Ректификация

курсовая работа

1.1.5 Тепловой баланс ректификационной колонны

Тепловой баланс ректификационной колонны выражается общим уравнением:

(43)

где QД - расход теплоты, отнимаемый охлаждающим воздухом от конденсирующихся в дефлегматоре паров, Вт; QК - расход теплоты, получаемой кипящей жидкостью от конденсирующегося греющего пара в кубе-испарителе, Вт; и - уход тепла с дистиллятом и кубовой жидкостью, - ход тепла с исходной смесью, Вт; - средние удельные теплоёмкости дистиллята, кубового остатка и исходной смеси, при соответствующих температурах, ; Qпотерь - тепловые потери колонны в окружающую среду, составляет 5% от полезно затрачиваемой работы, Вт; - температуры кипения растворов, составов: дистиллята, кубового остатка и исходной смеси, 0С. Последние определяем по графической зависимости температура - состав (приложение 1):

0Спри

0Спри

0Спри .

Заранее определим удельные теплоемкости по аддитивной формуле:

(44а)

(44б)

(44в)

где с1 и с2 - удельные теплоемкости легколетучего компонента и инертной фазы соответственно, . Они подчиняются зависимости от температуры:

(45а)

(45б)

Тогда получим:

дистиллят: 2.265

2.554

кубовый остаток:

исходная смесь: 2.279

2.567

.

Расход теплоты, отдаваемой охлаждающему воздуху в дефлегматоре:

(46)

где R - число флегмы; rD - удельная теплота парообразования пара состава xD в дефлегматоре, Дж/кг.

Для смеси паров она находится по правилу аддитивности:

(47)

где - удельные теплоты парообразования легколетучего компонента и инертной фазы при температуре дистиллята, Дж/кг. Они зависят от температуры и подчиняются зависимостям:

(48а)

(48б)

Тогда получим:

.

Возвращаясь к формуле (43) получим:

Потери составляют:

.

Тогда расход теплоты QK равен:

.

Делись добром ;)