4.3. Тепловой расчёт дефлегматора

Введем индексы: 1- для пара, конденсирующегося в межтрубном пространстве;

2- для охлаждающей воды в трубах.

Расчет проводим последовательно в соответствии с общей схемой.

1)Тепловая нагрузка аппарата

2) Расход воды определим из уравнения теплового баланса:

=20

=30

при

3) Средняя разность температур:

4) Ориентировочный выбор дефлегматора.

По табл. 2.1. [1] примем ориентировочный коэффициент теплопередачи

Задаваясь числом =15000, определим соотношение для теплообменника из труб диаметром =25х2 мм.

Для =25x2 мм

На 2 хода для =25x2 мм приходится труб.

По ГОСТ 15118-79, ГОСТ 15120-79 и ГОСТ 15122-79 выберем кожухотрубчатый теплообменник, наиболее подходящий по поверхности теплообмена и по отношению ([1], табл. 2.3.).

D кожуха, мм	d труб, мм	Число ходов	Общее число труб	Длина труб, м	Площадь сечения потока, 102 м2		Площадь сечения 1 хода, 102 м2	Поверхность теплообмена F, м2
					в вырезе перег.	между перег.
600	25х2	2	240	3	4,0	4,5	4,2	57

5) Уточненный расчет дефлегматора.

Определим коэффициент теплоотдачи к воде , пренебрегая поправкой (Pr₂/Pr_ст)^0,25

при

Коэффициент теплоотдачи от пара, конденсирующегося на пучке вертикально расположенных труб, определим по уравнению

кг/с

Сумма термических сопротивлений стенки труб из нержавеющей стали и загрязнений со стороны воды и пара равны:

Коэффициент теплопередачи:

Требуемая поверхность теплопередачи

.

Запас поверхности:

.

Теплообменник подходит. Запас поверхности 7,93 %.

По ГОСТ 15119-79 - ГОСТ 15122-79 масса теплообменника 1890 кг ([1], табл. 2.8.).

4.4. Тепловой расчет холодильника дистиллята

Введем индексы: 1- для охлаждающей воды;

2- для дистиллята (компонента А).

Расчет проводим последовательно в соответствии с общей схемой.

1)Тепловая нагрузка аппарата

Дж/(кг К)

^оС

Вт

2) Расход воды определим из уравнения теплового баланса:

3) Средняя разность температур:

4) Ориентировочный выбор холодильника дистиллята.

По табл. 2.1. [1] примем ориентировочный коэффициент теплопередачи

В соответствии с ГОСТ 15518-83 принимаем пластинчатый теплообменник поверхностью 3 .

5) Порядок расчета.

Определяем число последовательно соединенных пакетов по потоку дистиллята:

,

где Па - допустимое сопротивление теплообменника (принимается в соответствии с требованиями технологического процесса);

- площадь сечения канала, ;

- число пластин, шт;

- объемный расход дистиллята, .

Принимаем однопакетную (одноходовую) компоновку пластин по стороне охлаждающей воды , по стороне дистиллята .

Число каналов в одном пакете:

1) для нагреваемой среды (воды)

2) для охлаждаемой среды (дистиллята)

Площадь поперечного сечения пакетов:

Скорость движения дистиллята:

Критерий Рейнольдса:

Коэффициент теплоотдачи от дистиллята ([8], ур-е 2.20):

,где

- - критерий Прандтля при

Скорость движения дистиллята:

=986

Критерий Рейнольдса:

Коэффициент теплоотдачи к воде ([8], ур-е 2.20):

,где

- критерий Прандтля при

Коэффициент теплоотдачи равен:

, где

= 0,000738 - сумма термических сопротивлений стенки пластины и загрязнений

Поверхность теплопередачи:

Запас поверхности:

Поверхность теплообмена и основные параметры разборных пластинчатых теплообменников

Поверхность одной пластины ,	Поверхность теплообмена ,	Число пластин , шт	Масса аппарата, кг
0,3	3	12	280
0,3	5	20	315
0,3	8	30	345

Конструктивные характеристики разборных пластинчатых теплообменников при = 0,3

Длина пластины, мм	1370
Ширина пластины, мм	300
Толщина пластины, мм	1,0
Эквивалентный диаметр канала, мм	8,0
Поперечное сечение канала, 104	11,0
Приведенная длина канала, м	1,12
Масса пластины, кг	3,2
Диаметр условного прохода штуцеров, мм	65

Результаты расчета

Параметр	=3	=5	=8
, шт	1,82	2,56	3,34
, шт	5	9	14
,	0,0055	0,0099	0,0154
,	0,127	0,07	0,0455
	2201,2	1222,9	786,1
,	779,4	507,5	367,6
, шт	6	10	15
,	0,0066	0,011	0,0165
,	0,167	0,0968	0,0645
	1339,7	803,8	535,9
,	3303,8	2275,4	1692,5
,	430,3	317,7	247
,	4,2	5,7	7,4
, %	-28,6	-12,3	8,4

По табл. 2.13 [1] выбираем пластинчатый теплообменник с =8 =0,3, = 30. Масса аппарата 345 кг.