Выбрать конструкцию и рассчитать аппарат для охлаждения и конденсации газового потока состава 25 H2O; 70 этилового спирта, 5. курсовой проект конденсатора. Курсовой проект по пахт разработка конструкции и расчет теплообменного аппарата для охлаждения и конденсации газового потока состава 25 H
 Скачать 6.33 Mb.
|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
– теплота, 
– теплота, подводимая парами этилового спирта в аппарат, кДж/ч; 
– теплота, поступающая за счет конденсации паров воды, кДж/ч; 
– теплота, поступающая за | Вещество | Ср при 110 ℃, кДж/кг∙К | Ср при 8℃ (газы), кДж/кг∙К | Ср при 8℃ (жидкости), кДж/кг∙К |
| H2O | 4,216 | 1,869 | 4,196 |
| С2Н5ОН | 3,662 | 2,473 | 2,32 |
| Воздух | 1,009 | 1,005 | 1,005 |
Таблица 3 – Удельная теплота испарения
| Компоненты | ΔHф.п.i, кДж/кг |
| H2O | 2300 |
| С2Н5ОН | 837 |
Теплота, подводимая газовыми потоками в аппарат, рассчитывается по формуле:
Qi = Gi · Сi · tвх , (1)
где Gi – массовый расход входящих веществ, (таблица1), кг/ч
Сi– удельная теплоемкость веществ, (таблица 2), кДж/кг·К;
tвх – температура входного потока, К.
Таким образом:
= 
· 
· tвх =187,36·1,869·383 = 302535,03 кДж/ч;
= 
· 
· tвх =524,61·2,473·383 = 375528,7 кДж/ч;
= GВоздух · СВоздух · tвх = 37,47·1,005·383 = 60219,97 кДж/ч.Теплота конденсации паров определена по формуле:
Qкондi= ΔH ф.п.i · Gi , (2)
где Qкондi – теплота конденсации паров, кДж;
ΔHф.п.i – удельная теплота фазового перехода (таблица 3) кДж/кг;
Gi – массовый расход пара, перешедшего в жидкую фазу (таблица 1), кг/ч.
Таким образом:
2300·177,99 = 409381,05 кДж/ч;
837·521,98 = 436900,83 кДж/ч;
=302535,03+375528,07+60219,97+409381,05+436900,83== 1584564,96 кДж/ч.
Теплота исходящего потока веществ, которая определяется теплотой газового и жидкостного потоков, исходящих из аппарата:
,где
– теплота, удаляемая парами воды из аппарата, кДж/ч; 
– теплота, удаляемая парами этилового спирта из аппарата, кДж/ч; 
– теплота, удаляемая воздухом из аппарата, кДж/ч; 
– теплота, удаляемая жидкой водой из аппарата, кДж/ч; 
– теплота, удаляемая жидким этиловым спиртом из аппарата, кВт; Расчёт теплот, удаляемых веществ, по формуле (1), с учётом температуры, при которой вещества удаляются из аппарата (281К):
=9,37·1,869·281 = 4919,96 кДж/ч; = 2,62·2,473·281= 1822,78 кДж/ч;
= 37,47·1,005·281 =10582,27 кДж/ч; = 177,9·4,196·281 = 615459,12 кДж/ч; = 521,98·2,32·281= 116036,39 кДж/ч;
= 4919,69+1822,78+10582,27+615459,12+116036,39 = =748820,52 кДж/ч.
Количество потерь тепла через кожух аппарата (10%):
= ⸱ 0,1= 1584564,96 ⸱ 0,1 = 158456,5 кДж/чКоличество теплоты, которое должно отводиться хладагентом (водным раствором хлорида кальция):
= − 
− ==1584564,96 – 748820,52 – 158456,5 = 677287,94 кДж/ч.
Таблица 4 – Тепловой баланс конденсатора
| Приход | Расход | |||||||||||||
| № п/п | Статья | Q, кДж/ч | % | № п/п | Статья | Q, кДж/ч | % | |||||||
| 1 | Тепло входящего газового потока, в том числе: | 1 | Тепло удаляемых газообразных продуктов, в том числе: | |||||||||||
| С2Н5ОН | 375528,07 | 23,70 | С2Н5ОН | 1822,78 | 0,115 | |||||||||
| H2O | 302535,03 | 19,09 | H2O | 4919,96 | 0,310 | |||||||||
| воздух | 60219,97 | 3,80 | воздух | 10582,27 | 0,668 | |||||||||
| 2 | Тепло фазового перехода (конденсации), в том числе: | 2 | Тепло удаляемых жидких продуктов, в том числе: | |||||||||||
| H2O | 409381,05 | 25,84 | H2O | 615459,12 | 38,84 | |||||||||
| С2Н5ОН | 436900,83 | 27,57 | С2Н5ОН | 116036,39 | 7,32 | |||||||||
| | 3 | Тепло, отводимое теплоносителем (хлорид кальция в воде): | ||||||||||||
| CaCl2(aq) | 677287,94 | 42,74 | ||||||||||||
| 4 | Потери тепла, в том числе | |||||||||||||
| | 158456,50 | 10 | ||||||||||||
| Итого | 1584564,96 | 100 | Итого | 1584564,96 | 100 | |||||||||
Тепло входящего потока составляет 1584564,96 кДж/ч, тепло исходящего потока составляет 748820,52 кДж/ч. Тепло, которое необходимо отводить холодным теплоносителем составляет 677287,94 кДж/ч. Потери тепла составили 158456,50 кДж/ч.