|
|
Практическая работа 4 По дисциплине Оборудование, аппараты и приборы предприятий отрасли
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный университет науки и технологий
имени академика М. Ф. Решетнева»
Институт химических технологий
Кафедра машин и аппаратов промышленных технологий
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4
По дисциплине «Оборудование, аппараты и приборы предприятий отрасли»
ВАРИАНТ 1
Преподаватель
Обучающийся
|
|
|
|
|
Амбросович Ю.А.
|
БПХ18-01, 18151101
|
подпись, дата
|
инициалы, фамилия
Масальская М.Е.
|
номер группы, зачетной книжки
|
подпись, дата
|
|
инициалы, фамилия
|
Красноярск 2022
Практическая работа №4
Расчет роторного пленочного аппарата
Сделать ориентировочный выбор стандартного роторного пленочного аппарата для проведения газожидкостной химической реакции. Производительность аппарата по жидкости с реагирующим компонентом Gа=1,4кг/с, начальная концентрация хн=7кмоль/м3, конечная концентрация хк=0,5кмоль/м3, длительность реакции при температуре tр=1150С, составляет τр=10с, удельная теплота экзотермической реакции q=-5Дж/кмоль. При средней концентрации плотность жидкости ρж=1110кг/м3, νж=150м2/сек, удельная теплоемкость ср= 2,1Дж/кг·К, Теплопроводность, ж=0,16Вт/м·К.
Решение
Дополнительно примем, что охлаждение реактора производится водой, которая во избежание переохлаждения стенок аппарата имеет начальную температуру 𝑄1=70 С, конечная температура 𝑄2=90 С.
Объемный расход жидкости в реакторе равен:
Vж=Ga/ρж=1,4/1110=1,26·10-3 м3/сек
Минимально необходимая площадь поверхности стенок аппарата, гарантирующая во время пребывания жидкости в аппарате более τр=10 с, равна:
Fmin=0,12((τр*l*9.8*Vж)/νж)0.67=0,12((10*1*9,8*0,00126)/150)0.67=0,0001м2
l – (π∙D)/z=(3,14∙0,3)/60,16 м
для стандартных аппаратов РП-300-1.6 оценим поверхность теплообменника по условиям отвода теплоты реакции.
Тепловой поток реакции рассчитываем:
𝑄р=Vж ·q·(χн - χк)=0,00126*-5*(7-0,5)=-0,041Вт
Предварительно примем коэффициент теплоотдачи от пленки жидкости к стенке из табл. ɑ2=300Вт/м2*К коэффициент теплоотдачи от стенки аппарата к охлаждающей воде ɑ1=1000Вт/м2*К: толщина стенки σст=12м, ст=17,5Вт /м2*К, термическое сопротивление r1 =r2=10 -4 м2*К/Вт
Тогда ориентировочное значение коэффициента теплопередачи составит:
К=(1/ (1/a1)+(1/ a2)+(( σст ·10-3)/ ст)+ r1 +r2)=(1/(1/1000)+(1/300)+((12*10-3 )/17,5)+ 10-4 + 10-4 )=1000Вт/м2К
Разности температур теплоносителей в верхней и нижней частях аппарата равны:
∆tв=tp-70=115-70=450С ; ∆tн= tp -90=115-90=250С
Средняя разность температур:
∆tср=1/2(∆tв +∆tн)=1/2(45+25)=350С
необходимая площадь поверхности теплообмена:
Fmin= Qр/(К*∆tср)=-0,041/(1000*35)=11,7*10-7м2
Ориентируясь на большую из двух рассчитанных площадей принимаем аппарат типа из таблицы с учебника таблица 7.3 типоразмер аппарата РП-300-2 с площадью поверхности 2 м2. |
|
|
Скачать 22.17 Kb.