Тема выпускной квалификационной работы Анализ ассортимента, свойства и применение термопластичных фторсодержащих полимеров
![]()
|
6. Расчет и подбор реактораОпределим среднюю разность температур из следующего соотношения. Смесь в реакторе охлаждается и ее температура остается неизменной 363 К, а охлаждающая вода нагревается с 293 К до 343 К. ![]() ![]() Разность ![]() ![]() ![]() Продолжительность одного цикла равна 540 минут. Тогда объем реакционного аппарата находим по формуле (21) ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Выбираем стандартный аппарат со следующими характеристиками: ![]() Расчет диаметра мешалки. Так как получаемый продукт полимер, то во время реакции вязкость реакционной массы будет повышаться. Поэтому выбираем якорную двухлопастную мешалку для перемешивания веществ. Для этой мешалки справедливо соотношение: ![]() Таким образом: ![]() Выберем стандартную мешалку диаметром ![]() Окружная скорость вращения мешалки равна 0,5 – 4 м/с. Примем значение 2,25 м/с. Найдем частоту вращения мешалки по формуле (22): ![]() где ![]() ![]() ![]() Для дальнейшего расчета мешалки необходимо определить физические свойства реакционной смеси. Сведем необходимые данные в таблицу Таблица 16 - Физические свойства исходных реагентов
Плотность реакционной смеси можно рассчитать по формуле (23): ![]() где ![]() ![]() ![]() Вязкость реакционной смеси рассчитывается по формуле (24): ![]() где ![]() ![]() ![]() Теплопроводность реакционной смеси можно рассчитать по формуле (25): ![]() где ![]() ![]() ![]() Теплоемкость реакционной смеси можно рассчитать по формуле (26): ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Расчет критерия Рейнольдса. Критерий Рейнольдса рассчитывается по формуле (27) : ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Расчет критерия Прандтля. Критерий Прандтля находим по формуле (28): ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Расчет критерия Нуссельта. Критерий Нуссельта находим по формуле (29) : ![]() где с и а – коэффициенты, характеризующие тип мешалки и тип перемешивания. Для якорной мешалки с = 0,380, а = 0,67. ![]() Расчет коэффициента теплоотдачи. Коэффициент теплоотдачи находится по формуле (30) : ![]() ![]() Расчет коэффициента теплопередачи. Рассчитаем значение коэффициента теплопередачи из соотношения: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Термическое сопротивления стенки реактора: ![]() Откуда ![]() Расчет необходимой поверхности теплообмена. Необходимая поверхность теплообменная рассчитывается по формуле (31): ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Из каталога завода химического машиностроения «Красный Октябрь» выбираем химический реактор с якорной мешалкой и номинальным объемом 4 м3[15]. ![]() 1 – привод мешалки; 2 – вал мешалки; 3 – корпус аппарата; 4 – теплообменная рубашка; 5 – якорная мешалка; 6 штуцер для выхода продукта: 7,8 – штуцеры для входа и выхода хладагента; 9 – штуцер для входа реагентов; 10 – штуцер для отвода паров Рисунок 6 - Схема реактора Составим таблицу 17 с основными параметрами реактора Таблица 17 – Основные характеристики аппарата
Вывод: в результате расчета реакционного аппарата определили основные характеристики реактора, а также сделали выбор из каталога компании ООО «ТД «Красный Октябрь». |