4.2 Расчет теплового баланса

Схема тепловых потоков реактора представлена на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Схема тепловых потоков реактора

Уравнение, выражающее тепловой баланс процесса, представлено в следующей форме.

(4.3)

где Q₁ – теплота, вносимая в аппарат с перерабатываемыми веществами;

Q₂ – тепловой эффект химического процесса;

Q₃ – теплота, уносимая из аппарата с продуктами реакции;

Q₄ – тепловые потери в окружающую среду.

Исходные данные:

В расчете теплового баланса используются расчетные величины, имеющие место в сводной таблице 4.1 материального баланса [22].

Температура сточной воды на входе в реактор, К 293

Температура флокулянта на входе в реактор, К 296

Температура продуктов на выходе из реактора, К 300

Тепловой эффект реакции, кДж/кг 93,69

Теплоемкость сточной воды, кДж/(кг∙К) 3,871

Теплоемкость флокулянта, кДж/(кг∙К) 1,11

Теплоемкость продуктов, кДж/(кг∙К) 3,621

Определяем теплоту, вносимую в аппарат с перерабатываемыми веществами, по формуле:

(4.4)

где G_ст.в. – массовый расход сточной воды, кг/ч;

G_фл – массовый расход флокулянта, кг/ч;

с₁ – теплоемкость сточной воды, кДж/(кг∙К);

с₂ – теплоемкость флокулянта, кДж/(кг∙К);

Т₁ - температура сточной воды на входе в реактор, К;

Т₂ - температура флокулянта на входе в реактор, К.

Определяем теплоту, образовавшую в ходе реакции, по формуле:

(4.5)

где q – тепловой эффект реакции, кДж/кг.

Определяем теплоту реакции, уносимую продуктами реакциями, по формуле:

(4.6)

где G_пр – массовый расход продуктов реакции, кг/ч;

с₃ – удельная теплоемкость продуктов реакции, кДж/(кг∙К);

Т₃ – температура продуктов реакции, К.

Потери тепла в окружающую среду определяем по формуле: (4.7)

Составим свободную таблицу теплового баланса.

Таблица 4.2 - Свободная таблица теплового баланса

Приход		Расход
Тепло	кВт	Тепло	кВт
Q1	4725,859	Q3	4526,295
Q2	390,375	Q4	589,939
Итого	5116,234	Итого	5116,234