2.2 Теплові та енергетичні розрахунки

2.2.1 Теплові розрахунки лініі гідратаціі соняшникової олії з одержанням харчового фосфатидного концентрата

2.2.2 Тепловий баланс роботи кожухотрубчастого теплообмінника

Вихідні данні

Початкова температура олії, K Tн=298

Кінцева температура олії, K Tк=343

Теплоємкість олії при 298К, кДж/(кг·К) См1=1,8

Теплоємкість олії при 343К, кДж/(кг·К) См2=1,96

Удільна ентальпія пара, кДж/кг iп=2171

Удільна температура рідини при 0,3Мпа и 132,9°С, кДж/кг іж=557,18

Тепловий потік, вносимий олією:

Q1 = Gм ·см1 ·Тн

Q1 = 1,157 ·1,8 · 298 = 620,6148 кДж/с

Тепловий потік, вносимий парою:

Q2 = D ·іп

Q2 = 2171· 0,95 ·0,95· D = 1959,328 · D

де D – витрати гріючої пари, кг/с,

0,95 – ступінь сухості гріючої пари;

0,95 – коефіціент використання тепла пари у теплообміннику

Тепловий потік, виносимий конденсатом:

Q3 = D ·іж

Q3 = 557,18 ·D

Тепловий потік, виносимий олією:

Q4 = Gм · см2· Тк

Q4 = 1,157· 1,96· 343 = 777,828 кДж/с

Теплові витрати приймаємо в розмірі 5% від різниці теплових потоків, які вносяться та виносяться олією:

Qвит = 0,05 ·(Q4 – Q1)

Qвит = 0,05 ·(777,828 – 620,6148) = 7,86 кДж/с

Враховуючи потоки, отримуємо рівняння:

620,6148 + 1959,328D = 557,18D + 777,828 + 7,86

777,828 + 7,86 – 620,6148

D = ———————————— = 0,1177 кг/с = 0,424 т/год

1959,328 – 557,18

Q2 = 1959,328 ·0,1177 = 230,67 кДж/с

Q3 = 557,18 ·0,1177 = 65,596 кДж/с

Результати теплового балансу зводимо у таблицю

Таблиця 2.2.1 – Тепловий баланс роботи кожухотрубчастого теплообмінника

Прихід тепла	Значення, кДж/с	Витрати тепла	Значення, кДж/с
Тепловий потік, вносимий олією, Q1 Тепловий потік, вносимий парою,Q2	620,61 230,67	Тепловий потік, виносимий олією, Q4 Тепловий потік, виносимий конденсатом, Q3 Теплові витрати, Qвит	777,83 65,6 7,86
Разом	851,285	Разом	851,285

2.2.2 Тепловий баланс роботи кожухотрубчастого теплообмінника .

Вихідні данні:

Початкова температура олії, К Тн = 343

Кінцева температура олії, K Tк = 363

Теплоємкість олії при 343К, кДж/(кг·К) См1=1,96

Теплоємкість олії при 363К, кДж/(кг·К) См2 = 2,07

Удільна ентальпія пара, кДж/кг iп = 2171

Удільна температура рідини при 0,3Мпа и 132,9°С, кДж/кг іж=557,18

Тепловий потік, вносимий олією:

Q1 = Gм ·см1 ·Тн

Q1 = 1,14 ·1,96 · 343 = 766,399 кДж/с

Тепловий потік, вносимий парою:

Q2 = D ·іп

Q2 = 2171· 0,95 · 0,95·D = 1959,328 · D

де D – витрати гріючої пари, кг/с,

0,95 – ступінь сухості гріючої пари;

0,95 – коефіціент використання тепла пари у теплообміннику

Тепловий потік, виносимий конденсатом:

Q3 = D ·іж

Q3 = 557,18 ·D

Тепловий потік, виносимий олією:

Q4 = Gм · см2· Тк

Q4 = 1,14· 2,07· 363 = 856,61 кДж/с

Теплові витрати приймаємо в розмірі 5% від різниці теплових потоків, які вносяться та виносяться олією:

Qвит = 0,05 ·(Q4 – Q1)

Qвит = 0,05 ·(856,61 – 766,399) = 4,51 кДж/с

Враховуючи потоки, отримуємо рівняння:

766,399 + 1959,328D = 557,18D + 856,61 + 4,51

856,61 + 4,51 – 756,399

D = ———————————— = 0,0747 кг/с

1959,328 – 557,18

Q2 = 1959,328 ·0,0747 = 136,36 кДж/с

Q3 = 557,18 ·0,0747 = 41,62 кДж/с

Результати теплового балансу зводимо у таблицю

Таблиця 2.2 – Тепловий баланс роботи кожухотрубчастого теплообмінника

Прихід тепла	Значення, кДж/с	Витрати тепла	Значення, кДж/с
Тепловий потік, вносимий олією, Q1 Тепловий потік, вносимий парою,Q2	766,399 136,36	Тепловий потік, виносимий олією, Q4 Тепловий потік, виносимий конденсатом, Q3 Теплові витрати, Qвит	856,61 41,62 4,51
Разом	902,75	Разом	902,75