4. Приближенный расчет холодильника дистиллята.

Дистиллят выходит из конденсатора при температуре ⁰С, и его охлаждают водой, также температурой, которой меняется на 20 ⁰С. Начальную температуру воды возьмем 15⁰С и конечную 35⁰С. Температура конечных продуктов ⁰С.

Найдем среднюю разность температур при противотоке:

Теплоемкость воды и дистиллята при данных температурах возьмем из(1):

С запасом 15% это будет:

Выбираем теплообменник диаметром 325 мм с трубами 20*2 мм длиной 4м.

5. Подробный расчет подогревателя исходной смеси.

Подогрев происходит греющим паром. Зная начальную и конечную температуру исходной смеси _, и греющего пара при Р_изб=2 атм.

Найдем среднюю разность температур теплоносителей:

Тогда средние температуры греющей воды и смеси находятся как:

Теплоемкость смеси найдем по справочным данным (1):

где с₁ и с₂ - теплоемкости легколетучего и труднолетучего компонента, , которые зависят от температуры:

Получим:

Вт

Для расчета поверхности теплообмена зададим примерное значение K (по справочнику (1)), К= 1500 :

С запасом 15% это будет: .

_Выбираем теплообменник диаметром 325 мм с трубами 25*2 мм длиной 4м, число труб 62, _{, .}

Проверим режим течения в трубном пространстве:

(70)

(71)

Условие выполняется:

Далее рассчитываем коэффициент теплопередачи, для того чтобы точно определить поверхность теплообмена:

(72)

где - термические сопротивления стенки и загрязнений соответственно, ; по справочнику (1):

- коэффициенты теплоотдачи теплоносителей, , находятся по формулам:

(73)

(74)

где  - коэффициент теплопроводности теплоносителя, , , r – удельная теплота парообразования, r=2171 кДж/кг, р-плотность, р=1.618 кг/м³, Н- высота труб, м, Nu - критерий Нуссельта; d –диаметр труб (d_вн или d_нар), м;

(75)

Pr - критерий Прандтля при средней температуре жидкости, Pr_ст - при температуре стенки со стороны теплоносителя. Оба находятся по общей формуле:

(76)

Найдем критерии Прандтля при средней температуре для жидкости, где _{, , .}

Так как температуры стенок со стороны теплоносителей неизвестны, воспользуемся методом итераций : зная средние температуры теплоносителей зададим температуру стенки со стороны горячего теплоносителя в интервале . Например .

Находим теплофизические свойства греющего пара при данной температуре, используя справочные данные (1):

Тогда по формуле:

Найдем критерий Нуссельта, а затем и коэффициент теплоотдачи от греющего пара к стенке:

Теперь определим коэффициент теплопередачи по уравнению (72):

Определим расчетную площадь поверхности теплопередачи:

С запасом 15% .

Выбираем теплообменник диаметром 600 мм, с трубами 25*2 ,число труб 257, длина 3м,

_{, .}