Тогда общую высоту аппарата определим по формуле:

2.4 Ориентировочный расчет теплообменников

Произведем ориентировочные расчеты пяти теплообменников: куба-испарителя, подогревателя, дефлегматора и двух холодильников (дистиллята и кубового остатка).

2.4.1 Куб-испаритель

Исходные данные: Qk=3924.32кВт, tw=71ْC

Δt=tгп-tw

Пусть Δt=30ْC, тогда:

tгп= Δt+ tw=101ْC,

при tгп= 101ْC,

pгп=1.0728кгс/см2, rгп=2257.6 кДж/кг

пусть коэффициент теплопередачи Кор=800Вт/(м2.К)

Определим поверхность теплообмена по формуле:

м2

По ориентировочной поверхности теплообмена выбираем стандартный куб-испаритель с внутренним диаметром кожуха D=1000 мм, числом труб n=747, с поверхностью теплообмена F=176 м2 и длиной труб l=3м.

2.4.2 Подогреватель

Исходные данные: кг/с, xF=0.48, tF=58.4 ْC, tнач=20 ْC, .

Определим среднюю температуру:

Δtм=tгп-tF=101-58.4=42.6 ْC

Δtб=tгп-tнач=101-20=81 ْC

ْC

tср=tгп- Δtср=41.23 ْC

Определим вязкость смеси:

мПа.с

мПа.с

мПа.с

Определим теплоемкость смеси:

Определим количество теплоты в подогревателе:

Вт

Пусть Кор=300Вт/(м2.К), тогда

м2

м

м

0.01161<Sтр<0.0232

Исходя из сделанных расчетов можем выбрать стандартный четырехходовой подогреватель с внутренним диаметром кожуха D=600 мм, числом труб n=334, длиной труб l=3м, проходным сечением одного хода Sт=1.6.10-2м и числом рядов труб nр=18.

Определим расход греющего пара по формуле:

кмоль/с

2.4.3 Дефлегматор

Исходные данные: QD=3703,486 кВт, tD=56 ْC, tвнач=15 ْC, tвкон=40 ْC

Определим среднюю температуру:

Δtм=tD-tвкон=16 ْC

Δtб=tD-tвнач=41 ْC

ْC

tср=tD- Δtср=29.32 ْC

Определим теплофизические свойства воды при tср=29.32 ْC:

· λ =0.6167Вт/(м.К)

· μ=0.8125 мПа.с

· ρ=996.14кг/м3

· β=3.12.10-4 1/К

· с=4189Дж/кгК

Пусть Кор=500Вт/(м2.К), тогда

м2

кг/с

м

м

0.03<Sтр<0.07

Исходя из сделанных расчетов выбираем: стандартный четырехходовой дефлегматор 20x2 с внутренним диаметром кожуха D=1000 мм, числом труб n=1072, длиной труб l=4м, проходным сечением одного хода Sт=5.1.10-2м, числом рядов труб nр=34 и стандартный шестиходовой дефлегматор 25x2 с внутренним диаметром кожуха D=1200 мм, числом труб n=958, длиной труб l=4м, проходным сечением одного хода Sт=5.2.10-2м, числом рядов труб nр=32.

2.4.4 Холодильник дистиллята

Исходные данные: кг/с, tD=56 ْC, tвкон=25 ْC, tвнач=15 ْC, t1кон=25 ْC.

Определим среднюю температуру:

Δt1=tD-tвкон=31 ْC

Δt2=t1кон-tвнач=10 ْC

δt1=tD-t1кон=31 ْC

δt2=tвкон-tвнач=10ْC

ْC

ْC

так как δt1>δt2, то

ْC

Определим теплофизические свойства воды при tсрв=20 ْC:

· с=4190Дж/кгК

· μ=1.005 мПа.с

t1ср=tвср+ Δtср=20+15.03=35.03 ْC

Определим теплоемкость дистиллята при t1ср:

Вт

кг/с

Пусть Кор=300Вт/(м2.К), тогда

м2

м

м

0.0034<Sтр<0.0068

Определим вязкость смеси при t1ср=35.03 ْC

мПа.с

мПа.с

мПа.с

м

м

0.013<Sмтр<0.039

Исходя из сделанных расчетов можем выбрать стандартный четырехходовой холодильник c 25x2 внутренним диаметром кожуха D=600 мм, числом труб n=206, длиной труб l=2м,с расстоянием между перегородками в межтрубном пространстве h=300мм, проходным сечением одного хода Sт=1.8.10-2м и числом рядов труб nр=14.

2.4.5 Холодильник кубового остатка.

Исходные данные: кг/с, tw=56 ْC, tвкон=25 ْC, tвнач=15 ْC, t1кон=25 ْC.

Определим среднюю температуру:

Δt1=tw-tвкон=71-25=46 ْC

Δt2=t1кон-tвнач=25-15=10 ْC

δt1=tw-t1кон=71-25=46 ْC

δt2=tвкон-tвнач=25-15=10ْC

ْC

ْC