Материал: создана теория химического строения
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Принимаем в первом приближении отношение (Pr2/Prст2)0,25 = 1, тогда
Nu = 0,021 40 863,070,8 101,720,43 = 0,021·987·7,3=605,24
б) Межтрубное пространство. Определим критерии Рейнольдса и Прандтля для масла:
11. Критерий Рейнольдса:
Re2 = G2/[0,785dвн(n/z) 2
где Re2 – критерий Рейнольдса,
G2 – расход бензина м3/час, dвн – внутренний диаметр трубок, м
Re2 = 13000/[0,785 0,8(206/4) 0,22 10-3 = 18 270,64
12. Режим движения турбулентный в этом случае критерий Нуссельта:
Nu2 = 0,021Re20,8Pr20,42(Pr2/Prст2)0,25,
где Рr2 = 10,02 – критерий Прандтля для бензина при 20 С Принимаем в первом приближении отношение (Pr2/Prст2)0,25 = 1, тогда
Nu = 0,021 18 270,64,8 10,020,43 = 0,021·2130,68·2,69=120,36
Расчет закалочно-испарительного аппарата:
Рассчитываем закалочно-испарительный аппарат для охлаждения пирогаза объемом 21 558,67 от температуры 840°С до температуры 370°С.
Далее расчет ведем по примеру из [3, 205]
1.Температурная схема для противотока:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
840 370
220 25
tм=620 tб=345
2.Средняя разность температур:
tср = tм- tб / ln tб/ tм = 620 - 345/ln1,8 = 275/0,58 = 474°С
3. Средняя температура пирогаза:
Δtпирогаза = 840+370/2=605°С
4.Средняя температура воды:
Δtводы = 25+220/2=122,5°С
5.Подсчет тепла, выделяемого при охлаждении пирогаза от 840°С до
370°С, ведется по отдельным компонентам:
Н2 |
169,01 |
CH4 |
2591,37 |
C2H4 |
3061,55 |
C3H6 |
3 061,55 |
Ароматические УВ |
2 756,04 |
С7 |
764,85 |
Вода |
7002,77 |
6.Весовое количество газов:
Н2 |
169,01·0,0898= |
15,18 кг/час |
CH4 |
2 591,37·0,717= 1 858,01 кг/час |
|
C2H4 |
5 213,08·1,26= 6 |
568,48 кг/час |
C3H6 |
3 061,55·1,91= 5 847,56 кг/час |
|
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Ароматические УВ |
2 756,04·2,01= 5 539,64 кг/час |
С7 |
764,85·2,51= 1 919,77 кг/час |
Вода |
7 002,77·0,52= 3 641,44 кг/час |
|
∑Gт= 25 390,08кг/час |
7. Количество теплоты, необходимое для охлаждения компонентов
определяем по формуле:
q=G(cs) · Δt пирогаза
где
q - количество теплоты, необходимое для охлаждения компонентов,
кДж/час
G – количество вещества, кг/час
cs – теплоемкость компонента, кДж/кг · °С
Δt пирогаза – средняя температура конечной и начальной температуры пирогаза, равная 195°С
Охлаждение водорода:
qН2=169,01·14,3·605= 1 462 190, 01 кДж/час
Охлаждение метана:
qCH4=2 591,37·2,23·605= 3 496 146,84 кДж/час
Охлаждение этилена:
qС2Н4=5 213,08·1,53·605= 7 033 226,88 кДж/час
Охлаждение пропилена:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
qС3Н6=3 061,55·1,64·605= 3 037 669,91 кДж/час
Охлаждение ароматических УВ:
qаром.УВ=2 756,04·1,7·605= 2 834 587,14 кДж/час
Охлаждение фракции С7
qС7 =764,85·2,2·605= 1 018 015,35 кДж/час
Охлаждение воды:
Qводы =7 002,77·1,8·605= 7 626 016,53 кДж/час
8.Общее количество тепла, передаваемое в ЗИА:
Qобщ= qН2 + qCH4 + qС2Н4 + qС3Н6 + qаром.УВ + qС7 + Qводы = 1 462 190, 01 + 3 496 146,84 + 7 033 226,88 + 3 037 669,91 + 2 834 587,14 + 1 018 015,35 + 7 626 016,53 = 26 507 852, 66 кДж/час
Полученный данные сводим в таблицу теплового баланса
9.Находим расход воды для охлаждения пирогаза:
Ms=Q/cs·Δt
где:
Ms – расход воды, кг/час
Q – общее количество теплоты, передаваемое ЗИА, ккал/час cs – теплоемкость воды, кДж/кг · °С
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Δt - температура конечной и начальной температуры пирогаза, равная
605°С
Ms = 26 507 852, 66 /1,8·605= 24 341,46 кг/час
Полученный данные сводим в таблицу материального баланса
10.Рассчитываем проточное сечение [1,176]:
f = 397 π*d4 2 ;
где:
f – проточное сечение; м2
d – диаметр трубопровода, м2
f = 397 3,14*0,0016 = 0,5 м2 4
13. Скорость движения в трубках [1,175]:
V
с = 3600*f ;
где V – объемный расход воды при средней температуре, м3/час f – проточное сечение; м2
с – скорость движения в трубках, м/с
с = 18В 991,00 = 10,55 м/с
3600В·0,5
14. Рассчитываем поверхность теплообмена: