Файл: Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие.pdf

где Онсц — количество ыисцеллы, уходящее из предварительного дистилля­ тора;

смсц — теплоемкость ыисцеллы, уходящей из предварительного дистилля­

где Б1 — количество испарившегося в предварительном дистилляторе бензина;

£ср — средняя температура кипения ыисцеллы, которая определяется как среднеарифметическое между б и t2;

Сб — теплоемкость жидкого бензина при температуре /Ср [см. уравнение

(VI—6)];

г— скрытая теплота испарения бензина при температуре tcр [см. урав­

нение (VI—11)].

3.Тепло, уносимое конденсатом глухого пара,

где tK— энтальпия конденсата; ее находят по таблице водяных паров в за­ висимости от параметров греющего пара.

4. Теплопотери принимаем равными 2% от тепла, вносимо­ го глухим паром,

Q6 = 0,02<32.

И т о г о Q3 + Q 4 + Q 5 + Q 6.

Приравнивая приходную и расходную части теплового ба­ ланса, . получаем уравнение с одним неизвестным Du которое и находим.

Определение поверхности нагрева дистиллятора

Когда известно количество тепла Q, передаваемое через по­ верхность нагрева, можно найти потребную поверхность нагре­ ва F

где k — общий коэффициент теплопередачи.

Средняя разность температур процесса в случае конденса­ ции пара и кипения жидкости будет равна температурному на­ пору, т. е.

д/ср = t K— t cр, (V I—62)

где К — температура конденсации греющего пара;

tcр — средняя температура кипения мисцеллы в предварительном дистилля­

торе.

344

Расчет ведется на часовую производительность дистилля­ тора.

Общий коэффициент теплопередачи

Коэффициенты теплоотдачи си и аг определяют при помощи теории подобия, используя известные уравнения. Однако при таком способе нахождения этих коэффициентов встречаются большие затруднения. Вызвано это тем, что в критериальные уравнения для ai и схг входит неизвестный перепад между тем­ пературами среды и стенки. Этим перепадом температур при­ ходится в начале расчета задаваться, а в конце проверять его. При несовпадении расчет повторяют. Поэтому для определения коэффициентов сц и ссг лучше пользоваться графо-аналитиче­ ским методом, который изложен ниже.

При конденсации пара в горизонтальных трубках критерий Нуссельта определяют по уравнению

Отсюда коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стенке

X V----------

Критерии Прандтля и Галилея содержат только физикотехнические константы конденсата; поэтому их находят по таб­ лицам, и, таким образом, они являются известными величинами.

Параметр конденсации (или критерий С. С. Кутателадзе)

г

Ku = сД^ (VI—66)

содержит неизвестный перепад между температурами конден­ сирующегося пара и стенки Д^.

Подставим в подкоренное выражение развернутое значение критерия Ku и выведем неизвестное A^i из-под корня

3 4 5

Все известные величины обозначим

Тогда

«1 = ЛД^-10,25 (VI—68)

Критерий Нуссельта для кипящей мисцеллы может быть вычислен по уравнению

Nu = 0,555 ~\fPr Ga. (VI—69)

Отсюда коэффициент теплоотдачи

4

При установившемся тепловом режиме на основе закона сохранения энергии можно написать, что тепловые напряжения с внутренней и наружной поверхности трубы равны, т. е.

На основе этих уравнений вычислим тепловые нагрузки при произвольно принятых значениях Д^ и At2 в пределах от О

Д О Д ^ с р -

3 4 6

Точка пересечения кривых qmi и qa соответствует равенству тепловых напряжений. Проектируя точку пересечения на ось абсцисс, находим значения М\ и Д^2. Подставляя полученные

ного дистиллятора не может быть определена, так как тепловой процесс в нем совершенно не изучен.

Как отмечалось выше, при отгонке бензина острым паром в окончательном дистилляторе, работающем при том же дав­ лении, что и предварительный, температура кипения мисцеллы понижается; следовательно, возникает зона самоиспарения. Рассчитаем эту зону. Зададимся концентрацией мисцеллы пос­ ле зоны самоиспарения х%\ количество бензина, испаренное в этой зоне,

347

Количество тепла, выделившееся в зоне самоиспарения,

Следовательно, количество испаренного бензина

гДе г — скрытая теплота испарения бензина при температуре ^Ср-

Смесь паров воды и бензина удаляется из дистиллятора при /Ух, которая выше tcР; следовательно, водяной пар будет нагре­

вать получающиеся пары бензина от /Ср до /ух, на что потребу­ ется тепла

Расход острого пара на покрытие этого тепла

где ij — энтальпия поступающего водяного пара; ее находят из таблиц в за­ висимости от параметров пара;

*2 — энтальпия выходящего из дистиллятора водяного пара при темпе­

ратуре tуХ и давлении в окончательном дистилляторе.

Задаваясь средней температурой процесса отгонки бензина, по диаграмме (см. рис. VI—19) находим среднее парциальное давление паров бензина. По уравнению (VI—50) определяем количество острого пара, расходуемого на отгон бензина из мисцеллы после зоны самоиспарения,

Рб т в

(VI—83)

Рв гпв ф

где Б3— количество бензина, отгоняемое из мисцеллы после зоны самоиспа- рения;

ф — коэффициент насыщения.

Полученный расход острого пара D’on необходимо прове­

рить по теплу. Количество тепла, потребное для испарения бен­ зина в количестве Б3,

3 4 8