đồ án chưng ethanol nước

I Thiết bị gia nhiệt:

Chọn thiết bị gia nhiệt có dạng ống chùm

Đường kính ống d = 16 x 1.6

Tổng số ống: n = 37 ống

Số ống trên một cạnh của hình sáu cạnh r :

Số ống trên đường chéo của hình sáu cạnh:

b = 2* a – 1 = 2*4 – 1 = 7

Bước ống t:

t = 1.5 d = 1.5*16 = 24 mm

Đường kính trong của thiết bị trao đổi nhiệt:

D = t ( b – 1 ) + 4*dn

= 24 ( 7 – 1 ) + 4*16

= 208

Nhiệt độ ra của dòng nóng sau khi trao đổi nhiệt:

Q = GW CW ( tW – tra ) = 281 kw

Với :

tW = 99.2 oC

tra = 99.2 - 5277281.*53600*4.18 = 53.3 oC

Dòng nóng: 99.2 oC  53.3 oC Dòng lạnh : 83.8 oC  30 oC

tlog =

) 8 83 2 99 (

) 30 3 53 ( ln

) 8 83 2 99 ( ) 30 3 53 (

−

−

−

−

−

= 19.078 oC

Dòng lạnh đi phía vỏ:

ttb1 = 0.5 ( 83.8 + 30 ) = 26.9 o C

Dtd = 4πf f: tiết diện dòng chảy

: chu vi thấm ước của dòng , m

f =

4 4

2 2

n d n

 = Dt +  n dn

Dtd = 2 2 = 00.208.2082 +−3737**00..0160162

+

−

n t

n t

nd D

d n

= 0.04224 m Độ nhớt của dòng chảy:

log = x logetanol + ( 1 –x ) lognước

x : phân mol của etanol, x = 0.174

Ở ttb1 = 26.9o C

etanol = 2.02*10-3 Ns / m2 [2,92]

nước = 0.801*10-3 Ns / m2 [2,92]

log = 0.174 log 2.02*10-3 + ( 1 – 0.174 ) log 0.801*10-3

 = 0.94*10-3 Ns / m2

Hệ số dẫn nhiệt của dòng lạnh:

 = x etanol + ( 1 - x ) nước

x : phân khối lượng etanol

Ở ttb1 = 26.9o C

etanol = 0.3985 W/ m.độ [2,135]

nước = 0.62 W/ m.độ [2,135]

= 0.58 W/ m.độ Khối lượng riêng của dòng lạnh:

nuoc ol

e hh

x x

ρ ρ

ρ

− +

=

− 1 1

tan

−

x : phân khối lượng của etanol

−

x = 0.35

Ở ttb1 = 26.9o C:

etanol = 929 kg/m3

etanol = 995 kg/m3

Vận tốc của dòng lạnh đi phía ngoài ống:

5000

* 4 3600

4

π π

ρhh F D td =

G

= 1.02 m/s Chuẩn số Reynolds:

10

* 941 0

86 970

* 04224 0

* 02 1

−

= µ

ρhh

tđ

F D w

= 44452 Chuẩn số Prant:

Pr =

λ

µ

P C

CP : nhiệt dung riêng của dòng lạnh ( j/ kg.độ )

CP = xCPetanol + ( 1 – x ) CP nước

x: phân khối lượng etanol

x = 0.35

Ở ttb1 = 26.9o C:

CP etanol = 3582.5 j / kg.độ [2,172]

CP nước = 4.175*103 j / kg.đo [2,165]

Pr =

58 0

10

* 941 0

*

6

= 6.437 Chuẩn số Nuyxen:

Nu = 1.16 D td0 6Re0 6Pr0 33

= 1.16*0.042240.6*444520.6*6.437 0.33

= 197.466 Hệ số cấp nhiệt:

6 8947 0128

0

58 0

* 466 197

=

=

=

t

d

Nuλ

α

Dòng nóng đi phía ống: