Пояснительная записка. национальный исследовательский томский политехнический университет

• Название: национальный исследовательский томский политехнический университет
• Дата: 18.12.2018
• Размер: 1.24 Mb.
• Имя файла: Пояснительная записка.docx
• Тип: Пояснительная записка; #60872
• страница: 2 из 6

1 Технологический расчет

1.1 Расчёт тепловой нагрузки и ориентировочного значения поверхности теплообмена

Переведем производительность по смеси () в кг/с:



С помощью таблицы XLVII [2, ст. 543] построим диаграмму состава бинарной смеси хлороформ-бензол и пара в координатах t - x, y, по которой будет возможно определить температуру кипения бинарной смеси определенного разновесного состава компонентов.

Таблица 1 – Равновесные составы жидкости и пара для бинарной системы хлороформ-бензол

х, мол. %	0	8	15	22	29	36	44	54	66	79	100
у, мол. %	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
t, С	80.6	79.8	79	78.2	77.3	76.4	75.3	74	71.9	68.9	61.4

где значение х % (мол.) хлороформа в жидкости, y % (мол.) хлороформа в паре, t соответствующая температура в °C.

Рисунок 8 – Диаграмма состава бинарной смеси хлороформ-бензол и пара в координатах t – x, y

Также для определения температуры кипения смеси переведём содержание низкокипящего компонента (хлороформ) из масс. в мол. %:

, (1)

где - масс. % низкокипящего компонента (хлороформ);

- молярная масса хлороформа, кмоль/кг;

- молярная масса бензола, кмоль/кг.

Тогда по диаграмме 1 по линии х (нижней) находим: t_кип = 74,4°С.

Из табл. LVI [2, с. 548] принимаем водяной насыщенный пар с параметрами:

Температурная схема процесса:


T,



Насыщенный водяной пар



Т₁ = 115

Т₂ =




T₁ = 74,4

t₂ = 74,4



Хлороформ







Рассчитываем среднюю разность температур :

, (2)

где - температура конденсации греющего пара, °С;

- температура кипения смеси хлороформ-бензол, °С.

Далее при t=74,4°С и по масс. % веществ рассчитываем удельную теплоту парообразования смеси по формуле:

, (3)

где , - мол. % хлороформа и бензола;

, - удельная теплота парообразования хлороформа и бензола, кДж/кг.

, находим по таблице XLV [2, ст. 541] методом интерполяции:

= 247,6-(247,6-231,3)/40·14,4 = 241,732 кДж/кг.

= 408,5-(408,5-379,2)/40·14,4 = 397,952 кДж/кг.

= 241,732·0,6042+397,952·0,3958=303563,876 Дж/кг.

Из таблицы LVI [2, ст. 548] удельная теплота парообразования греющего пара равна: r = 2221 кДж/кг.

Из уравнения теплового баланса находим расход греющего пара с учётом 5% потери тепла:

кг/с, (4)

где - массовый поток расхода смеси, кг/с;

- массовый расход греющего пара, кг/с.

Опираясь на таблицу 2.1 [3, ст. 47], определим средний коэффициент теплопередачи для испарителей:

Вт/м²∙К, (5)

где - коэффициент теплопередачи, Вт/м²∙К.

Тогда тепловая нагрузка аппарата равна:

Q = · = 2,66·303563,876 =807480 Вт. (6)

Ориентировочное значение требуемой поверхности

теплопередачи:

м² (7)