Расчет толщины изоляции стенок реактора
Где — разность температур между наружной изоляцией и окружающим воздухом, 0С. Энтальпия газопродуктовой смеси на выходе из теплообменника, кДж/кг; Определяем коэффициент теплопередачи в окружающую среду по формуле. Где — количество газопродуктовой смеси на выходе из реактора, кг/с; Горячий продукт — газопродуктовая смесь: — количество, кг/с — 40,42; Энтальпия газосырьевой смеси на выходе… Читать ещё >
Расчет толщины изоляции стенок реактора (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Данные для расчета:
- — температура внутри реактора, 0С 370
- — температура наружной поверхности изоляции, 0С 60
- — температура окружающего воздуха, 0С 19,4
- — изоляционный материал — шлаковата,
- — потери в окружающую среду, .
Определяем коэффициент теплопередачи в окружающую среду по формуле.
(23).
где — разность температур между наружной изоляцией и окружающим воздухом, 0С.
.
0С.
.
Находим поверхность изоляции (), м2, по формуле.
.
(24).
где — потери тепла в окружающую среду, Вт;
- — коэффициент теплоотдачи в окружающую среду;
- — температура наружной поверхности изоляции, 0С;
- — температура окружающего воздуха, 0С.
м2
Толщину тепловой изоляции аппарата находим из условия равенства тепловых потоков через слой изоляции и от поверхности изоляции в окружающую среду.
Решением системы из двух уравнений определяем толщину слоя изоляции реактора.
(25).
(26).
гдетолщина слоя изоляции реактора, .
(27).
Принимаем толщину изоляции. Изоляция стенок реактора выполнена из шлаковаты, что соответствует требованиям Т/Б и СН III-4 — 2003.
Теплотехнический расчёт. Расчёт и подбор теплообменника на реакторном блоке
Исходные данные:
- а) горячий продукт — газопродуктовая смесь:
- — количество,, кг/с — 40,42;
- — температура на входе в теплообменник, К — 645;
- — температура на выходе из теплообменника, Копределяем.
- б) нагреваемый поток — газосырьевая смесь:
- — количество,, кг/с — 40,42;
- — температура входа в теплообменник, К — 343;
- — температура выхода из теплообменника, К — 583.
Тепловой баланс теплообменника.
Составляем тепловой баланс теплообменника.
/3, стр. 97/(28).
где — количество газопродуктовой смеси на выходе из реактора, кг/с;
— количество газосырьевой смеси на входе в теплообменник, кг/с;
— энтальпия газопродуктовой смеси на выходе из реактора, кДж/кг;
- — энтальпия газопродуктовой смеси на выходе из теплообменника, кДж/кг;
- — энтальпия газосырьевой смеси на входе в теплообменник, кДж/кг;
- — энтальпия газосырьевой смеси на выходе из теплообменника, кДж/кг;
- — коэффициент использования тепла, принимаем равным 0,95.
Расчеты по определению энтальпий газосырьевой и газопродуктовой смеси сводим в таблицу 10.1 и 10.2.
Таблица 10.1 — Энтальпия газосырьевой смеси
Компоненты. | Массовая для, хi | Энтальпия, кДж/кг. | |||
343 К. | 583 К. | ||||
qт | q*хi | qт | q*хi | ||
Н2 | 0,025. | 1005,43. | 25,136. | 4482,64. | 112,07. |
СН4 | 0,011. | 160,73. | 1,768. | 808,05. | 8,89. |
С2Н6 | 0,016. | 130,28. | 2,085. | 687,46. | 11,00. |
С3Н8 | 0,005. | 127,12. | 0,636. | 660,70. | 3,30. |
С4Н10 | 0,002. | 125,15. | 0,250. | 648,30. | 1,30. |
СnH2n+2 | 0,710. | 138,20. | 98,122. | 701,40. | 498,00. |
CnH2n | 0,074. | 137,68. | 10,188. | 689,20. | 51,00. |
R-SH. | 0,008. | 466,54. | 3,732. | 982,37. | 7,86. |
Итого. | 1,000. | ; | 162,300. | ; | 789,19. |
Таблица 10.2 — Энтальпия газопродуктовой смеси
Компоненты. | Массовая для, хi | Энтальпия, кДж/кг. | |||
343 К. | 613 К. | ||||
qт | q*хi | qт | q*хi | ||
Н2 | 0,0230. | 1005,43. | 23,13. | 4920,20. | 113,17. |
СН4 | 0,0170. | 160,73. | 2,73. | 915,45. | 15,56. |
С2Н6 | 0,0092. | 130,28. | 1,20. | 900,25. | 8,28. |
С3Н8 | 0,0066. | 127,12. | 0,84. | 767,50. | 5,07. |
С4Н10 | 0,0041. | 125,15. | 0,51. | 759,57. | 3,11. |
С5 — С10 | 0,0083. | 136,80. | 1,14. | 1072,80. | 8,90. |
СnH2n+2 | 0,7558. | 138,20. | 104,45. | 1010,60. | 763,81. |
CnH2n | 0,0186. | 137,68. | 2,56. | 1008,90. | 18,77. |
CnH2n-6 | 0,1485. | 136,80. | 20,33. | 1058,48. | 157,29. |
H2S. | 0,0088. | 585,28. | 5,15. | 1046,75. | 9,21. |
Итого. | 1,0000. | ; | 162,04. | ; | 1103,17. |
Энтальпия газопродуктовой смеси на выходе из реактора при температуре 652.5 К составляет 1196,12 кДж/кг (из расчета энергетического баланса реактора).Подставив полученные значения энтальпий в выражение (28), получим.
.
.
кДж/кг.
Из таблицы 10.2 имеем, что энтальпия, при температуре 343 К равна 162,04 кДж/кг и 613 К равна 1103,17 кДж/кг, стоим график зависимости энтальпии от температуры.
Рисунок 10.1 — Зависимость энтальпии от температуры.
Из полученного графика находим, что энтальпии равной 537 кДж/кг соответствует температура 458 К, т. е газопродуктовая смесь выходит из теплообменника с температурой () 458 К.