Физико-химические основы процесса конденсации метилового спирта и воды. Технологическая схема конденсации. Материальный баланс, материальный, технологический и конструктивный расчет. Характеристика коэффициента теплопередачи и поверхности теплообмена.
Аннотация к работе
Тема: Проект теплообменного аппарата для конденсации паров метилового спирта и водыПри сжижении пара на поверхности твердого тела, хорошо смачивающейся конденсатом, образуется сплошная пленка жидкости (пленочная конденсация); на поверхности, не смачивающейся конденсатом или смачивающейся частично, - отдельные капли (капельная конденсация); на поверхности с неоднородными свойствами (напр., на полированной металлической с окисленными загрязненными участками) - зоны, покрытые пленкой конденсата и каплями (смешанная конденсация). Если пар перегрет, конденсация сопровождается конвективной теплоотдачей от пара к конденсату, температура поверхности которого практически равна температуре насыщения при давлении пара. В пучке с постоянным или относительно немного уменьшающимся по высоте живым сечением между трубами скорость нисходящего потока пара постепенно снижается, а конденсат натекает с верх, труб на нижние. При капельной конденсация первичные мелкие капли, образовавшиеся на сухой вертикальной или наклонной поверхности, растут в результате продолжения процесса, слияния близко расположенных и касающихся друг друга капель и подтягивания к ним возникающей между каплями и быстро разрывающейся тонкой пленки конденсата. В зависимости от способа отвода воды, конденсата и неконденсирующихся газов конденсаторы делятся на: а) Сухие (барометрические) - вода и конденсат удаляются совместно самотеком, а газы откачиваются отдельно посредство сухого вакуум-насоса. б) Мокрые - вода, конденсат и газы откачиваются одним и тем же мокро-воздушным вакуум-насосомКонструкция теплообменника должна удовлетворять ряду требований, зависящих от конкретных условий протекания процесса теплообмена (тепловая нагрузка аппарата, температура и давление, при которых осуществляется процесс, агрегатное состояние и физико-химические свойства теплоносителей, их химическая агрессивность, условия теплоотдачи, возможность загрязнения рабочих поверхностей аппарата и др.). Теплообменники с двойными трубами применяются в основном в контактно-каталитических и реакционных процессах, протекающих при высоких температурах, когда необходимо надежно обеспечить свободное удлинение всех труб, не считаясь с удорожанием аппарата и более трудным его монтажом. В трубное пространство целесообразно направлять также теплоносители, содержащие твердые взвеси и загрязнения с тем, чтобы облегчить очистку поверхности теплообмена; теплоносители, находящиеся под избыточным давлением (по соображениям механической црочности аппарата), и, наконец, химически активные вещества, так как в этом случае для изготовления корпуса теплообменника не требуется дорогого коррозионностойкого материала. Принимая направление взаимного движения теплоносителей, учитывают и преимущество противотока при теплообмене без изменения агрегатного состояния, а также целесообразность. совпадения направлений вынужденного и свободного движения теплоносителя (например, при движении нагреваемой среды снизу вверх).