Тепловая схема и основные параметры

Принимаем индекс "1" для горячего теплоносителя (насыщенного водяного пара), индекс "2" для холодного теплоносителя (уксусной кислоты).

Температура конденсации пара при р = 6 атм. равна 158,1 °С.

Тепловая схема процесса:

158,1 158,1

10 70

∆t_м=88,1° С ∆t_б=148,1° С

Средняя разность температур при противотоке теплоносителей:

∆t_ср=(∆t_б - ∆t_м)/[2,3·lg(∆t_б /∆t_м)]=(148,1-88,1)/[2,3·lg(148,1/88,1)]=115,5 °С.

Средняя температура кислоты:

t₂=t₁-∆t_ср =158, 1-115, 5=42,6 °С.

Массовый расход кислоты:

G₂=30000/3600=8, 33 кг/с;

Объемный расход кислоты:

V₂=G₂ /ρ₂=8, 33/1040=0, 0080 м³/с,

где ρ₂=1040 кг/м³ –плотность кислоты при t =42,6 ^о С.

Расход теплоты на нагрев кислоты:

Q= G₂·С₂ ·(t_2к –t_2н)=8, 33·2095·(70-10) = 1047081 Вт,

где С₂=0,5·4,19·10³ = 2095 Дж/кг·К - средняя удельная теплоемкость уксусной кислоты при t=42,6 °С (рис.XI, стр. 562)

Расход водяного пара без учета потерь:

G₁=Q/r₁=1047081/2095·10³=0, 4998=0, 5 кг/с,

где r₁=2095·10³ Дж/кг – удельная теплота конденсации водяного пара при р=6 атм. (табл.LVII, стр. 549).

Объемный расход водяного пара:

V₁=G₁ /ρ₁=0,5/3,104=0,161 м³/с,

где ρ₁ =3,104 кг/ м³ - плотность водяного пара при р=6 атм. (табл.LVII, стр. 549).

Для расчета выбираем кожухотрубчатый теплообменник (ГОСТ 15120-79) с трубами 25х2 мм и теплообменник типа "труба в трубе" (ГОСТ 9930-78), изготовленный из труб 89х4 мм (наружная труба) и 57х3,5 мм (внутренняя труба).