2.2.5 Тепловий баланс роботи холодильника (поз. Т3)

Вихідні данні:

Початкова температура олії, К Тн =359,6

Кінцева температура олії, К Тк = 313

Теплоємкість олії при 359,6 К, кДж/(кг·К) См1 = 2,01

Теплоємкість олії при 323 К, кДж/(кг·К) См2 = 1,9

Теплоємкість води, кДж/(кг·К) Св = 4,19

Температура води на вході, К Твн = 300

Температура води на виході, К Твк = 318

Тепловий потік, вносимий олією, яка виходить з вакуум-сушильного апарату:

Q1 = Gмг· См1· Тн

Q1 = 1,14· 2,01· 359,6 = 823,987 кДж/с

Тепловий потік, який вносить охолоджуюча вода:

Q2 = W· Св· Твн

Q2 = 4,19· 300· W = 1257·W

де W – витрати охолоджуючої води, кг/с

Тепловий потік, виносимий охолоджуючою водою:

Q3 = W· Св· Твк

Q3 = 4,19· 318· W = 1332,42· W

Тепловий потік, виносимий олією:

Q4 = Gмг· См2· Тк

Q4 = 1,14· 1,9· 313 = 677,96 кДж/с

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

Qвит = 0,05· (Q3 – Q2)

Qвит = 0,05· (1332,42 – 1257)·W = 3,771· W

Враховуючи потоки, отримуємо рівняння:

823,987 + 1257W = 1332,42W + 677,96 + 3,771W

823,987 – 677,96

W = ——————————— = 1,84 кг/с

1332,42 – 1257 + 3,771

Q2 = 1257· 1,84 = 2317,89 кДж/с

Q3 = 1332,42· 1,84 = 2451,65 кДж/с

Qвит = 3,771· 1,84 = 6,94 кДж/с

Результати теплового балансу зводимо у таблицю

Таблиця 2.5 – Тепловий баланс роботи холодильника

Прихід тепла	Значення, кДж/с	Витрати тепла	Значення, кДж/с
Тепловий потік, вносимий охолоджуючою водою, Q2 Тепловий потік, вносимий олією,Q1	2317,89 823,987	Тепловий потік, виносимий охолоджуючою водою,Q3 Тепловий потік, виносимий олією,Q4 Теплові витрати, Qвит	2451,65 677,96 6,94
Разом	3138,88	Разом	3138,88

2.2.6 Тепловий баланс роботи ротаційно - плівкового апарату (поз рп1)

Вихідні данні:

Початкова температура фосфатидної емульсії, К Тн = 343

Температура висушування фосфатидної емульсії Тк = 363

Теплоємкість фосфатидної емульсії, кДж/(кг·К) Сфе = 3,24

Теплоємкість фосфатидного концентрата, кДж/(кг·К) Сфк = 2,06

Удільна ентальпія водяної пари, кДж/кг іп = 2662

Удільна ентальпія конденсату, кДж/кг ік = 557,18

Тепловий баланс висушування фосфатидної емульсії у роторно-плівковому апараті з метою отримання харчового фосфатидного концентрату марки СнХ-1 складаємо у вигляді:

Q1 + Qn = Q2 + Q3 + Qk + Qвит

Тепловий потік, вносимий фосфатидною емульсією:

Q1 = Gфе· сфе· Тн

Q1 = 0,03 ·3,24· 343 = 33,34 кДж/кг

Тепловий потік, який виноситься фосфатидним концентратом:

Q2 = Gфк ·сфк ·Тк

Q2 = 0,013 ·2,06 ·363 = 9,72 кДж/кг

Витрати тепла на випаровування води:

Q3 = (Gфе – Gфк)· cв·Тк

Q3 = (0,03 – 0,013)· 4,19· 363 = 25,856 кДж/кг

Теплові витрати приймаємо в розмірі 5 % від корисного тепла:

Qвит = 0,05 ·(Q2 + Q3 - Q1)

Qвит = 0,05· (9,72 + 25,856 – 33,34 ) = 0,11 кДж/кг

Кількість теплоти гріючої пари та конденсату визначаємо за рівняннями:

Qn = D· in

Qk = D· ik

де D – масова витрата насиченої пари при Р = 0,3 Мпа, кг/с;

іп, ік – ентальпія пари та конденсату відповідно, кДж/кг.

Для визначення витрати пари за рівнянням представимо його у вигляді:

D = (Q2 + Q3 – Q1 + Qвит)/ (іп - ік)

D = (9,72 + 25,856 - 33,34 + 0,11)/ (2662 – 557,18) = 0,0011 кг/с

Тоді:

Qn = 0,0011· 2662 = 2,93 кДж/кг

Qk = 0,0011· 557,18 = 0,61 кДж/кг

Перевірка балансового трівняння:

33,34 + 2,93 = 9,72 + 25,856 + 0,11 + 0,61

36,28 = 36,28

Результати теплового балансу зводимо у таблицю

Таблиця 2.6 – Тепловий баланс роботи ротаційно-плівкового апарату

Прихід тепла	Значення, кДж/с	Витрати тепла	Значення, кДж/с
Тепловий потік, вносимий ФЕ,Q1 Тепловий потік, вносимий парою, Qп	33,34 2,93	Витрати тепла на випаровування води, Q3 Тепловий потік, виносимий ФК,Q2 Теплові витрати, Qвит Тепловий потік, виносимий конденсатом,Qк	25,856 9,72 0,11 0,61
Разом	36,28	Разом	36,28

ВЫВОДЫ

В первой части данной работы была отображена реферативная часть на тему «Методы моделирования химических реакторов», в котором была раскрыта тема с описанием необходимых методов.

Во второй части работы были произведены расчеты материального и теплового балансов процесса гидрогенизации масел", позволяющие: из данных материального баланса можно найти расход сырья и вспомогательных материалов на заданную мощность аппарата, цеха, себестоимость продукта, выходы продукта, объем реакционной зоны, число реакторов, производственные потери.

Данные теплового баланса используются для определения расхода теплоносителя и хладоагента, расчета поверхности греющих и охлаждающих элементов и подбора оптимального теплового режима процесса. Тепловой баланс, составляемый на малые промежутки времени, иногда называют мгновенным.