Расчёт и проектирование установки для получения жидкого кислорода — страница 4

  • Просмотров 2508
  • Скачиваний 192
  • Размер файла 72
    Кб

таблицу: № 1В 2В 3В 4В 5В 5 6В 7В 1R 2R 3R i, кДж/ кг 553,7 563,8 516,8 522,3 319,2 319,2 419,1 367,5 1350 1131,2 1243 Р, МПа 0,1 4,5 4,5 4,5 4,5 0,65 4,5 4,5 0,65 0,65 0,65 Т, К 300 310 275 280 138 80 188 125 79 74 76,4 № 1D 2D 1К 2К 3К 4К 5К 1А 2А 3А 4А i, кДж/ кг 1015 2465 354,3 349,9 352,8 467,9 519,5 328,3 333,5 454,6 553, Р, МПа 0,65 0,65 0,13 0,12 10 10 10 0,13 0,13 0,13 0,13 Т, К 79 74 93 84 88 248,4 295 80 85 197,7 295 ПРИМЕЧАНИЕ. 1. Значения энтальпий для точек 1R, 2R, 3R , 1D, 2D взяты из номограммы Т – i – P – x – y для смеси азот – кислород. 2. Прочие значения энтальпий взяты из [2].   5. Расчёт

основного теплообменника. Ввиду сложности конструкции теплообменного аппарата разобьём его на 4 двухпоточных теплообменника. Истинное значение Vдет вычислим из баланса установки: Vдет = [VMq3 + KMkΔi2K – 3K + VMΔi4B – 3B – VMΔi1B – 2B]/Mhадηад = [1*29*8 + 0,128*32*(352,8 – 349,9) + 1*29*(522,32 – 516,8) – 1*29*(563,82 – 553,75)]/29*(394,5 – 367,5)*0,7 = 0,2 Vдет = 0,2V = 0,2* = 342,2 м3/ч Составляем балансы каждого из четырёх теплообменников: I VA (i4B – i1) + Vq3 = A(i3A – i3) II VK (i4B – i2) + Vq3 = K(i4K – i4) III (VA

– Vда)(i1 – i5B) + Vq3 = A(i3 – i2A) IV (VК – Vдк)(i2 – i5B) + Vq3 = К(i4 – i2К) Здесь VA + VК = V , Vда + Vдк = Vд Параметры в точках i1 и i2 будут теми же, что в точке 6В Температуру в точке 5В задаём: Т5В = 138 К Р5В = 4,5 МПа i5В = 319,22 кДж/кг = 9257,38 кДж/кмоль Принимаем VA = А = 0,813, VК = К = 0,187, Vдк = Vда = 0,1, q3 = 1 кДж/кг для всех аппаратов. Тогда из уравнения I VA (i4B – i6В) + Vq3 = A(i3A – i3) 0,813(522,32 – 419,1) + 1 = 0,813(454,6 – i3) i3 = (394,6 – 112,5)/0,813 = 324,7 кДж/кг Т3 = 140 К Проверяем полученное значение i3 с помощью

уравнения III: (0,872 – 0,1)(394,5 – 319,22) + 1 = 0,872(i3 – 333,5) 59,1 = 0,872i3 – 290,8 i3 = (290,8 + 59,1)/0,872 = 401,3 кДж/кг Уменьшим VА до 0,54: 0,54(522,32 – 419,1) + 1 = 0,872(454,6 – i3) i3 = (394,6 – 70,023)/0,872 = 372,2 кДж/кг Проверяем полученное значение i3 с помощью уравнения III: (0,54 – 0,1)(394,5 – 319,22) + 1 = 0,872(i3 – 333,5) i3 = (290,8 + 34,123)/0,872 = 372,6 кДж/кг Т3 = 123 К Тогда из уравнения II: VK (i4B – i6В) + Vq3 = K(i4K – i4) 0,56(522,32 – 419,1) + 1 = 0,128(467,9 – i4) 72,6 = 59,9 – 0,128 i4 i4 = (72,6 – 59,9)/0,128 = 332 кДж/кг Т4 = 140 К Рассчитываем среднеинтегральную

разность температур для каждого из четырёх теплообменников. а) Материальный баланс теплообменника I: VA (i4B – i1) + Vq3 = A(i3A – i3) Из баланса расчитываем истинное значение теплопритоков из окружающей среды: 0,54*1,15(280 – 173) + 1*q3 = 0,872*1,99(197,7 – 123) q3 = 121,9 - 66,4 = 55,5 кДж/кг Рассчитываем коэффициенты В и D: VA (i4B – i6В) + Vq3 = A(i3A – i3) VA ΔiB + Vq3 = A ΔiA ΔiB = A ΔiA/ VA - V q3/VA | ΔiA/ ΔiA ΔiB = A ΔiA/ VA - Vq3* ΔiA/ ΔiA В = A/VA = 0,872/0,54 = 1,645 D = V q3/VA ΔiA = 1*55,5/0,54*(197,7 – 123) = 0,376

ΔiB = В ΔiA - D ΔiA = С ΔiA = (1,635 – 0,376) ΔiA = 1,259 ΔiA Составляем таблицу: № ТВ , К iв, кДж/кг ΔiВ ТА, К iА, кДж/кг ΔiА 0 – 0 280 522,32 0 197,7 454,6 0 1 – 1 272 512,0 10,324 190,23 - 8,2 2 – 2 261 501,7 20,648 182,76 - 16,4 3 – 3 254 491,3 30,971 175,29 - 24,6 4 – 4 245 481,0 41,295 167,82 - 32,8 5 – 5 235 470,7 51,619 160,35 - 41 6 – 6 225 460,4 61,943 152,88 - 49,2 7 – 7 218 450,1 72,267 145,41 - 57,4 8 – 8 210 439,73 82,59 137,94 - 65,6 9 – 9 199 429,4 92,914 130,47 - 73,8 10 – 10 188 419,12 103,2 123 372,6 82 Строим температурные кривые: ΔТсринт = n/Σ(1/ΔТср) № ΔТср 1/ΔТср 1 82 0,012 2 82 0,012 3