Ректификационная установка непрерывного действия (стр. 4 из 8)
hж = hw + h0w =
Тогда
Общее гидравлическое сопротивление тарелки в нижней части колонны
32,3+59,7+1035,5=1127,5ПаПроверим, соблюдается ли при расстоянии между тарелками h = 0,3м необхо -
димое для нормальной работы тарелок условие
Для тарелок нижней части колонны, у которых гидравлическое сопротивление
больше
= 1127,5/854,7 9,81=0,13Следовательно условие соблюдается.
Тепловой расчет ректификационной колонны.
Конденсатор-дефлегматор
Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воле в конденсаторе-дефлегматоре находим по уравнению
где
- удельная теплота конденсации паров в дефлегматоре.Удельные теплоты конденсации метанола и воды при
(см. [1], стр.516, табл. XLV). 
Тогда
Куб-испаритель.
Расход тепла, получаемого в кубе-испарителе от греющего пара равен
Находим теплоемкости метанола и воды (см. [1], стр.535, рис. XI).
; 
; 
; 
Тогда
паровой подогреватель смеси
Расход тепла в паровом подогревателе смеси
(t1 - tнач)где tнач = 180C
удельная теплоемкость исходной смеси при средней температуре tср = (t1 + tнач) /2 = 
(см. [1] стр.535, рис. XI) 
Тогда
(t1 - tнач) = 2,08×3,8 (83,5-18) = 517,7 
Водяной холодильник дистиллята.
Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята.
(t2 - tкон)где tкон = 250С
удельная теплоемкость дистиллята при средней температуре tср = 
Тогда
(t2-tнач) = 0,51×2,62(64,5 - 25) = 52,8 
Водяной холодильник кубового остатка.
Расход тепла, отдаваемого охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка.
(t0 - tкон)где tкон = 250С
удельная теплоемкость кубового остатка при средней температуре tср = 
Тогда
(t0 - tнач) = 1,57×4,30 (99,5 - 25) = 502,9 Расход греющего пара.
в кубе - испарителе
где
- удельная теплота конденсации греющего пара.Давление греющего пара
тогда 
и 
(см. [1], стр.525, табл. LVII).
Тогда
в подогревателе исходной смеси
Всего: 1,23 + 0,24 = 1,47
Расчет и подбор теплообменной аппаратуры
Расчет подогревателя исходной смеси.
В кожухотрубных подогревателях в трубное пронстранство поступает исходная смесь, а в межтрубное пространство подается теплоноситель - водяной пар.
Примем начальную температуру исходной смеси равной температуре воздуха в летнее время в районе строительства: t=180C
Средняя разность температур
где DtБ = tгр. п - tнач = 133,5 - 18 = 115,50С
Dtм = tгр. п - tкон = 133,5 – 79,3 = 54, 20С
Тогда
Предположим, что движение исходной смеси по трубам теплообменника происходит в турбулентном режиме, тогда принимая Reор = 15000, находим требуемое масло труб диаметром 25 ´2 мм, приходящееся на один ход по уравнению
где m1 - динамический коэффициент вязкости исходной смеси при t = 43,30C.
Динамический коэффициент вязкости метанола при данной температуре mмет=0,27сП, динамический коэффициент вязкости воды mвод = 0,65сП (см. [1], стр.529, рис. V), откуда
Тогда
Определяем ориентировочное значение поверхности теплообмена
где
- ориентировочный коэффициент теплопередачи (см. [1], стр,175, табл.4-6)
м2По данным [2] стр.51, табл.2.3, принимаем двухходовый теплообменник с числом труб в одном ходе 56/2 = 28, dnтр =25*2мм, lnтр =3м, F=13м2 и диаметром кожуха 325 мм.
Далее проводим уточненный расчет поверхности теплопередачи. Рассчитываем критерий Рейнольдса:
-турбулентный режим,где
кг/м3 - плотность исходной смесипри t = 300С
t = 48,60C: rвод = 996 кг/м3; rац. = 779 кг/м3 (см. [1], стр.489, табл. IV)
Теперь рассчитаем коэффициент теплопередачи К, с учетом того, что теплопередача происходит от конденсирующегося пара к вынужденному потоку исходной смеси (см. [7], стр.532).
, где А – комплекс теплофизических величин, характеризующих горячий теплоноситель-пар (А соответствует по своему физическому смыслу частному коэффициент теплоотдачи aконд=a1). 
,где С - коэффициент расположения трубок, равный при горизонтальном расположении 0,72, а
, r = 932 кг/м3, 
, 
- параметры греющего пара (см. [1], стр.512, таб. XXXIX).