μ – вязкость теплоносителя при определяющей температуре Па*с,

ρ – плотность вещества, кг/м³ ,

λ, μ, ρ – для плёнки конденсата,

N – количество трубок в кожухотрубчатом теплообменнике,

dнар. – наружный диаметр трубок в теплообменнике, м,

Gг – расход горячего теплоносителя, кг/с,

λ см = λ2 ( х2 ) + λ1 ( 1-х2 ) – 0,72 ( λ2 - λ 1) · х2 ( 1 – х2 ) (10)

λ89бензол=0,1283 Вт/м ч град,

λ89толуол=0,1214 Вт/м ч град , [1]

λсм = 0,1283 · 0,78 + 0,1214 (1- 0,78) – 0,72 (0,1283 – 0,1214) · 0,78 (1 – 0,78) = 0,1259215 Вт/ мК

ρ89б = 797,4 кг/м³ ; ρ89т =792 кг/м³ [ 1 ]

1 хб хт

──── = ───── + ───── (11)

ρсм ρб ρ

1 0,78 0,22

──── = ──── + ─────

ρсм 797,4 792

ρсм = 796.812 кг/м³

lgμсм = х1 lgμ1 + x2 lgμ2 (12)

х1 , x2 –мольные доли компонента в смеси кмоль комп. / кмоль см ,

μ89бензола = 0,000294 Па с; μ89толуола = 0,0002998 Па с [ 1 ]

lgμсм = 0.92 · lg0.000294 + 0.08 · lg0.0002998 = 0.275 · 10-3 Па*с

6500

Gг = ──── = 1,8 кг/с

3600

По формуле ( 9 ) найдём коэффициент теплоотдачи:

_

αкондверт = 3,78 · 0,1259 · ³√ (796)² · 316 · 0,020 / 0,2750 ·10-3 · 1,80

αкондверт = 954,54 Вт/м²

Для нахождения коэффициента теплоотдачи холодного теплоносителя воспользуемся формулой:

Nu · λ

αх = ─────── (13)

dэ

где Nu – критерий Нуссельта,

λ – коэффициент теплопроводности теплоносителя при определяющей температуре Вт/ мК ,

dэ - внутренний диаметр трубок в теплообменнике м,

Переходное течение жидкости в прямых трубах и каналах рассчитывается по формуле [1]:

Nu = 0.008 Re0.9 · Pr0.43 (14)

Cp ·μ

Pr = ────── (15)

λ

Cp31вода = 4183,5 Дж/кг град , [1]

μ31вода =0,840·10-3 Па*с, [1]

λ31вода = 0.61813 Вт/ мК, [1]

4183,5·0,840·10-3

Pr = ───────────── = 5.6851

0.61813

Nu = 0.008 (3819.38)0.9 · (5.6851)0.43 = 28.27

По формуле (13) найдём коэффициент теплоотдачи :

28,27 · 0,633

αх = ───────── = 1118,43 Вт/м²К

0,0016

Коэффициент теплопередачи рассчитывается с помощью уравнения аддитивности термических сопротивлений с учётом наличия загрязнений по обе стороне теплопередающей стенки [1]:

1 1 δст 1

─── = ──── + ─── + rзг + rзх + ──── (16)

К αг λст αх

δст = 0,002 м [2]

λст = 17.5 Вт/мК [1]

rзг = 1900 Вт/м²К [2]

rзх = 5800 Вт/м²К [2]

1 1 0,002 1 1 1

─── = ─── + ───── + ─── + ─── + ───── = 0,00275341 Вт/м²град

К 954,54 17,5 5800 1900 1118,43

Красч. = 363 Вт/м²град

По формуле (2) найдём расчётную поверхность:

716310,45

Fрасч. = ──────── = 34 м²

363 · 58

Далее проводим сопоставление выбранного варианта нормализированного теплообменника с расчётным по величине коэффициента запаса В:

Fст. – Fрасч.

В = ──────── · 100 % (17)

Fст

41 - 34

В = ──────· 100 % = 17 %

41

Допускается, как правило, превышение стандартной поверхности нормализованного теплообменника над расчётной не более чем 20 %.