Подбор первого теплообменника подогрева исходной смеси
Рассчитаем кожухотрубчатый теплообменник для теплообмена между исходной смесью и кубовым остатком. Исходный раствор в количестве GF = 0,4167 кг/с подогревается от температуры 25 °С до 51,4°С. Тепловая нагрузка, в соответствии с подразделом 2.5, 54864 Вт. Средняя движущая сила рассчитывается по формулам:
°С;
°С;
Среднелогарифмическая разность температур:
(3.1)
где = = 26,4 ºС, а = = 14,8 ºС.
°С.
Ориентировочная поверхность теплообмена по [2] формула (2.1):
(3.2)
По таблице 2.1 [2] принимаем Вт/(м2·К) (от жидкости к жидкости для воды, для свободного движения).
По таблице 2.3 [2] принимаем кожухотрубчатый теплообменник D= 273 мм (диаметр кожуха), F = 3,5 м2, d = 25×2 мм (диаметр труба), L = 1 м (длина трубы), n=37 (общее число труб, шт), m = 1 (число ходов).
Запас поверхности теплообмена:
Выбранный теплообменник имеет запас поверхности в сравнении с рассчитанной в пределах 16,2 %, значит он выбран правильно.
Подбор холодильника для дистиллята
Рассчитаем кожухотрубчатый теплообменник для охлаждения между дистиллятом и водой. Исходный раствор в количестве GD = 0,2273 кг/с охлаждается от температуры 66,2 °С до 25 °С. Температурой захоложенной воды 15 °С. Тепловая нагрузка, в соответствии с подразделом 2.5, 36121 Вт. Средняя движущая сила рассчитывается по формулам:
°С;
°С;
Среднелогарифмическая разность температур:
(3.3)
где = = 41,2 ºС, а = = 10 ºС.
°С.
Ориентировочная поверхность теплообмена по [2] формула (2.1):
(3.4)
По таблице 2.1 [2] принимаем Вт/(м2·К) (от жидкости к жидкости для воды, для свободного движения).
По таблице 2.3 [2] принимаем кожухотрубчатый теплообменник D= 273 мм (диаметр кожуха), F = 9 м2, d = 25×2 мм (диаметр труба), L = 3 м (длина трубы), n=37 (общее число труб, шт), m = 1 (число ходов).
Запас поверхности теплообмена:
Выбранный теплообменник имеет запас поверхности в сравнении с рассчитанной в пределах 65,13 %, значит он выбран правильно.
Подбор второго теплообменника подогрева исходной смеси
Рассчитаем кожухотрубчатый теплообменник для подогрева смеси прошедшего теплообменник подогретый кубовым остатком. Исходный раствор в количестве GF = 0,4167 кг/с нагревается от температуры 51,4 °С до 70,4°С. Давление пара р =0,4 МПа, температурой конденсации 142,9 °С [1], таблица LII. Тепловая нагрузка, в соответствии с подразделом 2.5, 54864 Вт. Средняя движущая сила рассчитывается по формулам:
°С;
°С;
Среднелогарифмическая разность температур:
(3.5)
где = = 70,5 ºС, а = = 26,4 ºС.
°С.
Ориентировочная поверхность теплообмена по [2] формула (2.1):
(3.6)
По таблице 2.1 [2] принимаем Вт/(м2·К) (от жидкости к жидкости для воды, для свободного движения).
По таблице 2.3 [2] принимаем кожухотрубчатый теплообменник D= 273 мм (диаметр кожуха), F = 4,5 м2, d = 25×2 мм (диаметр труба), L = 1,5 м (длина трубы), n=37 (общее число труб, шт), m = 1 (число ходов).
Запас поверхности теплообмена:
Выбранный теплообменник имеет запас поверхности в сравнении с рассчитанной в пределах 13,27 %, значит он выбран правильно.
Подбор холодильника для охлаждения в дефлегматоре -конденсаторе.
Рассчитаем кожухотрубчатый теплообменник для охлаждения в дефлегматоре – конденсаторе и водой. Исходный раствор в количестве GD = 0,2273 кг/с охлаждается от температуры 66,2 °С до 25 °С. Температурой захоложенной воды 15 °С. Тепловая нагрузка, в соответствии с подразделом 2.5, 11058 Вт. Средняя движущая сила рассчитывается по формулам:
°С;
°С;
Среднелогарифмическая разность температур:
(3.7)
где = = 41,2 ºС, а = = 10 ºС.
°С.
Ориентировочная поверхность теплообмена по [2] формула (2.1):
(3.8)
По таблице 2.1 [2] принимаем Вт/(м2·К) (от жидкости к жидкости для воды, для свободного движения).
По таблице 2.3 [2] принимаем кожухотрубчатый теплообменник D= 325 мм (диаметр кожуха), F = 25,0 м2, d = 20×2 мм (диаметр труба), L = 4 м (длина трубы), n=100 (общее число труб, шт), m = 1 (число ходов).
Запас поверхности теплообмена:
Выбранный теплообменник имеет запас поверхности в сравнении с рассчитанной в пределах 49,43 %, значит он выбран правильно.