Joanna Kwiatkowska
Biotechnologia
Grupa L3, IV HD
Sprawozdanie z przedmiotu Projekt Biotechnologiczny
Ćwiczenie 3 : Właściwości fizykochemiczne czystych substancji i roztworów, równowagi fazowe.
TREŚĆ ZADANIA:
Potrzebny jest etylen pod ciśnieniem 4·106 Pa w ilości 7,0·10-2 kmol/s, o temperaturze 313 K. Dysponujemy gazem o temperaturze 313 K o ciśnieniu 5,5·105 Pa. Rozważyć i porównać różne warianty rozwiązania:
Sprężarka jednostopniowa z chłodnicą za sprężarką;
Sprężarka dwustopniowa z chłodzeniem po każdym stopniu sprężania do temperatury początkowej;
Sprężarka trójstopniowa z chłodzeniem po każdym stopniu sprężania do temperatury początkowej.
Sprawność sprężania politropowego przyjąć równą 0,72, sprawność mechaniczną 0,95. Założyć, że nie ma strat ciśnienia w chłodnicach.
WYKONANIE:
Typ procesu - ALL
Metoda podstawowa
Model termodynamiczny - NRTL
Parametry strumienia wlotowego: - temp. 313K
- ciśnienie 0,55 MPa
- całkowity przepływ molowy 0,07 kmol/s
Model sprężarki - Mcompr (sprężanie politropowe, metoda ASME)
Analizowany gaz - etylen
Typ specyfikacji - wielkość ciśnienia po ostatnim etapie: 4 MPa
Temperatura na wylocie - 313 K
Sprawność sprężania politropowego - 0,72
Sprawność mechaniczna - 0,95
|
Liczba stopni |
ciśnienie wyjściowe |
całkowita praca |
Całkowite ciepło |
Sprężarka jednostopniowa
|
1 |
4 MPa |
666,7 kW |
-633,4 kW |
Sprężarka dwustopniowa |
2 |
4 MPa |
597,1 kW
|
-567,3 kW |
Sprężarka trójstopniowa |
3 |
4 MPa |
574,1 kW
|
-545,4 kW |
WNIOSKI:
Możemy zauważyć, że ilość wykonanej przez sprężarkę pracy jest zależna od ilości stopni w danej sprężarce. Z wykonanych symulacji wynika, iż im więcej stopni posiada dana sprężarka, tym mniejsza praca musi być wykonana, aby uzyskać oczekiwane wyniki.
Sprężarka jednostopniowa wykonuje pracę 666,7 kW by doprowadzić etylen do ciśnienia 4·106 Pa w ilości 7,0·10-2 kmol/s, sprężarka dwustopniowa 597,1 kW, natomiast trójstopniowa 574,1 kW. Wynika z tego wniosek, że sprężarka jednostopniowa wymaga prawie 100 kW więcej pracy niż sprężarka trójstopniowa.