Выбрать теплообменник для подогрева исходной смеси воды с уксусной кислотой перед подачей ее в. 2

Выбрать теплообменник для подогрева исходной смеси воды с уксусной кислотой перед подачей ее в ректификационную колонну. Подогрев осуществляется водяным паром, имеющим избыточное давление рати. Расход исходной смеси m кг/час, концентрация уксусной кислоты в ней С. Начальная температура смеси 37 0С, конечная температура tк. Исходные данные для расчета: Вариант С, % масс. р, ати tк, 0С m∙10-3, кг/ч 3 22 2,1 95 15

Уравнение теплового баланса
.
Теплоемкость смеси при средней температуре найдем по уравнению аддитивности, используя массовые доли компонентов
ссм = 0,22су.к. + 0,78св = 0,22∙2203,94 + 0,78∙4185 = 3749,17 Дж/(кг∙К),
где су.к. = 2203,94 Дж/(кг∙К) [1, c. 562] – теплоемкость уксусной кислоты при 66 0С;
cв = 4185 Дж/(кг∙К) [1, c. 537] – теплоемкость воды при 66 0С .
Тепловая нагрузка:
Расход греющего пара:
,
где r = 2165 кДж/кг [1, c. 550] – удельная теплота парообразования водяного пара при р = 2,1 ати = 3,1 ата = 3,1∙101325 = 314107,5 Па (3,2 кгс/см2). Этому давлению соответствует температура tп = 134,9оС [1, c. 550].
Среднелогарифмическая разность температур в теплообменнике
QUOTE ,
где ∆tб QUOTE и ∆tм - соответственно большая и меньшая разности температур между горячим и холодным теплоносителями на концах теплообменника.
Схема распределения температур
tн = 37оС → tк = 95оС
tп = 134,9оС ← tп = 134,9оС
Δtб = 97,9 оС
Δtм = 39,9 оС
По литературным данным [1, с

. 172] принимается ориентировочное значение коэффициента теплопередачи (от конденсирующегося водяного пара к воде) Кор = 800 Вт/(м2∙К).
Оценивается предварительно величина площади поверхности теплопередачи
Физико-химические характеристики смеси уксусной кислоты и воды по уравнению аддитивности рассчитаем при средней температуре 660С:
ρу.к. = 997,1 кг/м3; ρв = 979,7 кг/м3 [1, c. 512]
μу.к. = 0,658∙10-3 Па∙с; μв = 0,435∙10-3 Па∙с [1, с. 517]
λу.к. = 0,163 Вт/(м∙К); λв = 0,664 Вт/(м∙К) [1, c. 561]
Prв = 2,72 [1, c. 537]
Prу.к. =
В формулах аддитивности для расчета плотности и теплопроводности смеси используются значения массовых долей компонентов:
Вт/(м∙К).
В формулах аддитивности для расчета вязкости используются значения мольных долей компонентов