Тепло конденсации отводится водой, с начальной температурой t2н=25 0С. Примем температуру воды на выходе из конденсатора t2к=33 0С. Потери тепла примем 5%.

Тепловая нагрузка аппарата:

(6.95)

Расход воды находим из уравнения теплового баланса:

(6.96)

Средняя разность температур:

Рисунок 12 – Зависимость изменение температуры теплоносителей от поверхности теплообмена.

В соответствии Kор=650 Вт/(м2∙К), примем ориентировочное значение поверхности:

(6.96)

Задаваясь Числом Рейнольдса Re=15000. Определим соотношение для конденсатора из труб диаметром dн=25х2 мм:

(6.97)

где n – общее число труб;

z – число ходов по трубному пространству;

d – внутренний диаметр труб, м.

Выбираем кожухотрубчатый конденсатор по ГОСТ 15118-79 и ГОСТ 15120-79, со следующими конструктивными особенностями [1.табл. 2.3 с. 51]:

Поверхность теплообмена S=14,5 м2.

Длина труб L=3,0 м.

Общее число труб n=62 шт.

Число ходов z=1

Диаметр труб d=25x2 мм.

Диаметр кожуха D=325 мм.

Запас площади составляет:

5. Подбор кипятильника

Подобрать нормализованный вариант конструкции кожухотрубчатого испарителя ректификационной колонны, с получением GW= паров водного раствора органической жидкости, кипящая при температуре t2=109 0C, удельная теплота конденсации равна r2=363000 Дж/кг

В качестве теплоносителя используется насыщенный водяной пар давлением 0,3 МПа. Удельная теплота конденсации r1=2171000 Дж/кг, температура конденсации t1=1330С.

Расход греющего пара определим из уравнения теплового баланса:

(7.98)

Средняя разность температур:

Рисунок 13 – Зависимость изменение температуры теплоносителей от поверхности теплообмена.

Примем ориентировочное значение коэффициента теплопередачи Kор=400 Вт/(м2∙К). Тогда ориентировочное значение требуемой поверхности составит:

(7.100)

Выбираем испаритель по ГОСТ 15119-79 и ГОСТ 15121-79, [1.табл. 2.3 с. 51].

Поверхность теплообмена S=40,0 м2.

Длина труб L=2,0 м.

Общее число труб n=257 шт.

Число ходов z=1

Диаметр труб d=25x2 мм.

Диаметр кожуха D=600 мм.

Запас площади составляет:

6. Расчёт штуцеров

Внутренний диаметр трубопроводов определим по уравнению:

(8.101)

где - расход пара или жидкости, кг/с;

- плотность пара или жидкости, кг/м;

- скорость пара или жидкости, м/с.

6.1 Рассчитаем диаметр штуцера для входа исходной смеси в колонну

где - плотность жидкости при температуре входа в колонну, кг/м3,[1 табл. IV с. 512].

Примем скорость смеси 2 м/с.

Принимаем стандартный наружный диаметр трубопровода для входа исходной смеси с толщиной стенок материал, из которого выполнен трубопровод – нержавеющая, углеродистая сталь.

6.2 Рассчитаем внутренний диаметр штуцера для входа флегмы

где - количество флегмы, которое возвращается в колонну, кг/с.

Примем скорость жидкости, которая поступает в колонну на орошение, равной 1 м/с.

Тогда

Принимаем стандартный наружный диаметр трубопровода для входа флегмы с толщиной стенки материал, из которого выполнен трубопровод – углеродистая сталь.