Расчет холодильника дистиллята
В холодильник из дефлегматора подается поток дистиллята с температурой 75,93 °С, который охлаждается до 30°С. В качестве охлаждающего агента будет использоваться вода, начальная температура воды на входе – 10°С, конечная температура воды на выходе – 25°С.
Для учета отличия средней разности температур в двухходовом теплообменнике от среднелогарифмической рассчитаем поправку, учитывающую сложный ток теплоносителей:
; 
; 
|
Исходные данные | ||
|
Величина |
Значение |
Размерность |
|
Теплопроводность теплоносителя в трубах |
0,59 |
Вт/(м ∙ К) |
|
Плотность теплоносителя в трубах |
974 |
кг/м3 |
|
Вязкость теплоносителя в трубах |
0,00038 |
Па∙с |
|
Теплоемкость теплоносителя в трубах |
4180 |
Дж/(кг ∙ К) |
|
Коэффициент объемного расширения |
0,00061 |
1/К |
|
Массовый расход теплоносителя в трубах |
1,566 |
кг/с |
|
Теплопроводность теплоносителя в межтрубном пр–ве |
0,0861 |
Вт/(м ∙ К) |
|
Вязкость теплоносителя в межтрубном пр–ве |
0,000466 |
Па∙с |
|
Теплоемкость теплоносителя в межтрубном пр–ве |
863,38 |
Дж/(кг ∙ К) |
|
Массовый расход теплоносителя в межтрубном пр–ве |
2,476 |
кг/с |
|
Среднелогарифмическая разность температур |
33,1 |
˚С |
|
Сумма термических сопротивлений стенки труб и загрязнений |
0,0006321 |
м2 ∙К/Вт |
|
Тепловая нагрузка |
98190 |
Вт |
|
Наружный диаметр труб |
0,025 |
м |
|
Число ходов по трубному пространству |
2 |
шт. |
|
Коэффициент, учитывающий снижение средней движущей силы при смешанном токе |
0,877 |
– |
|
Число труб |
56 |
шт. |
|
Площадь наиболее узкого сечения потока в межтрубном пр–ве |
0,013 |
м2 |
|
Результаты расчета холодильника дистиллята на компьютере | ||
|
Коэффициент теплоотдачи в трубном пространстве |
1236,39 |
Вт/(м2 ∙ К) |
|
Коэффициент теплоотдачи в межтрубном пространстве |
366,39 |
Вт/(м2 ∙ К) |
|
Коэффициент теплопередачи |
239,79 |
Вт/(м2 ∙ К) |
|
Число Re в трубном пространстве |
8923,6 |
– |
|
Число Re в межтрубном пространстве |
10217,9 |
– |
|
Поверхность теплообмена |
14,11 |
м2 |
Расчет кипятильника
Для обогрева кипятильника будем использовать насыщенный водяной пар, имеющий следующие физико-химические характеристики:
t1 – температура конденсации: 104,2 °С
r1 – удельная теплота конденсации: 2249 кДж/кг
P – давление 0,12 МПа
Для определения тепловой нагрузки кипятильника рассчитывается тепловой баланс ректификационной колонны:
Расход пара на ректификацию:
Средняя разность температур:
°С
Примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи К = 1400 Вт/(м·К), тогда значение поверхности теплообмена составит:
Площадь поверхности, близкую к ориентировочной, имеет стандартный аппарат с параметрами: D = 600мм, d = 25x2мм, z = 1, n = 257, l = 4 м и F=81 м2.