Расчет на эвм экзотермического реактора идеального смешения

i

1

2

3

4

5

6

7

8

9

, с

0

4

8

12

16

20

24

28

33

С_а,

моль/м³

30

22

15,6

11,7

9,3

7,3

5,8

4,8

3,9

i

10

11

12

13

14

15

16

17

18

, с

38

44

50

60

72

88

113

144

187

С_а,

моль/м³

3,3

2,9

2,6

2,3

2,0

1,7

1,3

0,9

0,5

С_аc,

моль/м³

26

18,8

13,65

10,5

8,3

6,55

5,3

4,35

3,6

υ_r,

моль/м³с

2

1,6

0,975

0,6

0,5

0,375

0,25

0,18

0,12

С_аc,

моль/м³

3,1

2,75

2,45

2,15

1,85

1,5

1,1

0,7

υ_r,

моль/м³с

0,0677

0,05

0,03

0,025

0,01875

0,016

0,0129

0,0093

№

Наименование

параметра

Размер- ность

Обозначение

Вели-чина

в лекциях

в программе

1

2

3

4

5

6

Исходные данные

1

Производительность по реакционной массе

м³/час

q_υ

qv

1

2

Начальная концентрация основного реагирующего компонента А

моль А/м³

С_АО

са0

30

3

Степень конверсии

-

_АК

хак

0,92

4

Массив концентраций компонента А в интегральной кинетической зависимости

мольА/м³

С_А

сa(i)

см.

табл. 1

5

Массив времени реакции в интегральной кинетической зависимости

с

τ

t(i)

см.

табл. 1

6

Число точек в вышеназванных массивах

-

n

n

18

7

Температура реакционной массы на входе в реактор

С

t_Н

tн

25

Справочные данные

1

Рабочая температура реакционной массы в реакторе и на выходе из него

С

t_K

tk

35

2

Тепловой эффект реакции по компоненту А

кДж/моль А

q_t

qt

2755

3

Плотность реакционной массы при рабочей температуре

кг/м³

ρ

ro

968

4

Вязкость реакционной массы при 0 С

Пас

μ₀

υi0

0,0005

5

Температурный коэффициент вязкости реакционной массы

К^-1

β

be

0,062

6

Теплоемкость реакционной массы

кДж/кгК

с_Р

ср

3,920

7

Теплопроводность реакционной массы

Вт/мК

λ

la

0,62

8

Начальная температура хладагента (воды) на входе в рубашку

С

t_WH

twн

10

9

Конечная температура хладагента (воды) на выходе из рубашки

С

t_WK

twk

25

1

2

3

4

5

6

10

Теплоемкость хладагента (воды)

кДж/кгК

с_W

cw

4,190

11

Вязкость хладагента (воды) при 0 С

Пас

μ_W

υiw0

0,001

12

Коэффициент вязкости хладагента (воды)

К^-1

β_W

bew

0,0057

13

Плотность хладагента (воды) при средней температуре в рубашке

кг/м³

ρ_W

row

980

14

Теплопроводность хладагента (воды) при средней температуре

Вт/мК

λ_W

law

0,68

15

Ширина кольцевого сечения рубашки, в котором движется хладагент

м

δ_Р

dp

0,006

16

Толщина стальной стенки реактора

м

δ_С

dc

0,006

17

Теплопроводность стальной стенки реактора

Вт/мК

λ_С

lac

46,2

18

Термическое сопротивление стенки рубашки (ржавчина, накипь, солевой камень)

r_C

rc

0,00046

19

Относительный диаметр мешалки в реакторе идеального смешения

-

d_ОТ

dot

0,3

20

Число оборотов промышленной мешалки

об/с

n_M

nm

7

Расчетные параметры

1

Конечная концентрация реагирующего компонента А

моль/м³

С_АК

сак

2,4

2

Массив средних концентраций компонента А для дифференциальной кинетической зависимости

моль/м³

С_АС

сaс(i)

см. табл.2

3

Массив средних скоростей реакции компонента А для дифференциальной кинетической зависимости

моль/м³с

υ_r

υr(i)

см. табл.2

4

Скорость химической реакции в реакторе идеального смешения, соответствующая конечной концентрации С_АК

моль/м³с

υ_rк

υrk

0,0267

5

Среднее время пребывания в реакторе идеального смешения

с

τ_CM

tcm

1035

6

Среднее время пребывания в реакторе идеального вытеснения

с

τ_В

tв

56,67

1

2

3

4

5

6

7

Отношение объемов реактора идеального смешения и вытеснения

-

V_OT

υot

18,26

8

Объем реакционной массы в реакторе идеального смешения

м³

V_P

υ_P

0,2875

9

Тепловая мощность реактора

кВт

Q

q

10,58

10

Массовый расход хладагента в рубашке

кг/час

G_W

gw

605,9

11

Расчетный диаметр реактора

м

D_А

da

0,66

12

Высота цилиндрической части реактора

м

H_A

ha

0,66

13

Эквивалентный диаметр кольцевого зазора в рубашке

м

d_Э

dе

0,012

14

Диаметр пропеллерной мешалки

м

D_M

dm

0,198

15

Площадь сечения кольцевого зазора рубашки

м²

S_M

sm

0,0171

16

Вязкость реакционной массы при температуре в реакторе

Пас

μ

υi

0,0004

17

Вязкость хладагента при средней температуре в рубашке

Пас

μ_W

υiw

0,0009

18

Число Рейнольдса для реакционной массы в реакторе с мешалкой

-

Re

Re

6,6110⁵

19

Число Прандтля реакционной массы

-

Pr

Pr

25,45

20

Объемный расход хладагента

м³/с

Q_W

qw

1,7210^-4

21

Скорость хладагента в рубашке

м/с

υ_X

υx

0,0134

22

Число Рейнольдса для хладагента в рубашке

-

Re_X

Rex

175,8

23

Число Прандтля для хладагента в рубашке

-

Pr_X

Prx

9,54

24

Средняя движущая сила по температуре

К

Δt_C

dtc

16,37

25

Средняя температура хладагента

С

t_XC

txc

18,6

26

Отношение чисел Прандтля для реакционной массы

-

Pr0

0,957

27

Число Нуссельта для реакционной массы

-

Nu

Nu

2477

28

Коэффициент теплоотдачи для реакционной массы

Вт/м²К

α

al

775,4

1

2

3

4

5

6

29

Отношение чисел Прандтля для хладагента

-

Pr_0X

Pr0x

1,035

30

Число Нуссельта для хладагента

-

Nu_X

Nux

1554

31

Коэффициент теплоотдачи для хладагента

Вт/м²К

α_Х

alx

880,1

32

Удельная тепловая мощность горячей реакционной массы

Вт/м²

q_Г

qg

5493

33

Удельная тепловая мощность хладагента

Вт/м²

q_X

qx

5426

34

Средняя удельная тепловая мощность

Вт/м²

q_C

qc

5458

35

Температура реакционной массы на стенке реактора

С

Х

х

28

36

Температура хладагента на стенке рубашки

С

t_W

tw

24,80

37

Поверхность боковой цилиндрической стенки реактора

м²

F_C

fc

1,37

38

Поверхность эллиптического днища реактора

м²

F_Д

fd

0,59

39

Общая поверхность стенки и днища реактора

м²

F_A

fa

1,96

40

Необходимая расчетная поверхность теплопередачи

м²

F

f

1,95

41

Высота рубашки в реакторе

м

H_P

hp

0,66

42

Коэффициент теплопередачи

Вт/м²К

K_t

kt

331,6