5. Технологический расчет Выражение состава пара в мольных долях yi

Молярные массы компонентов: бензола M₁=78,11 кг/кмоль, М₂=112,56 кг/кмоль.

Проверка:

Определение температуры начала конденсации пара

Принимаем температуру начала конденсации пара t’_н=106 ^оС. По уравнению Антуана рассчитываем при этой температуре давления насыщенных паров компонентов

№ п/п	Вещество	Темпер. интервал, К		А	В	С
		от	до
1	Бензол	280	377	15,9008	2788,51	-52,36
2	Хлорбензол	320	420	16,0676	3295,12	-55,6

По уравнению , рассчитываем константы фазового равновесия компонентов при температуреt’_н=106 ⁰С:

По уравнению рассчитываем сумму

Найденная сумма отличается от единицы, поэтому принимаем новое значение температуры начала конденсации пара , равноеt’’_н=110 ⁰С. Для новой температуры, снова рассчитываем давление насыщенных паров и константы фазового равновесия компонентов.

Для температуры t’’_н=110 ⁰С сумма

Методом линейной интерполяции определяем температуру t_н , при которой сумма равна единице.

Температура t_н=109 ⁰С является температурой начала конденсации пара.

Определение температуры конца конденсации пара

Температура конца конденсации пара t_w определяется методом последовательных приближений с помощью уравнения . Принимаем температуруt’_w=104 ⁰C

Рассчитаем сумму

Найденная сумма значительно отличается от единицы, поэтому принимаем новое значение температуры конца конденсации пара, равное t’’_w=99 ⁰C

Для температуры t’’_w=99 ⁰C сумма

Методом линейной интерполяции определяем температуру t_w , при которой сумма равна

единице.

Температура t_w=102 ⁰C является температурой конца конденсации пара.

Изменение температуры пара незначительно (от t_н=109 ⁰С до t_w=102 ⁰C), поэтому среднюю температуру конденсации пара t_п можно найти в соответствии с уравнением как среднюю арифметическую

Расчет теплового потока и расхода хладоагента

Для определения теплового потока Q, передаваемого от конденсирующего пара к охлаждающей воде, рассчитываем по уравнению удельную теплоту конденсации параr_см при средней температуре t_п=105,5 ⁰С.

Удельная теплота конденсации компонентов пара

r₁=366 кДж/кг

r₂=332 кДж/кг

Тогда тепловая нагрузка аппарата Q

Средняя температура воды t_ср рассчитывается как средняя арифметическая

Для температуры t_ср=32,5 ⁰С в таблицу занесены теплофизические характеристики воды

Вода	Плотность ρвкг/м3	Теплоемкость Св	Теплопроводность λВ	Динамическая вязкость μв Па*с	Критерий Прандтля Pr
	996	4,18	0,618	0,000804	5,42

Расход воды G_В, необходимый для конденсации пара,

Определение средней разности температур между теплоносителями

Температура начала конденсации пара t_н =109 ⁰С отличается от температуры конца конденсации t_w=102 ⁰С не более чем на 8-12 ⁰С (109-102=7 ⁰С), то среднюю разность температур между теплоносителями ∆t_ср можно рассчитать без учета взаимного направления движения теплоносителей , точно так же как и для схемы движения теплоносителей в противотоке