Предыдущая страница реферата | 5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15 | Следующая страница реферата

[pic]. (2.14)

Для вычисления Fц воспользуемся формулой:

[pic].

(2.15)

Проведя вычисления по формулам (2.14) и (2.15), найдем начальное условие для площади теплообмена F0 = 1.381 м2.

Чтобы вычислить площадь теплообмена как функцию времени, воспользуемся следующими соображениями. За некоторое малое время ?t при подаче реагентов в реактор уровень в нем повысится на некоторую малую величину ?h. При этом площадь теплообмена и объем тоже получат приращения:

[pic]; [pic].
Выразив из второго выражения ?h и подставив его в первое, получим:

[pic].
Устремляя ?t к нулю и интегрируя, получим:

[pic].

(2.16)
Величина dV1 легко выражается из (2.9).

Для нахождения коэффициента теплопередачи воспользуемся формулой:

[pic], (2.17) в которой приняты следующие обозначения:
?1 – коэффициент теплоотдачи от воды в рубашке к стенке рубашки;
?руб – толщина стенки рубашки;
?руб – коэффициент теплопроводности стенки рубашки;
?реак – толщина стенки реактора;
?реак – коэффициент теплопроводности стенки реактора;
?2 – коэффициент теплоотдачи от стенки реактора к реакционной смеси.

Для вычисления ?1 воспользуемся критерием Нуссельта, характеризующим конвективный теплообмен между жидкостью и поверхностью твердого тела:

[pic],

(2.18) где ? – коэффициент теплопроводности теплоносителя; d – определяющий размер.

Здесь в качестве определяющего размера необходимо принять эквивалентный диаметр трубы, обладающей таким же сечением, что и пространство внутри рубашки. Внутренний диаметр реактора 0.8 м, наружный –
0.9 м, толщина стенок рубашки и реактора – 0.006 м. Вычислив площадь кольца, найдем диаметр эквивалентной трубы: d=0.36 м. Коэффициент теплопроводности воды ? = 65.9 Вт/(м2·K). Для нахождения критерия Nu определим характер течения жидкости в рубашке. Это можно сделать, рассчитав критерий Рейнольдса по формуле:

[pic] ,

(2.19) где ? – линейная скорость движения жидкости в трубе; d – определяющий размер;

? – кинематическая вязкость среды.
Приняв расход воды 1.5?10-4 м3/с, диаметр подводящей трубы 20 мм, рассчитаем линейную скорость воды в рубашке при максимальном напоре: ? =
0.5 м/с. Кинематическую вязкость при температуре 80 °С примем равной
0.478?10-6 м2/с. Из (2.19) получаем Re = 14000. Следовательно, режим течения – турбулентный. Поэтому критерий Нуссельта вычисляется по формуле
[3, с.160]:

[pic] . (2.20)

Проведя вычисления по этой формуле, получаем Nuжd = 89.7. Подставив полученное значение в (2.18), получаем ?1 = 16417 Вт/(м2·K).

Количественно определить характер движения жидкости в реакторе сложнее, т.к. присутствует мешалка. Можно предположить, что характер движения – турбулентный, обусловленный интенсивным перемешиванием. Среда в реакторе представляет собой сильно разбавленный водный раствор желатины и солей щелочных металлов, поэтому приближенно принимаем условия теплоотдачи от стенки реактора аналогичными условиям теплоотдачи в рубашке и считаем, что ?2 = ?1 = 16000 Вт/(м2·K).

Второе и третье слагаемые в знаменателе (2.17) равны, т.к. толщина стенок реактора равна толщине стенок рубашки – 6 мм. Стенки рубашки и реактора сделаны из стали 12Х18Н10Т, ее коэффициент теплопроводности ? =
16.88 Вт/(м·K).

Подставив все полученные величины в (2.17), получим, что KТ
= 1200 Вт/(м2·K).

После всех этих выкладок необходимо получить разгонные кривые объекта по каналам возмущения и управления. В качестве возмущения определим температуру поступающих в реактор исходных веществ, а в качестве управляющего воздействия – расход воды на входе в рубашку.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: шпаргалки по математике, защита реферата.





Предыдущая страница реферата | 5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15 | Следующая страница реферата