Голованчиков А.Б., Дулькина Н.А., Ильин А.В., Шагарова А.А. (сост.) Расчет на ЭВМ реактора идеального вытеснения для проведения эндотермических процессов - файл n1.doc

Голованчиков А.Б., Дулькина Н.А., Ильин А.В., Шагарова А.А. (сост.) Расчет на ЭВМ реактора идеального вытеснения для проведения эндотермических процессов
Скачать все файлы (491 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc491kb.18.02.2014 13:56скачать

n1.doc

  1   2   3


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА «ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»
РАСЧЕТ НА ЭВМ РЕАКТОРА ИДЕАЛЬНОГО ВЫТЕСНЕНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЭНДОТЕРМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ


Методические указания к лабораторной работе
РПК

«Политехник»

Волгоград

2008 г.

УДК 536.629
Расчет на ЭВМ реактора идеального вытеснения для проведения эндотермических процессов: метод. указ. к лабораторной работе / сост.:
А.Б. Голованчиков, Н.А. Дулькина, А.В. Ильин, А.А. Шагарова; Волгоград. гос. техн. ун-т. - Волгоград, 2008. - 20 с.


Приведена методика расчета реактора идеального вытеснения с конденсирующимся паром в межтрубном пространстве для обогрева реакционной массы в трубках трубного пучка. Даны таблицы с исходными и справочными данными и расчетными параметрами и их величинами в контрольном примере расчета.

Работа выполняется в процессе изучения дисциплин «Математическое моделирование стационарных систем в химической технологии», «Моделирование объектов и систем».

Предназначены для студентов, обучающихся по направлениям 240100 «Химическая технология и биотехнология» и 150400 «Технологические машины и оборудование».
Табл. 4, рис. 3, Библиогр.: 6 назв.
Рецензент Г.В. Рябчук

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Волгоградского государственного технического университета


© Волгоградский государственный

технический университет, 2008
ВВЕДЕНИЕ
Реакторы идеального вытеснения широко применяются в химической и нефтехимической промышленности, а также в близких к ним отраслям производства: фармакологической, пищевой, микробиологической.

Основной проблемой при расчете и проектировании таких реакторов является определение диаметра и числа трубок в трубном пучке, обеспечивающих расчетный объем и поверхность теплопередачи для заданной степени конверсии, кинетике химической реакции, тепловом эффекте (положительной энтальпии реакции) и производительности [1-4].

  1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ




  1. Изучить методику расчета кожухотрубчатого реактора идеального вытеснения для проведения эндотермических процессов.

  2. Научиться выбирать справочные данные по учебной и научной литературе и подбирать стандартные реакторы [1] по результатам расчетов.

  3. Уметь иллюстрировать проводимые расчеты в виде схем и графиков.

  4. Делать выводы по результатам расчетов на ЭВМ и выбирать оптимальные технологические режимы и геометрические размеры реактора.




  1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

Рассчитать технологические параметры и геометрические размеры трубок трубного пучка реактора идеального вытеснения и их число по заданной производительности, степени конверсии основного реагирующего компонента, его тепловому эффекту реакции (положительной энтальпии реакции) и заданной дифференциальной кинетической зависимости в виде степенного уравнения [6] для средней температуры реакционной массы:
.

  1. ПРИМЕР РАСЧЕТА

Рассчитать кожухотрубный реактор идеального вытеснения для эндотермической реакции этерификации метанола уксусной кислотой с образованием метилацетата и воды.

Стехиометрическое уравнение химической реакции имеет вид [2]

,

.

Общий порядок реакции n=2. Константа скорости реакции описывается уравнением [4]

.

Выбираем температуру реакционной массы в реакторе так, чтобы она была ниже температуры кипения самого легколетучего компонента реакционной массы. Этот компонент – продукт реакции – метилацетат с температурой кипения С [3]. Принимаем температуру реакционной массы в реакторе С. Тогда константа скорости численно равна .

Так как концентрация исходных веществ и продуктов реакции в водном растворе незначительна, то физические свойства реакционной массы выбираем как соответствующие физическим свойствам воды при средней температуре

С.

Исходные и необходимые справочные данные для расчета кожухотрубного реактора идеального вытеснения для эндотермической реакции этерификации метанола уксусной кислотой с образованием метилацетата и воды приведены в таблице 1.


  1. ИСХОДНЫЕ И СПРАВОЧНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица 1 - Исходные и справочные данные программы РИВД




Наименование параметра

Размер-ность

Обозначения

Величина

в учебной литер.

в программе

Исходные параметры

1.

Производительность по реакционной массе

м3/час

qv

qv

3,6

2.

Начальная концентрация реагирующего компонента А

мольА/м3

CAO

Ca0

10

3.

Степень конверсии


-

AK

xak

0,94

4.

Температура реакционной массы на входе в реактор

оС


tн

tn

13/100

5.

Температура реакционной массы на выходе из реактора

оС


tк


tk

55

6.

Константа скорости реакции при средней температуре

-

k

k

0,05

7.

Порядок реакции

-

n

n

2

Справочные данные

1.

Тепловой эффект эндотермической реакции (энтальпия) [2]



qt

qt

79

2.

Плотность реакционной массы при средней темпе-ратуре в реакторе tр [3]

кг/м3

?

ro

993

3

Вязкость реакционной массы при 0 С [3]

Пас

?0

Vi0

1,7910-3

4

Температурный коэффициент вязкости реакционной массы [3]

К-1


?

a

0,023

5

Теплоемкость реакционной массы [3]



Cp

cp

4,18

6

Теплопроводность реакционной массы [3]



?

la

0,63

7

Коэффициент объемного расширения реакционной массы [3]

К-1

?

be

3,710-5

8

Температура насыщенного водяного пара, подводимого в межтрубное пространство [3]

С

td

td

132,9

9

Давление насыщенного водяного пара [3]

атм

pd

pd

3

10

Удельная теплота конденсации пара [3]



rd

rd

2171

11

Плотность конденсата пара при температуре конденсации td [3]

кг/м3

?d

rod

930

12

Динамическая вязкость конденсата греющего пара [3]

Пас

?d

vid

210-4

13

Теплопроводность конденсата греющего пара [3]



?d


lad

0,686

14

Длина труб трубного пучка

м

l

l

4

15

Толщина стальной стенки трубы

м

?

de

0,0025

16

Теплопроводность стальной стенки трубы



?c


lac

17,2

17

Термическое сопротивление ржавчины, накипи, солевого камня и т.д.)



rc


rc

1,7510-4

18

Коэффициент теплопередачи



Кt

kt

115,4
  1   2   3
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации