2.10 Расчет диаметра штуцеров

В трубное пространство в рассматриваемом случае подается вода в количестве Y₂ =92,55 кг/с.

Учитывая незначительное изменение плотности воды с изменением температуры, примем ее значение при средней температуре воды в аппарате ρ_в = 995 кг/м². В этом случае диаметры входного и выходного штуцеров трубного пространства будут равными.

Ориентировочное значение скорости воды в штуцерах согласно таблице 2.1 примем равным 2 м/с. Тогда:

Принимаю стандартизированное значение ГОСТ d_ш = 300 мм.

Уточненное значение скорости в штуцерах составит:

.

В межтрубном пространстве поступает смесь этилового и бутилового спиртов в количестве 5,972 кг/c в виде насыщенных паров при температуре 76℃ и давлении 800 мм.рт.ст.

Плотность поступающей смеси на основании уравнения Менделеева-Клапейрона может быть рассчитана по формуле:

, кг/м³ (79)

где P – давление, Па;

Т – температура, ºК;

- универсальная газовая постоянная;

М – средняя мольная масса смеси, кг/кмоль.

(80)

В рассматриваемом случае М₁ = 46; М₂ =74 – мольные массы соответственно этилового и бутилового спиртов.

; - их мольные доли в смеси.

Тогда плотность поступающей смеси в аппарат будет равна:

Ориентировочное значение скорости насыщенного пара во входном штуцере согласно таблице 2.1 принимаю равным 20 м/с. Тогда:

Принимаю d_мтрш1 = 500 мм.

Уточненное значение скорости во входном штуцере составит:

Из межтрубного пространства выходит конденсат смеси при температуре 40℃ в количестве 5,972 кг/с. Плотность его при этой температуре равна 772 кг/м³. Ориентировочное значение скорости его в выходном штуцере примем равным 0,5м/c. Тогда:

Принимаем d_мтрш2 = 150 мм.

Уточненное значение скорости в выходном штуцере составит:

Из технологического расчета Re_тр = 61243, w_тр = 3,09 м/с.

Рассчитываю коэффициент трения: