Как посчитать площадь теплообменника

[terri]

Спасибо большое!

Конечно, материал реактора и конденсатора подобраны так, чтобы они были устойчивы к кислоте.

Вот один из предлагаемых вариантов конденсатора:

http://media.alfalaval.com/products/gasketed-plates-heat-exchangers/Pictures/AlfaCond_OV_200.jpg

Только надо еще внести коррекцию в площадь, т.к. дистилляция идет при

50 мм рт ст, где температура водного пара будет отличаться от 100.

А все остальные ньюансы можно засчитать в резерв и прибавить к

посчитанной площади процентов 20.

Если мне этого не сделать, то я точно утону в подробностях. :-)

[foundryman]

Только надо еще внести коррекцию в площадь, т.к. дистилляция идет при

50 мм рт ст, где температура водного пара будет отличаться от 100.

При 50 мм рт ст, температура кипения воды примерно 38^оС. Напишите начальную и конечную температуру охлаждающего теплоносителя, температуру паров и требуемую температуру конденсата. Тогда можно что-то посчитать.

[foundryman]

А вторая подробность такая, что 400 л/ч я посчитала на основании того, что у меня

5м3 реактор имеет отверстие, через которое идут пары, диаметром 480 мм.

Учитывая давление 50 мм рт ст, посмотрела по табличе, какая плотность

паров , скорость пара взяла как 15 м/с и все подставила в мою полюбившуюся

формулу. Получилось, что 400 л/ч даже с запасом.

Расчет неправильный, количество дистиллята и диаметр трубы в данном случае никак не связаны.

[terri]

При 50 мм рт ст, температура кипения воды примерно 38^оС. Напишите начальную и конечную температуру охлаждающего теплоносителя, температуру паров и требуемую температуру конденсата. Тогда можно что-то посчитать.

Начальная температура охлаждающего теплоносителя (воды) 15°C, конечная температура 20°C; температура паров, как Вы пишите, приблизительно 38°C, а температура конденсата может быть 25°C.

Расчет неправильный, количество дистиллята и диаметр трубы в данном случае никак не связаны.

Почему?

Если диаметр трубы будет ýже, то начнется захлебывание,

что неизбежно приведет к повышению давления в системе,

ну и снизит производительность.

[adamas]

1. температура конденсата будет на 1-5С ниже температуры пара, на расчет ощутимо не влияет.

2. гидрофобная поверхность проблемой не является.

3. откуда идет вода для охлаждения? если речная, то пластинчатый конденсатор не пойдет, возможно зарастание поверхности, тогда 20 % запаса явно мало, а чистить - сложнее.

4. при работе под разрежением надо для оттяжки вакуум-насос.

5. количество пара-тепла будет определятся тепловым балансом реактора.

 

ну это все детали, я не понял зачем реактор и для чего из него отбирается пар? нужно ли вообще его отбирать?

[terri]

Спасибо!

3. вода из водопровода

5. тепловой баланс трудно вручную посчитать? У меня есть только площадь рубашки.

 

Реактор необходим для проведения синтеза. Синтез проводится в водной среде.

Потом от воды надо избавиться, вот поэтому ее надо отпаривать,

причем как можно быстрее, т.к. это пока лимитирующая стадия в изоляции.

Изменено 13 Октября, 2014 в 12:28 пользователем terri

[adamas]

через площадь рубашки по той же формуле можно посчитать поступление тепла.

по большому счету - сколько греющего пара столько и вторичного.

есть ли ограничения по температуре жидкости в реакторе?

реактор с мешалкой?

для ускорения испарения можно применить выносную поверхность нагрева.

[tvv385]

А вот в случае выпаривания - совсем другая история - это совсем другой процесс!

 

1.  По мере выпаривания концентрация будет повышаться(а концентрация испаряемого компонента, а следовательно и его парциальное давление снижаться!) - а значит будет расти и необходимая для выпаривания температура, вот теперь и попробуйте ее обеспечить...

 

2.  Полное выпаривание врядли возможно даже если компоненты не образуют азеотропы - при уменьшении остатков будет сильный рост необходимой температуры, теоретически до бесконечности, практически раньше начнется че-нить вроде разложения компонентов или разрушения оборудования... (это в случае если там большая разница в Т кипения, если небольшая то будет испаряться смесь)

 

3.  Для полной очистки может потребоваться ректификационная колонна.   (если там азеотропы - то и колонна не поможет - хотя есть шаманские танцы с бубном как все-же обеспечить очистку на колонке, но это в каждом случае свой метод приходиться изобретать - обычно отдельная научная работа разработка такого метода для конкретной смеси)

 

Vladimir

 

 

 

[terri]

через площадь рубашки по той же формуле можно посчитать поступление тепла.

по большому счету - сколько греющего пара столько и вторичного.

есть ли ограничения по температуре жидкости в реакторе?

реактор с мешалкой?

для ускорения испарения можно применить выносную поверхность нагрева.

Если я правильно поняла, то вот это Q будет одинаковым и для конденсатора и для рубашки?

Да, ограничение по температуре жидкости в рескторе есть - 70 градусов.

Поэтому-то, задавая ограничения по этой температуре и давлению (50 мм рт ст),

думаю, количество отпаренной воды будет всегда фиксированным.

А реактор да, с мешалкой, правда, не знаю, какая лучше - турбинная или пропеллерная.

Для синтеза надо очень эффективное перемешивание, а потом для отпаривания

вроде тоже, чтобы интенсивнее было соприкосновение с обогревной площадью...

А что такое выносная поверхность нагрева?

Изменено 13 Октября, 2014 в 17:26 пользователем terri

[terri]

А вот в случае выпаривания - совсем другая история - это совсем другой процесс!

 

1. По мере выпаривания концентрация будет повышаться(а концентрация испаряемого компонента, а следовательно и его парциальное давление снижаться!) - а значит будет расти и необходимая для выпаривания температура, вот теперь и попробуйте ее обеспечить...

 

2. Полное выпаривание врядли возможно даже если компоненты не образуют азеотропы - при уменьшении остатков будет сильный рост необходимой температуры, теоретически до бесконечности, практически раньше начнется че-нить вроде разложения компонентов или разрушения оборудования... (это в случае если там большая разница в Т кипения, если небольшая то будет испаряться смесь)

 

3. Для полной очистки может потребоваться ректификационная колонна. (если там азеотропы - то и колонна не поможет - хотя есть шаманские танцы с бубном как все-же обеспечить очистку на колонке, но это в каждом случае свой метод приходиться изобретать - обычно отдельная научная работа разработка такого метода для конкретной смеси)

 

Vladimir

1. Не стоит задача все отпарить. Отпарится столько, сколько получится при заданных условиях.

2. Вот как раз заданная температура в реакторе и обеспечит, что не будет разложения.

3. Не, ректификационная колонна не нужна, она лишняя, т.к. изоляция идет не по температурам кипения. Просто избыток воды мешает (целевой продукт растворим в ней).

А когда воды поменьше, то изоляция намного упрощается.