Полный расчет ректификационной колонны (стр. 7 из 8)

где

- коэффициенты теплоотдачи от стенки 1 и 2;

где

=0,55- множитель, учитывающий влияние числа труб по вертикали;

теплопроводность смеси, Вт/(м^.К);

-плотность смеси, кг/м³;

теплота конденсации, Дж/кг;

- скорость свободного падения, м/с;

-вязкость смеси, мПа^.с;

- наружный диаметр труб, м.

Коэффициент

может быть существенным для вязких конденсатов, а для воды его не учитывают.

Определим теплопроводность, плотность, вязкость при определяющей температуре t=50 ^ْC и теплоту конденсации при температуре конденсации:

кДж/кг

где

- теплоты испарения ацетона и четыреххлористого углерода,

где исходные данные: A₁ =72.18; t_1кр=235.1; A₂=25.64; t_2кр=283.4

;

мПа^.с

кг/м³

Вт/мК

Тогда

Тогда поверхностная плотность теплового потока первой стенки определим по формуле:

Примем, что

Определим температуру второй стенки по формуле:

Определим коэффициент теплопроводности для воды при t=29.32^ْC с помощью интерполяции справочных данных:

Аналогично определим коэффициент теплопроводности для воды при t=32.5^ْC:

Определим вязкость жидкости для воды при t=29.32^ْC с помощью интерполяции справочных данных:

Па

Аналогично определим вязкость воды при t=32.5^ْC:

Па

Определим теплоемкость воды t=29.32^ْC с помощью интерполяции справочных данных:

Аналогично определим теплоемкость воды при t=32.5^ْC:

Определим критерий Рейнольдса по формуле:

где

- вязкость смеси, Па^.с;

G- расход воды, кг/с;

z- число ходов, z=4;

d- внутренний диаметр труб, м;

N_тр- количество труб.

Определим критерий Прандтля для потока и стенки при температурах t_ср=29.32ْС, t_ст=32.5ْС:

где с- теплоемкость воды, Дж/кгК;

теплопроводность воды, Вт/(м^.К);

-вязкость воды, мПа^.с.

Определим критерий Нуссельта по формуле:

Зная критерий Нуссельта, определим коэффициент теплоотдачи второй стенки по формуле:

Тогда

Тогда поверхностная плотность теплового потока первой стенки определим по формуле:

Сопоставим q₁ и q₂, т разность выразим в процентах:

Выбранная температура стенки наугад не подходит.

3. Используя графический метод, определяем температуру стенки в третьем приближение-

^ْC (графическое решение приведено в приложение 5).

Проводим расчеты аналогичные расчетам, выполненным в пункте 2.

Δt=t_D-t_ст1=56-44.8=11.2^ْC

t_пл=(t_кон+t_ст1)/2=(56+44.8)/2=50.4 ^ْC

Необходимо определить поверхностные плотности теплового потока и сопоставить их, если разница между ними будет меньше 5 %, то можно считать, что процесс установившийся и температура стенки подобранна правильно.

где