tema schimbator de caldura
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
1/94
Tem de proiectare:
S se proiecteze o instala ie de separare a unui amestec binar:
a) Utilaj prenclzitor
b) Coloan de rectificare
Date de proiectare schimbtor de cldur:
1. ol: nclzirea amestecului p!n la temperatura de fierbere
". Componen i amestec: #enzen$Toluen
%. &'ent de nclzire: abur
(. roduc ia *t+an):,- t+an
-. Copozi ia amestecului: / #02 /T0(
2. Date de operare: Debit:,- t+an t1f0% C
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
2/94
ropriet ile fizico$chimice ale componentului 1 pur u or 3olatil*benzen) ale componentului " 'reu 3olatil*toluen) si ale amestecului #enzen$Toluen 2 molar au fost determinate cu ajutorul
pro'ramului S45U64S 7 89S"determin!ndu$se urmtoarele temperaturi de fierbere la diferitepresiuni.
1. Temperatura de fierbere* C)
1.1Componentul 1 u or 3olatil*#enzen)
resiunebar Temperatura de fierbere C1 ;
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
3/94
110
120
130
140
150
10
170
1 2 3 4
Bubbletemperature(C)
Conditions-Pressure (bar)
Toluene
Bubble temperature (C)
1.3&mestec #enzen$Toluen 25
resiunebar Temperatura de fierbere C1 ,
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
4/94
S$a creat obiectul de le'tur ntre =/cel si 89S9S>&5=ST=C>. S$au determinat urmtoareletemperaturi de fierbere densit i clduri specifice 3iscozit i dinamice conducti3it i termice a amestecului #enzen$Toluen 25 la diferite presiuni.
Densitatea(kg/m3)
a)Densitate lichid$amestec #enzen$Toluen 25
Condi iiCompozi ie amestec
*5olar)Densitat
eresiun
e Temperatur #=?@=? T76U=? 6ichid
1 % 2 ( ,2(1%,
1 %"(2"; 2 ( ,21;(-
1 %(
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
5/94
" 2,2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
6/94
( 2,- 2 ( ,"2;;
( ;",2% 2 ( ,"11("
( ;;-2"- 2 ( ,1212"
( ,"%1,; 2 ( ,111%;
( ,;;- 2 ( ,22-
(
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
7/94
1 111,"< 2 ( "2,(1
1 11-21; 2 ( "2--
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
8/94
% 1(;(;< 2 ( ;2-";,
% 1(
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
9/94
80 100 120 140 160 180 2000
2
4
6
810
12
Densitate vapori-amestec Benzen-Toluen
p=1bar
p=2bar
p=3bar
p=4bar
Temperatura,C
Densitate,kg/m3
Cldura specific(J/kgK)
a)Cldura specific lichid$amestec #enzen$Toluen 25
S$au determinat urmtoarele 3alori ale cldurii specifice la diferite presiuni.
Condi iiCompozi iaamestecului *5olar)
Clduraspecific
resiune Temperatur
#=?@=?
T76U=? 6ichid
1 % 2 ( 1;,(,
1 %"(2"; 2 ( 1;,-1"
1 %(
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
10/94
1 ;1,222 2 ( 1,;,-1
1 ;(%"
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
11/94
% ,
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
12/94
0 50 100 1501600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
Cldura specifc lichid-amestec Benzen-Toluen
p=1bar
p=2bar
p=3bar
p=4bar
Temperatura,C
Cldura specifc,/kg!"
b)Cldura specific 3apori$amestec #enzen$Toluen 25
S$au determinat urmtoarele 3alori ale cldurii specifice la diferite presiuni.
Condi ii
Compozi ia amestecului
*5olar)
Clduraspecific
resiune Temperatur #=?@=? T76U=? Aapori
1 ,
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
13/94
1 12(,-1 2 ( 12%
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
14/94
% 1;;
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
15/94
isc!"itate dinamic(#as)
a)Aiscozitate dinamic lichid$amestec #enzen$Toluen 25
S$au determinat urmtoarele 3alori ale 3iscozit ii dinamice la diferite presiuni.
Condi iiCompozi ia amestecului*5olar)
Aiscozitatedinamic
resiune Temperatur #=?@=? T76U=? 6ichid
1 % 2 ( -(;=$(
1 %"(2"; 2 ( -%"=$(
1 %(
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
16/94
" ;
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
17/94
( ,"%1,; 2 ( %1%=$(
( ,;;- 2 ( "
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
18/94
Condi ii
Compozi iaamestecului*5olar)
Aiscozitate dinamic
resiune Temperatur
#=?@=?
T76U=? Aapori
1
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
19/94
" 1;(-%2 2 ( 11=$-
" 1;;"2, 2 ( 111=$-
" 1, 2 ( 111=$-
% 1%;%1; 2 ( 1"=$-
% 1%
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
20/94
50 100 150 2008.00E-06
8.50E-06
9.00E-06
9.50E-06
1.00E-05
1.05E-05
1.10E-05
1.15E-05
$iscozitate dinamic vapori-amestec Benzen-Toluen
p=1bar
p=2bar
p=3bar
p=4bar
Temperatura,C
$iscozitate dinamic,%a!s
C!nducti$itate termic(%/mK)
a)Conducti3itate termic lichid$amestec #enzen$Toluen 25
S$au determinat urmtoarele 3alori ale conducti3it ii termice la diferite presiuni.
Condi iiCompozi iaamestecului *5olar)
Conducti3itate termic
resiune
Temperatur
#=?@=?
T76U=? 6ichid
1 % 2 ( 1%2;2%
1 %"(2"; 2 ( 1%2,2
1 %(
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
21/94
1 22
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
22/94
% ,2< 2 ( 1"",(
% ,(,"2( 2 ( 1"12;,
% ,
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
23/94
0 50 100 1500
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Conductivitate termic lichid-amestec Benzen-Toluen
p=1bar
p=2bar
p=3bar
p=4bar
Temperatura,C
Conductivitate termic,&/m!"
b)Conducti3itate termic 3apori$amestec #enzen$Toluen 25
S$au determinat urmtoarele 3alori ale conducti3it ii termice la diferite presiuni.
Condi iiCompozi iaamestecului *5olar)
Conducti3itate termic
resiun
e Temperatur #=?@=? T76U=? Aapor 1
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
24/94
1 1;2"1% 2 ( "(-=$"
1 1, 2 ( "(
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
25/94
( 1-1"- 2 ( "1
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
26/94
S$a creat obiectul de le'tur B&=?T> s$a ales componentul &T= din #ibliotec si s$adeterminat cu ajutorul pro'ramului S45U64S 7 89S" densitatea cldura specific3iscozitatea dinamic conducti3itatea termic si cldura de 3aporizare la diferite presiuni acomponentului.
Temperatura de fierbere$a'ent de nclzire
reasiune bar Temperatura de fierbere C( 1(%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
27/94
1; 2(,
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
28/94
0 50 1001502002503000
200
400
600
800
1000
1200
Densitate lichid-a'ur
p=4bar
p=17bar
p=35bar
Temperatura, C
Densitate, kg/m3
b)Densitate 3apori$abur
S$au determinat urmtoarele 3alori ale densit ii la diferite presiuni.
Condi ii
Compozi iaamestecului*5olar)
Densitate
resiun
e Temperatur &E Aapori( 1(%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
29/94
1; "((-2 1 ,%%(%1
1; ";;%% 1 ,"2%1,
1; "111 1 ,1
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
30/94
100 150 200 250 3000
5
10
15
20
Densitate vapori-a'ur
p=4bar
p=17bar
p=35bar
Temperatura, C
Densitate, kg/m3
Cldura specific(J/kgK)
a)Cldura specific lichid$abur
S$au determinat urmtoarele 3alori ale cldurii specifice la diferite presiuni.
Condi ii
Compozi ieamestec*5olar)
Cldurspecific
resiune Temperatur &E 6iFuid
( % 1 (%1,%
( %-2,(2 1 ("
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
31/94
( 1(%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
32/94
50 150 250 3504000
4200
4400
4600
4800
5000
5200
5400
Cldura specifc lichid-a'ur
p=4bar
p=17bar
p=35bar
Temperatura, C
Cldura specifc, /kg!"
b)Cldura specific 3apori$abur
S$au determinat urmtoarele 3alori ale cldurii specifice la diferite presiuni.
Condi ii
Compozi ieamestec*5olar)
Clduraspecific
resiune Temperatur &E Aapori
( 1(%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
33/94
1; ";;%% 1 "11%;1
1; "111 1 "11""%
1; "1(",, 1 "11,,
1; "1;-2- 1 "1
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
34/94
1001502002503001700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
Cldura specifc vapori-a'ur
p=4bar
p=17bar
p=35bar
Temperatura, C
Cldura specifc, /kg!"
isc!"itate dinamic(#as)
a)Aiscozitate dinamic lichid$abur
S$au determinat urmtoarele 3alori ale 3iscozit ii dinamice la diferite presiuni.
Condi ii
Compozi iaamestecului*5olar)
Aiscozitatedinamic
resiune Temperatur &E 6ichid
( % 1 ,"=$(
( %-2,(2 1 ;%=$(
( (1%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
35/94
( 1(%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
36/94
0 1002003000.00E+00
2.00E-04
4.00E-04
6.00E-04
8.00E-04
1.00E-03
$iscozitate dinamic lichid-a'ur
p=4bar
p=17bar
p=35bar
Temperatura, C
$iscozitate dinamic, %a!s
b)Aiscozitate dinamic 3apori$abur
S$au determinat urmtoarele 3alori ale 3iscozit ii dinamice la diferite presiuni.
Condi ii
Compozi iaamestecului*5olar)
Aiscozitatedinamic
resiune Temperatur &E Aapori
( 1(%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
37/94
1; ";;%% 1 12
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
38/94
50 150 250 3501.00E-05
1.20E-05
1.40E-05
1.60E-05
1.80E-05
2.00E-05
2.20E-05
$iscozitate dinamic vapori-a'ur
p=4bar
p=17bar
p=35bar
Temperatura, C
$iscozitate dinamic, %a!s
C!nducti$itate termic(%/mK)
a)Conducti3itate termic lichid$abur
S$au determinat urmtoarele 3alori ale 3iscozit ii dinamice la diferite presiuni.
Condi ii
Compozi iaamestecului*5olar)
Conducti3itate termic
resiune Temperatur &E 6ichid
( % 1 21%12(
( %-2,(2 1 2"-,1
( (1%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
39/94
( 1%,; 1 2,-,((
( 1(%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
40/94
0 1002003000.56
0.58
0.6
0.62
0.64
0.66
0.68
0.7
Conductivitate termic lichid-a'ur
p=4bar
p=17bar
p=35bar
Temperatura, C
Conductivitate termic, &/m!"
b)Conducti3itate termic 3apori$abur
S$au determinat urmtoarele 3alori ale 3iscozit ii dinamice la diferite presiuni.
Condi ii
Compozi iaamestecului*5olar)
Conducti3itate termic
resiun
e Temperatur &E Aapori( 1(%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
41/94
1; "((-2 1 %((=$"
1; ";;%% 1 %(;=$"
1; "111 1 %-=$"
1; "1(",, 1 %-(=$"
1; "1;-2- 1 %-;=$"
1; "",(" 1 %2=$"
1; ""(11< 1 %2(=$"
1; "";%
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
42/94
50
250
450
2.50E-02
3.00E-02
3.50E-02
4.00E-02
4.50E-02
Conductivitate termic vapori-a'ur
p=4bar
p=17bar
p=35bar
Temperatura, C
Conductivitate termic, &/m!"
Cldura de $ap!ri"are(J/kg)
S$au determinat urmtoarele 3alori ale cldurii de 3aporizare la diferite presiuni.
Condi ii
Grac ie3apori*5olar)
Cldura de3aporizare
resiune Temperatur &E &mestec
( 1(%2
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
43/94
1; ";;%" 1 1
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
44/94
100 200 3001.50E+06
1.60E+06
1.70E+06
1.80E+06
1.90E+06
2.00E+06
2.10E+06
2.20E+06
Cldura de vaporizare
p=4bar
p=17bar
p=35bar
Temperatura, C
Cldura de vaporizare, /kg
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
45/94
=D45=?S47?&= SC845#&T7 D= CE6DUE
1 Date de proiectare si propriet i fizico$chimice ale amestecului benzen$toluen.
1.1resiune 1bar
Date de proiectare
3ariabila U.5. 3aloare
produc ia t+an ,-
Gm*debit) H'+s "
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
46/94
roprietati fizico chimice ale amestecului la Tfm0;""1Csi presiune "bar
cp K L M
N+H'OI H'+m% aOs +mOI 1,;
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
47/94
TG" C 1((
TGm C ,;;
T&1 C
T&" C
J1& Hmol&+Hmolam 2
J"& Hmol&+Hmolam (
roprietati fizico chimice ale amestecului la Tfm0,;;Csi presiune (bar
cp K L M
N+H'OI H'+m% aOs +mOI 1
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
48/94
2.1resiune 1;bar
Date de proiectare
3ariabila U.5 3aloare
m H'+s
5& H'+Hmol 1,"
5& Hmol+s
&1 bar 1;
&" bar
T&1 C "((2
T&" C
TGm C
T&1 C
T&" C
J1a# Hmol&+Hmolam 1
roprietati fizico chimice ale aburului la t0"(.(2 C si presiune 1;bar
cp K L M r
N+H'OI H'+m% aOs +mOI N+H'
"11-%" ,%%(%%1 12,=$- %(%;2 1
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
49/94
cp K L M r
N+H'OI H'+m% aOs +mOI N+H'"%"-2"
112,-,1
, 1,-=$-%,",
%1;(
-
7/26/2019 Tema Schimbator de Caldura
50/94