.453 ·85,21=8218,76 кг/ч;

Плотность сырьевой жидкости при 20 °С :

ρ²⁰_{4 g} = 1 / (x*_F' / ρ²⁰_{4 Б} + (1 – x*_F') / ρ²⁰_{4 Т}),

ρ²⁰_{4 g} = 1 /(0,485/0,8790 + (1 -0,440) /0,8669)=0,872,

α = 0,001828 – 0,00132 · 0,872=0,000677;

ρ ^t_{g F} = (0,872-0,000677· (109 - 20) ) · 1000 = 813,36 кг/м³;

Объемный расход сырьевой жидкости:

Vg_F= g_F/ ρ ^t_{g F} =8218,76 /813,36 =10,01 м³/ч или 2,7·10^-3 м³/с

Суммарный расход жидкости и пара сырья:

V^F_общ = V^F_ж+ V^F_п= 0.0027 + 0,924=0,926 м³/с .

Пусть скорость сырья в штуцере w=5 м/с, тогда диаметр штуцера:

d = (0,926/ (0,785 · 5))^1/2=0,485 м

Принимаем диаметр штуцера d = 500 мм.

15. Расчет поверхности конденсатора – холодильника

97 ,6°C 99,5°C

оборотная вода

50 °C 25 °C

∆t_м = 47,4°С ∆t_б = 74,2°С

∆t_ср = (∆t_б – ∆t_м) / ln (∆t_б / ∆t_м), (51)

∆t_ср = (74,2 – 47.4) / ln (74.2 / 47.4) = 59.8°С

F = Q_d / (K · ∆t_ср), (52)

Принимаем K = 150 Вт/(м²·K) = 128,98 ккал/(м²·ч·°С).

Q_d = 1946643,3 ккал/ч.

F = 1946643,3 / (128,98 · 59,8) = 252,37 м².

16. Расчет расхода воды

Q_d = g_об.в. · c · ∆t_об.в., (53)

g_об.в. = Q_d / (c · ∆t_об.в.),

где c – теплоемкость воды, c = 1 ккал/кг;

g_об.в. – расход оборотной воды, кг/ч.

∆t_об.в.= 50 – 25 = 25 °С.

g_об.в. =1946643,3 / (1 · 25) = 77865,73кг/ч.

17. Расчет поверхности кипятильника

t₁₃ = 125,6 °C t₁₄ = 126,5 °C

t_в.п. = 169.6°C t_в.п. = 169.6 °C

∆t_н = 44.6 °С ∆t_к = 42,8 °С

При t_в.п. = 170 °С давление насыщенного водяного пара составляет

P = 8,08 кгс/см² = 7,927 · 10⁵ Па ([3] – стр. 548, таблица LVI).

∆t_ср = (∆t_н + ∆t_к) / 2 = 43.7°С.

Эффективность работы кипятильника принимаем приблизительно 50 °С.

F = Q_B / (K · ∆t_ср),

где для кипятильника, обогреваемого конденсирующимся водяным паром K = 290 ÷ 870 Вт/(м²·K) ([2] – стр. 515).

Принимаем K = 300 Вт/(м²·K) = 257,954 ккал/(м²·ч·°С).

Q_B = 1926441 кДж/ч.

F = 1926441 / (257,954 · 43.7) = 170.896 м².