43

3 Подбор вспомогательного оборудования

3.1 Подбор первого теплообменника подогрева исходной смеси

Рассчитаем кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между исходной смесью и кубовым остатком. Исходный раствор в количестве G_F = 0,4167 кг/с подогревается от температуры 25 °С до 51,4°С. Тепловая нагрузка, в соответствии с подразделом 2.5, 54864 Вт. Средняя движущая сила рассчитывается по формулам:

°С;

°С;

Среднелогарифмическая разность температур:

(3.1)

где = = 26,4 ºС, а = = 14,8 ºС.

°С.

Ориентировочная поверхность теплообмена по [2] формула (2.1):

(3.2)

По таблице 2.1 [2] принимаем Вт/(м²·К) (от жидкости к жидкости для воды, для свободного движения).

По таблице 2.3 [2] принимаем кожухотрубчатый теплообменник D= 273 мм (диаметр кожуха), F = 3,5 м², d = 25×2 мм (диаметр труба), L = 1 м (длина трубы), n=37 (общее число труб, шт), m = 1 (число ходов).

Запас поверхности теплообмена:

Выбранный теплообменник имеет запас поверхности в сравнении с рассчитанной в пределах 16,2 %, значит он выбран правильно.

3.2 Подбор холодильника для дистиллята

Рассчитаем кожухотрубчатый теплообменник для охлаждения между дистиллятом и водой. Исходный раствор в количестве G_D = 0,2273 кг/с охлаждается от температуры 66,2 °С до 25 °С. Температурой захоложенной воды 15 °С. Тепловая нагрузка, в соответствии с подразделом 2.5, 36121 Вт. Средняя движущая сила рассчитывается по формулам:

°С;

°С;

Среднелогарифмическая разность температур:

(3.3)

где = = 41,2 ºС, а = = 10 ºС.

°С.

Ориентировочная поверхность теплообмена по [2] формула (2.1):

(3.4)

По таблице 2.1 [2] принимаем Вт/(м²·К) (от жидкости к жидкости для воды, для свободного движения).

По таблице 2.3 [2] принимаем кожухотрубчатый теплообменник D= 273 мм (диаметр кожуха), F = 9 м², d = 25×2 мм (диаметр труба), L = 3 м (длина трубы), n=37 (общее число труб, шт), m = 1 (число ходов).

Запас поверхности теплообмена:

Выбранный теплообменник имеет запас поверхности в сравнении с рассчитанной в пределах 65,13 %, значит он выбран правильно.

3.3 Подбор второго теплообменника подогрева исходной смеси

Рассчитаем кожухотрубчатый теплообменник для подогрева смеси прошедшего теплообменник подогретый кубовым остатком. Исходный раствор в количестве G_F = 0,4167 кг/с нагревается от температуры 51,4 °С до 70,4°С. Давление пара р=0,4 МПа, температурой конденсации 142,9 °С [1], таблица LII. Тепловая нагрузка, в соответствии с подразделом 2.5, 54864 Вт. Средняя движущая сила рассчитывается по формулам:

°С;

°С;

Среднелогарифмическая разность температур:

(3.5)

где = = 70,5 ºС, а = = 26,4 ºС.

°С.

Ориентировочная поверхность теплообмена по [2] формула (2.1):

(3.6)

По таблице 2.1 [2] принимаем Вт/(м²·К) (от жидкости к жидкости для воды, для свободного движения).

По таблице 2.3 [2] принимаем кожухотрубчатый теплообменник D= 273 мм (диаметр кожуха), F = 4,5 м², d = 25×2 мм (диаметр труба), L = 1,5 м (длина трубы), n=37 (общее число труб, шт), m = 1 (число ходов).

Запас поверхности теплообмена:

Выбранный теплообменник имеет запас поверхности в сравнении с рассчитанной в пределах 13,27 %, значит он выбран правильно.