Исходные данные
Низкокипящий компонент – сероуглерод
Высококипящий компонент - ацетон
Молярная доля низкокипящего компонента в смеси: x := 0.22 кмоль/кмоль
Массовый расход смеси:G :=39,9 т/ч
Исходная температура смеси: t := 25 оС
Геометрическая высота подачи: Hг := 4,9 м
Внешний диаметр всасывающего трубопровода: d1:=108 мм
Толщина стенки всасывающего трубопровода: δ1 := 5 мм
Длина всасывающего трубопровода: L1 := 6,1 м
Количество отводов на всасывающем трубопроводе:m1 :=6
Внешний диаметр нагнетательного трубопровода:d2:=89 мм
Толщина стенки нагнетательного трубопровода: δ2:= 4 мм
Длина нагнетательного трубопровода: L2 := 62 м
Условный проход нормальных вентилей:Dу2 :=100 мм
Количество нормальных вентилей: n2 := 4
Диаметр отверстия диафрагмы: do2 := 57,28 мм
Количество отводов на нагнетательном трубопроводе: m2 := 8
Внешний диаметр труб теплообменника:dто := 25 мм
Толщина стенки труб теплообменника: δто := 2 мм
Длина труб теплообменника:Lто := 6 м
Общее число труб теплообменника: Nто := 404
Число ходов теплообменника: k := 4
Справочные данные по плотности и вязкости компонентов.
Плотность Плотность Вязкость Вязкость
сероуглерода ацетона сероуглерода ацетона
[1, c. 355] [2, табл. IV] [1, c. 355] [3, с. 996]
i := 0..10 j := 0..6 ι := 0..4
tρнкi := ρнкi := tρвкj := ρвкj := tμнкι :=μнкι := tμвкi :=μвкi :=
|
0 |
|
0,433 |
|
20 |
0.365 | |
|
25 |
0.353 | |
|
30 |
0.341 | |
|
40 |
0.319 |
|
20 |
|
790,5 |
|
25 |
784,65 | |
|
40 |
767,4 | |
|
60 |
744,6 | |
|
80 |
720,5 | |
|
100 |
706,5 | |
|
120 |
665,2 |
|
0 |
|
1293 |
|
10 |
1278 | |
|
20 |
1263,3 | |
|
25 |
1255,8 | |
|
30 |
1248,3 | |
|
40 |
1232,8 | |
|
50 |
1216,8 | |
|
60 |
1200,1 | |
|
70 |
1182,8 | |
|
80 |
1164,6 | |
|
90 |
1145,5 |
|
20 |
|
0.325 |
|
25 |
0.3105 | |
|
30 |
0.296 | |
|
40 |
0,271 | |
|
50 |
0,249 | |
|
60 |
0,228 | |
|
70 |
0,211 | |
|
80 |
0,197 | |
|
90 |
0,184 | |
|
100 |
0,171 | |
|
110 |
0,160 |
Справочные данные по давлению насыщенных паров.
Сероуглерод Ацетон
[4, с. 21] [4,с.21]
tpнкi := pнкi := tpвкi := pвкi :=
|
10 |
|
197,6 |
|
20 |
297,5 | |
|
25 |
366,05 | |
|
40 |
618,0 | |
|
50 |
857,7 | |
|
60 |
1164,9 | |
|
70 |
1551,3 | |
|
80 |
2028,7 | |
|
90 |
2631,5 | |
|
100 |
3367,0 | |
|
110 |
4234,1 |
|
10 |
|
116,4 |
|
20 |
184,9 | |
|
25 |
234,25 | |
|
40 |
421,7 | |
|
50 |
610,1 | |
|
60 |
861,0 | |
|
70 |
1188,1 | |
|
80 |
1611,1 | |
|
90 |
2142,0 | |
|
100 |
2791,0 | |
|
110 |
3593,6 |
Определение средней температуры в теплообменнике.
Данные по парожидкостному равновесию [5, табл. 509]
xк := yк := Тк :=
|
0 |
0 |
56,2 |
|
1,9 |
8,32 |
54 |
|
4,76 |
18,5 |
51,4 |
|
13,4 |
35 |
46,6 |
|
18,58 |
44,3 |
44,0 |
|
29,12 |
52,75 |
41,4 |
|
37,98 |
57,4 |
40,3 |
|
44,77 |
59,8 |
39,8 |
Температура кипения смеси заданного состава:
tкип := linterp(х, т , x) = 43,16 оС
(найдена с помощью функции линейной интерполяции по зависимости температуры кипения жидкости от состава, приведённым на Т-x,y диаграмме).
Средняя температура в теплообменнике: tто := (t + tкип)/2 = 34,08 оС
(найдена в первом приближении как среднее арифметическое, во второй части курсовой должна быть пересчитана через среднюю движущую силу процесса теплопередачи).
Расчёт плотности бинарной смеси.
Молярные массы компонентов:
Сероуглерод Mнк := 76,143 кг/кмоль
Ацетон Mвк := 58,08 кг/кмоль
Массовая
доля НК в смеси: xm :=
=
0,27
Плотность компонентов при исходной температуре:
Сероуглерод ρ_нк := linterp(tρнк, ρнк, t) =1255,8 кг/м3
Ацетон ρ_вк := linterp(tρвк, ρвк, t) = 784,65 кг/м3
(найдены с помощью функции линейной интерполяции по справочным данным зависимости плотностей компонентов от температуры).
Плотность смеси при исходной температуре:
ρ
:= (
+
)-1
=(
+
)-1
=
873 кг/м3
(найдена по формуле, не учитывающей объёмный эффект смешения; для водных растворов формула неприменима).
Плотность компонентов при средней температуре в теплообменнике:
Сероуглерод ρ_нк := linterp(tρнк, ρнк, tто) = 1242 кг/м3
Ацетон ρ_вк := linterp(tρвк, ρвк, tто) = 773,8 кг/м3
(найдены с помощью функции линейной интерполяции по справочным данным зависимости плотностей компонентов от температуры).
Плотность смеси температуре средней температуре в теплообменнике:
ρто
:= (
)
-1
= =(
+
)-1
=
861,5кг/м3
(найдена по формуле, не учитывающей объёмный эффект смешения; для водных растворов формула неприменима).
Расчёт вязкости бинарной смеси.
Вязкость компонентов при исходной температуре:
Сероуглерод μ_нк := linterp(tμнк, μнк, t) = 0.353 мПа.с
Ацетон μ_вк := linterp(tμвк, μвк, t) = 0.3105 мПа.с
(найдены с помощью функции линейной интерполяции по справочным данным зависимости плотностей компонентов от температуры; корректней было бы сделать линейную интерполяцию не по зависимости µ=f(t), а по зависимости ln(µ)=f(1/T) ).
Вязкость смеси при исходной температуре:
=
= 0.320мПа.с
Вязкость компонентов при средней температуре в теплообменнике:
Сероуглерод μ_нк := linterp(tμнк, μнк, t) = 0,332 мПа.с
Ацетон μ_вк := linterp(tμвк, μвк, t) = 0.286 мПа.с
(найдены с помощью функции линейной интерполяции по справочным данным зависимости плотностей компонентов от температуры)
Вязкость смеси при исходной температуре:
=
= 0.295мПа.с
Таблица местных сопротивлений
Источник данных [2, табл. XIII]
Диафрагма: Отвод: Нормальный вентиль:
|
jD := 0..21 |
jO := 0..6 |
jV := 0..8 |
|
0.02 |
|
7000 | ||
|
0.04 |
|
1670 | ||
|
0.06 |
|
730 | ||
|
0.08 |
|
400 | ||
|
0.1 |
|
245 | ||
|
0.12 |
|
165 | ||
|
0.14 |
|
117 | ||
|
0.16 |
|
86 | ||
|
0.18 |
|
65.5 | ||
|
0.2 |
|
51.5 | ||
|
0.22 |
|
40 | ||
|
0.24 |
|
32 | ||
|
0.26 |
|
26.8 | ||
|
0.28 |
|
22.3 | ||
|
0.30 |
|
18.2 | ||
|
0.34 |
|
13.1 | ||
|
0.4 |
|
8.25 | ||
|
0.5 |
|
4 | ||
|
0.6 |
|
2 | ||
|
0.7 |
|
0.97 | ||
|
0.8 |
|
0.42 | ||
|
0.9 |
|
0.13 | ||
|
13 |
|
10.8 | |
|
20 |
8 | ||
|
40 |
4.9 | ||
|
80 |
4 | ||
|
100 |
4.1 | ||
|
150 |
4.4 | ||
|
200 |
4.7 | ||
|
250 |
5.1 | ||
|
350 |
5.5 | ||
|
1 |
|
0.21 |
|
2 |
0.15 | |
|
4 |
0.11 | |
|
6 |
0.09 | |
|
15 |
0.06 | |
|
30 |
0.04 | |
|
50 |
0.03 |