Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Для рассола
|
|
Коэффициент теплопроводности λ = 0, 457 Вт/м* К
Удельная теплоемкости с = 2, 85 кДж/кг*К = 2, 85 -103Дж/кг*К
Вязкость µ = 8, 13 -10-3 н*сек/м2
Плотность ρ = 1235 кг/м3
Определяем критерий Рейнольса при перемешивании
[№3, 352]
Re м= 810*2, 85-0, 42/ 0, 396*10-3 = 524660 (записать в виде математической
формулы)
Режим перемешивания турбулентный.
Определяем критерий Прандтля
Pr = 2, 17*103* 0, 396 *10-3/ 0, 17 = 5, 05
Nu = 0, 36 *5246600, 67 *5, 050, 33 = 4159, 78
Определяем коэффициент теплоотдачи α 1 от реакционной массы стенкереактора по формуле:
[3, 393]
α 1 = Nu • λ / D = 4159, 78*0, 17 / 1, 5= 471, 44 Вт/м*К
Для определения α 2 используем формулу для стекания потока вдоль плоской поверхности, в зависимости от режима движения рассола.
Для этого определяем критерий Рейнольса
Re = ю- D- р/ц = 1, 51, 5- 1235/ 8, 13 •10 3 = 277986, 19
где ю — скорость движения хладоагента (рассола) = 1, 5 м/с (заводские данные) Режим движения турбулентный, поэтому критерий Нуссельта по формуле:
Nut - 0, 66 Rep ft™
Определяем критерий Прандтля
Pr = 2, 85 -№ 8, 13 -10_з/0, 457 = 62, 3
Nu = 0, 66- 277986, 190, 5 - 62, 30, 33 = 1360, 6
а2 = Nu • X/ D = 1360, 6 - 0, 457/ 1, 5 = 414, 52 Вт/м-К
ОПРЕДЕЛЯЕМ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ по формуле для многослойной стенки
где
сумма термических сопротивлений всех слоев из которых состоит стенка реактора = 0, 0004
К= 1/ (1/ 471, 44+ 0, 0004 + 1/ 414, 52) = 213 Вт/м2-К Определяем поверхность охлаждения аппарата по формуле
Определяем необходимое число аппаратов для непрерывного процесса
Определяем общий объем реакционной массы Vp = G /р = 6200, 07/810 = 7, 6 м3 [9. стр. 61] где: G — масса гидрата, 6200, 07 кг; р — плотность реакционной смеси, 810 кг/м3;
Необходимое число реакторов равно:
n = Vобщ / Vр= 7, 6 / 3 = 2, 5 аппаратов, принимаем 3 аппаратов.
Расчет мешалки
Перемешивание применяется для ускорения химической реакции, теплообменных процессов, предотвращения выпадения осадка на стенки и днища аппарата. Основной характеристикой процесса перемешивания является расход энергии, эффективность и интенсивность перемешивания.
(В реакторе применяем лопастную (якорную) мешалку.) В зависимости от того какая мешалка на чертеже) Реактор оснащен пропеллерной мешалкой, число оборотов 170 об/мин.
Диаметр реактора = 1600 мм
Диаметр мешалки (d) = 400 мм = 0.4 м
Определяем мощность N затраченную на перемешивание в химических реакторах по формуле:
|
где c — коэффициент сопротивления определяется графически и от режима перемешивания и вида мешалки (Планоский стр 350) с = 0, 27
d — Диаметр лопастей мешалки = 0, 4 м
n - число оборотов мешалки n =170 об/мин = 2, 85 об/сек
р- плотность раствора= 810 кг/м3
N = 0, 27 • 0, 45 • 2, 853 • 810 = 50, 52Вт
Определяем мощность в пусковой период мешалки. Должна превышать в 2-3 раза мощность в установившемся режиме.
N пуск = 3 • 50, 52 = 151, 56Вт
Определяем установочную мощность электродвигателя с учетом КПД механической передачи = 0, 95 и с учетом 20% запаса мощности
Nуст = 151, 56 • 1, 20 / 0, 95 = 191, 4Вт = 0, 2 кВт
По величине установочной мощности подбираем электродвигатель.
(Асинхронный электродвигатель 4А, 4АМ Марки 4АА56А2 У3 -Группа компаний «Электромотор»)
Тепловой расчет и таблица теплового баланса основного аппарата
Цель расчета: определить тепловые нагрузки на аппарат и количество хладоагента.
Расчет ведем на одну операцию.
Принимаем стальной эмалированный аппарат с механическим перемешиванием.
Согласно каталога эмалированного емкостного оборудования Фастовского Завода Химического Машиностроения «Красный октябрь» объемом 4м3 площадь поверхности теплообмена F — 8, 57 м2.
Определяем рабочий объем Ур реактора с учетом степени заполнения ф = 0, 75 Ур = 4- 0, 75 = 3 м3
G реакционной массы = 810 • 3 = 2430 кг
Количество гидрата в одной загрузке (материальный баланс таблица № 2) 14220, 41 кг р-ра – 7564, 07 кг гидрата
2430 кг — х кг
G гидрата = 1292, 5кг