В дефлегматоре конденсируется метиловый спирт с небольшим количеством этилового спирта. Температура конденсации паров дистиллята tD=65,5оC.

Температуру воды на входе в теплообменник примем 180С, на выходе 380С.

Составляем температурную схему процесса и определяем движущую силу процесса теплопередачи:

65,50С 65,50С

18 0 С 380 С

Определим среднюю температуру воды

Расход теплоты

Где r1 - удельная теплота конденсации смеси при температуре конденсации t1=65,5, r1=1087 кДж/кг.

,

где: , - удельная теплота конденсации компонентов А и В при температуре tD=65,5оC (табл. XLV стр.541 [1]).

.

Расход воды

кг/с,

Где с2=4190 Дж/(кг К) – удельная теплоемкость воды при средней температуре t2=280 С

Объемный расход воды

м3/с,

Где ρ2= 995 кг/м3- плотность воды при t2=280 С,

G2 =17,5 кг/с - расход воды.

Ориентировочно определяем максимальную величину площади поверхности теплообмена. Минимальное значение коэффициента теплопередачи для случая теплообмена от конденсирующегося пара органических жидкостей к воде. Кmin=300 Вт/(м2·К) (таблица 4.8 [1]). При этом

м2.

Для обеспечения турбулентного течения воды при Re>10000 скорость в трубах должна быть больше w1

м/с,

Где μ2 – динамический коэффициент вязкости воды при средней температуре t2=280 С, μ2=0,818*10-3 Па с;

d2- внутренний диаметр труб, d2=0,021 м;

ρ2= 995 кг/м3- плотность воды при t2=280 С.

Число труб 25х2 мм, обеспечивающих объемный расход воды при Re=10000

.

Условию n<30 и F<130 м2 удовлетворяет теплообменник шестиходовой диаметром 800 мм с числом труб на один ход трубного пространства n=384/6=64.

Уточняем значение критерия Рейнольдса Re

.

Критерий Прандтля для воды при средней температуре t1=28 ºС равен

,

где λ1=0,605– коэффициент теплопроводности воды при t1=28 ºС (рисунок Х [1]);

с1=4190 Дж/(кг·К) – средняя удельная теплоемкость воды при t1=28 ºС (рисунок XI [1]); μ1=0,818·10-3 Па·с – динамический коэффициент вязкости воды при t1=28 ºС (таблица VI [1]).

Рассчитаем критерий Нуссельта для воды

,

где ε1=1.

Отношение (Pr1/Prст1)0,25 примем равным 1,1 (с последующей проверкой).

Таким образом, коэффициент теплоотдачи для воды равен

Вт/(м2·К).

Коэффициент теплоотдачи при конденсации пара смеси метанола и этанола на пучке горизонтальных труб