Основы расчета нефтезаводских процессов и аппаратов - Эмирджанов Р.Т.
Скачать (прямая ссылка):
Максимальный расход растворителя (Ел)Макс будет отвечать такому случаю, когда точка N, перемещаясь по линии MC дойдет до верхней ветви кривой равновесия (точка TV2), так как при дальнейшем увеличении расхода растворителя точка N
і
206
выйдет из области двухфазной системы и процесс экстракции не может быть осуществлен.
Максимальный объем расходуемого растворителя будет
смаке = M fa)"3kc , М\ (viii, 39)
I- (^)макс
Понятно, что максимальному расходу растворителя отвечает некоторое минимальное число ступеней экстракции.
4
Л ¦ 4
глава ix
ПРОЦЕССЫ ТЕПЛООБМЕНА
I. ВИДЫ ТЕПЛООБМЕНА
Процессы теплообмена широко используются в нефтепереработке. Перегонка и фракционирование нефти и нефтепродуктов, деструктивная переработка их и другие процессы немыслимы без осуществления нагревания или охлаждения, связанных с передачей тепла. Изучение явлений теплообмена способствует лучшему использованию тепла, научно-обоснованному проектированию многочисленной теплообменной аппаратуры—теплообменников, конденсаторов, холодильников, подогревателей, кипятильников, трубчатых печей и ті- д.
Значительный вклад в развитие учения о теплообмене, т. е. в учение о процессах распространения тепла, внесли отечественные ученые. Учение о теплообмене является частью общего учения о теплоте, основоположником которого является М. В. Ломоносов. На базе работ М. В. Ломоносова И. И. Ползунов создал первый в мире промышленный паровой двигатель. Большое значение имели труды А. А. Радцига по изучению работы паровой машины в зависимости от условий теплопередачи через стенки цилиндра, труды В. Г. Шухова и других русских теплотехников по изучению процессов теплопередачи в паровых котлах.
Значительный вклад в развитие учения о теплообмене внесен работами советских ученых М. В. Кирпичевым и его учени-, ками, которые разработали теорию моделирования тепловых устройств, сыгравшую важную роль в деле исследования и обобщения явлений, происходящих в теплообменных аппаратах.
В общем случае процесс теплообмена является сложным явлением; он может быть расчленен на три вида—теплопроводность, конвекцию и теплоизлучение.
208
ч
2. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПЛОСКОЙ СТЕНКИ И КОЭФФИЦИЕНТ
ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
Количество тепла (Q, ккал), передаваемое через плоскую стенку, пропорционально поверхности стенки (F, мг), времени (х, час), температурному перепаду (At, °С) и обратно пропорционально толщине стенки (8, М), т. е.
Q=X
FxAt
5
(IX, 1)
Коэффициент пропорцональности (X) называется коэффициентом телопроводности материала. Размерность коэффициента теплопроводности зависит от единиц, которыми измеряются F, х, At, 5 и может быть определена из.выражения (IX, 1)
X
О
Af
5
ккал
мг * час
град м
или
ккал
м-час-град
(IX, 2)
Выряжение (XI, 2)
показывает,
проводности материала определяет количество проходит в единицу времени через единицу поверхности при падении температуры в один градус на единицу длины. Коэффициент теплопроводности в основном зависит от
что коэффициент тепло-тепла, которое
о
о
с;
о
CSJ
природы, состояния, структуры, и влажности вещества, н также от температуры.
Коэффициент теплопроводности газов с повышением температуры возрастает. В пределах от 20 мм рт. ст. до 2000 ата величина X от давления практически не зависит. Для смеси газов X определяется опытным путем, так как эта ж'личина не аддитивна [7].
На фиг. 74 приведены опытные значения теплопроводности некоторых газов, при атмосферном давлении, полученные но Всесоюзном теплотехническом и ституте (ВТИ)
11. 13. Варгафтиком.
Па фиг. 75 приведены значения X
800 1000
t°c
Фиг. 74. Зависимость коэффициента теплопроводности (К) некоторых газов
от температуры. 1—водяной пар; 2- кислород; 3—углекислота; 4—воздух; 5—азот.
для дымовых газов в
иижеимости от влажности их и температуры
.172-14
209
'.і
г
J. у
В литературе имеются разноречивые данные о влиянии температуры на коэффициент теплопроводности жидкостей, что
объясняется трудностью экспериментального определения X для жидкостей (и газов).
Так, М. М. Кусаков[1], основываясь на экспериментальных данных В. Жузе (1929 г.), считает, что для жидких нефтепродуктов с увеличением температуры коэффициеьт теплопроводности также увеличивается. Однако М.А.Михеев [7], основываясь на более поздних данных А. С. Предводителева и Н. Б. Варгафтика (1948 г.), указывает, что с повышением температуры для большинства жидкостей (за исключением воды и глицерина) X убывает.
О
200
600
800
/ООО *С
Фиг. 75. Коэффициент теплопроводности (л) дымовых газов по данным Н. Б. Варгафтика. Состав дымового газа: СОа=13Н; 02=5%; N2+H20=82% (по объему;; W— влажность дымового газа
Приводим формулу A.JC. Предводителева и Н. Б. Варгафтика (представленную нами в виде, удобном для расчетов) для определения X неассоциированных жидкостей (бензол, їолуол, ксилол и другие углеводороды):
Xt = 0,000152 YtC
То
M
ккал
м-час-град,
(IX, 3)
где ft и ^0-объемные весаТпри температурах t и O0C, кГ\м?\
о
молекулярный вес;
теплоемкость при O0C, ккал\кГ. град.
