Тепловой баланс ректификационной установки

При температуре дистиллята t_P находится удельная теплота конденсации компонентов смеси r₁ и r₂.

Рассчитывается удельная теплота конденсации смеси:

r = r₁ + (1 – ) r₂; (9)

Находится расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воды в дефлегматоре-конденсаторе:

Q_P = P(1+R); (10)

При соответствующих температурах, находятся теплоемкости компонентов смеси.

Вычисляется теплоемкость смеси в жидкой фазе:

С_см = C₁+ С₂(1 –); (11)

Рассчитывается количество теплоты, получаемой в кубе-испарителе от греющего пара:

Q_к = W(C_W t_W – C_F t_F) + PRr + P(H_G – C_F t_F) + Q_пот; (12)

H_G = r + C_P t_P;

Q_к = Q_P + PC_P t_P + WC_W t_W – FC_F t_F + Q_пот; (13)

Где Q_пот – потери теплоты (принимаются равными 3% от полезно затрачиваемого тепла).

Определяется расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике дистиллята:

Q'_P = PC'_P(t_P – t_Pкон); (14)

где C'_P – удельная теплоемкость дистиллята при средней температуре:

;

где – конечная температура дистиллята на выходе из холодильника, °C. Определяется расход теплоты в подогревателе исходной смеси:

Q'_F = 1,05FC'_F(t_F – t₀); (15)

где C'_F – удельная теплоемкость исходной смеси при средней температуре:

;

Рассчитывается расход теплоты, отдаваемой охлаждающей воде в водяном холодильнике кубового остатка:

Q'_W = WC'_W(t_W – t_Wкон); (16)

где C'_W – удельная теплоемкость кубового остатка, при средней температуре:

;

где – конечная температура кубового остатка на выходе из холодильника, °C.

Рассчитывается расход греющего водяного пара, заданного давления:

а) в кубе испарителя:

G_гп1 = ; (17)

б) в подогревателе исходной смеси:

G_гп2 = ; (18)

Находится расход охлаждающей воды:

а) в дефлегматоре:

(19)

где – плотность воды.

б) в водяном холодильнике дистиллята:

(20)

в) в водяном холодильнике кубового остатка:

(21)

Определяется общая потребность греющего пара и охлаждающей воды для работы ректификационной установки:

а) расход греющего пара:

G_гп = G_гп1 + G_гп2; (22)

б) расход охлаждающей воды при нагреве на 5°C:

= (23)

Заключение

Обобщить изученные вопросы. Подвести итоги лекции. Ответить на вопросы.

Выдать задание для самостоятельного изучения – изучить материал лекции по конспекту, рекомендуемую литературу.

Задание для самостоятельного обучения:

Тепломассообмен: Учебное пособие для вузов / Ф.Ф. Цветков, Б.А. Григорьев. - 3-е издание. М.: Издательский дом МЭИ, 2006. [460-480].

Доцент, к.т.н. Е.Е. Костылева