Projekt wymmiennik ciepła inżynieria chemiczna pg, Technologia Chemiczna PG


Dane:

Obliczenia:

Wyniki:

1. Obliczenia strumieni molowych surówki, cieczy wyczerpanej i destylatu

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

  1. Obliczenie masy molowej cieczy wyczerpanej

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Obliczenie strumienia molowego cieczy wyczerpanej

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Obliczenie strumieni molowych destylatu i surówki

0x08 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Dane:

Obliczenia:

Wyniki:

2. Wykonanie wykresów równowagi fizykochemicznej w układach (i-x) oraz (t-x)

Dane potrzebne do wykonania wykresów zawarte są w tabeli [1]

Na wykresie, na skali składu zaznaczamy odpowiednio składy surówki, cieczy wyczerpanej i destylatu.

Dane:

Obliczenia:

Wyniki:

3. Wyznaczenie wartości powrotu minimalnego na wykresie (i-x) oraz odczytanie wartości entalpii cieczy wrzącej i pary nasyconej o składzie destylatu

Na wykresie wrysowujemy izotermę tF odpowiadającą stanowi cieplnemu surówki (w opisywanym przypadku jest to para nasycona) a następnie przedłużamy ją do punktu przecięcia z prostą xD=const. Z punktu przecięcia odczytujemy:

0x01 graphic

Ponadto z wykresu odczytujemy:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

3.1 Minimalna ilość ciepła odebranego w deflegmatorze (częściowo skraplającym)

0x01 graphic

Minimalną ilość ciepła odebranego w deflegmatorze obliczamy ze wzoru:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

3.2 Obliczenie powrotu minimalnego

0x01 graphic

Wartość powrotu minimalnego obliczamy ze wzoru:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Dane:

Obliczenia:

Wyniki:

4. Wyznaczanie powrotu rzeczywistego

0x01 graphic

Powrót rzeczywisty wyznaczamy ze wzoru:

0x01 graphic
,

gdzie 0x01 graphic
jest wartością zakładaną

Przyjmujemy, że 0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Dane:

Obliczenia:

Wyniki:

5. Ciepło odebrane w deflegmatorze

0x01 graphic

0x01 graphic

Wartość ciepła odebranego w zastosowanym deflegmatorze częściowo skraplającym wynosi:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Dane:

Obliczenia:

Wyniki:

6. Położenie punktów operacyjnych

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Górny punkt operacyjny

Położenie górnego punktu operacyjnego obliczamy ze wzoru:

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Dolny punkt operacyjny

Położenie dolnego punktu operacyjnego wyznaczamy graficznie na wykresie entalpii, prowadząc prostą z górnego punktu operacyjnego do punktu o współrzędnych 0x01 graphic
, a następnie przedłużając ją do punktu przecięcia z prostą 0x01 graphic
. Punkt przecięcia jest dolnym punktem operacyjnym.

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Dane:

Obliczenia:

Wyniki:

7. Obliczenia dla oparów i odcieku

Na wykresie równowagi fizykochemicznej oraz na wykresie entalpii zaznaczamy punkty niezbędne do obliczenia średnich temperatur oraz składów.

Punkty P i R - dla pary w górnej części kolumny

Punkty R i S - dla pary w dolnej części kolumny

Punkty K i M - dla cieczy w górnej części kolumny

Punkty M i N - dla cieczy w dolnej części kolumny

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

7.1 Wyznaczenie:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

  1. Średnie składy oparów i odcieku w obydwu częściach kolumny:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Średnie temperatury oparów i odcieku w obydwu częściach kolumny:

0x01 graphic

  1. Średnie masy cząsteczkowe oparów i odcieku w obydwu częściach kolumny

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

Dane:

Obliczenia:

Wyniki:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic
0x01 graphic

  1. Średnie gęstości oparów w obydwu częściach kolumny

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

  1. Gęstości odcieków w średnich temperaturach i dla średnich składów z wykorzystaniem danych literaturowych (tabela [2]) (po ich interpolacji dla odpowiednich temperatur)

0x01 graphic
, gdzie

0x01 graphic

_____________________________________

0x01 graphic

0x01 graphic

_____________________________________

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

DANE:

OBLICZENIA:

WYNIKI:

7.2 Wyznaczanie liczby „e”.

Ponieważ surówka jest parą nasyconą ⇒ e=0

7.3 Wyznaczanie molowych natężeń przepływu odcieku i oparów.

R=5,28

D=0,009084[kmol/s]

F=0,02422[kmol/s]

a) Dla górnej części kolumny:

-molowe natężenie przepływu odcieku:

0x01 graphic

-molowe natężenie przepływu oparów:

0x01 graphic

b) Dla dolnej części kolumny:

-molowe natężenie przepływu odcieku:

0x01 graphic

-molowe natężenie przepływu oparów:

0x01 graphic

L=0,04796[kmol/s]

G=0,05704[kmol/s]

LD=0,04796[kmol/s]

GD=0,03282[kmol/s]

7.4 Wyznaczanie masowych natężeń przepływu odcieku i oparów.

0x01 graphic

0x01 graphic
L=0,04796[kmol/s]

G=0,05704[kmol/s]

0x01 graphic

0x01 graphic
LD=0,04796[kmol/s]

GD=0,03282[kmol/s]

a) Dla górnej części kolumny:

-masowe natężenie przepływu odcieku:

0x01 graphic

-masowe natężenie przepływu oparów:

0x01 graphic

b) Dla dolnej części kolumny:

-masowe natężenie przepływu odcieku:

0x01 graphic

-masowe natężenie przepływu oparów:

0x01 graphic

LmasG=4,057[kg/s]

GmasG=4,753[kg/s]

LmasD=4,329[kg/s]

GmasD=2,921[kg/s]

DANE:

OBLICZENIA:

WYNIKI:

8.Prędkość zalewania (prędkość pozorna oparów).

t'G=91,20C

0x01 graphic

G=0,74[m3/m2]

aG=200[m2/m3]

g=9,81[m/s2]

0x01 graphic
0x01 graphic

LmasG=4,057[kg/s]

GmasG=4,753[kg/s]

t'D=104,70C

0x01 graphic

D=0,70[m3/m2]

aD=440[m2/m3]

g=9,81[m/s2]

0x01 graphic

0x01 graphic

LmasD=4,329[kg/s]

GmasD=2,921[kg/s]

Prędkość zlewania dla kolumny rektyfikacyjnej jest opisana zależnością:

0x01 graphic

po przekształceniu:

0x01 graphic

Lepkość odcieków wyznaczamy dla średnich składów i średnich temperatur w danej części kolumny korzystając z zależności:

0x01 graphic

a) Górna część kolumny:

Wartości lepkości dynamicznych dla benzenu i toluenu wyznaczamy metodą interpolacji korzystając z danych literaturowych (tabela [3]):

0x01 graphic

stąd:

0x01 graphic

Jako wypełnienie dla górnej części kolumny dobraliśmy na podstawie danych literaturowych (tabela [4]) pierścienie Raschiga o wymiarach 25 x 25 x 3.

0x01 graphic

b) Dolna część kolumny:

0x01 graphic

stąd:

0x01 graphic

Jako wypełnienie dla dolnej części kolumny dobraliśmy na podstawie danych literaturowych (tabela [4]) pierścienie Raschiga o wymiarach 10 x 10 x 1,5.

0x01 graphic

uGz=0,89[m/s]

uDz=0,46[m/s]

DANE:

OBLICZENIA:

WYNIKI:

9.Wyznaczanie średnic górnej i dolnej części kolumny.

9.1 Prędkość rzeczywista oparów.

uGz=0,89[m/s]

uDz=0,46[m/s]

0x01 graphic

Przyjmujemy wartość przelicznika 0,75 dla obu części kolumny:

0x01 graphic

0x01 graphic

uG=0,668[m/s]

uD=0,345[m/s]

9.2 Objętościowe natężenie przepływu oparów.

0x01 graphic
GmasG=4,753[kg/s]

0x01 graphic
GmasD=2,921[kg/s]

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

VG=1,72[m3/s]

VD=1,02[m3/s]

9.3 Średnica kolumny.

VG=1,72[m3/s]

VD=1,02[m3/s]

uG=0,668[m/s]

uD=0,345[m/s]

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

DG=1,81[m]

DD=1,94[m]

DANE:

OBLICZENIA:

WYNIKI:

10. Wyznaczenie wysokości kolumny.

10.1 Wyznaczanie liczby półek teoretycznych.

0x01 graphic

0x01 graphic

10.2 Obliczenia WRPT.

WRPTO=0,77[m]

DG=1,81[m]

DD=1,94[m]

aD=440[m2/m3]

D=0,70[m3/m2]

Wartość wzorcowa WRPTO jest podana dla kolumny o średnicy DO=0,42m, wypełnionej pierścieniami Raschiga 25x25x3

Wpływ rodzaju wypełnienia i średnicy kolumny na wysokość WRPT jest opisany zależnościami:

0x01 graphic

0x01 graphic

a) Górna część kolumny:

0x01 graphic

b) Dolna część kolumny:

0x01 graphic

0x01 graphic

10.3 Obliczenia wysokości wypełnienia kolumny.

Wysokość wypełnienia kolumny jest sumą iloczynów liczby półek teoretycznych oraz odpowiedniej wysokości równoważnej półce teoretycznej:

0x01 graphic

0x01 graphic

h=6,793[m]



Wyszukiwarka