Расчет двух ректификационных установок непрерывного действия для разделения смеси этилацетат – толуол (стр. 6 из 10)
Если у одного из теплоносителей нет изменения агрегатного состояния, в данном случае у исходной смеси, то необходимо задаться турбулентным режимом движения теплоносителя, так как при этом режиме движения жидкости наибольший коэффициент теплоотдачи. Принимаем Re=12000. Стандартные диаметры труб: 25
2. Тогда при Re=12000 
(5.86) 
Тогда число труб на один ход составит:
(5.87) 
Выбираем теплообменник [1.табл. 2.3 с. 51].
Поверхность теплообмена S=10 м2.
Длина труб L=2,0 м.
Общее число труб n=62 шт.
Число ходов z=1
Диаметр труб d=25x2 мм.
Диаметр кожуха D=325 мм.
Пересчитываем скорость движения исходной смеси:
(5.88) 
Пересчитаем критерий Рейнольдса:
(5.89) 
Режим движения исходной жидкости, по трубному пространству, переходный, так как 2320<Re<10000.
Рисуем схему теплопередачи через стенку:
Рассчитываем действительное значение коэффициента теплопередачи:
(5.90)где
и 
- коэффициент теплоотдачи соответственно от горячего теплоносителя к стенке и от стенки к холодному теплоносителю, Вт/(м2∙К); 
- термическое сопротивление стенки.Задаёмся tст1=130 0С. Определяем П – коэффициент теплоотдачи для пара, конденсирующегося на пучке вертикальных труб:
(5.91) 
Удельное количество тепла передаваемое от пара к стенке:
Определяем термическое сопротивление стенок с учетом загрязнения:
(5.92)где
и 
- термическое сопротивление стенки соответственно со стороны насыщенного пара и со стороны смеси, [1 таб. 2.2 с. 48]; 
- толщина стенки, мм; 
- коэффициент теплопроводности стенки, Вт/(м∙К). 
Находим температуру стенки со стороны холодного теплоносителя.
(5.93) 
Находим коэффициент теплоотдачи от стенки к исходной смеси - см.
(5.94)где
- критерий Нуссельта, для переходного режима движения жидкости; 
- коэффициент теплопроводности смеси при средней температуре смеси, [2 рис. X с.561], Вт/(м∙К); 
- эквивалентный диаметр, мм.Так как режим движения смеси по трубному пространству переходный, следовательно критерий Нуссельта определим из графика зависимости
от критерия Рейнольдса в переходной области. 
где Pr, Prст – критерий Прандтля соответственно при температуре жидкости и при температуре стенки [2 рис.XIII с.564].
Отсюда находим критерий Нуссельта:
где
и 
- критерий Прандтля соответственно при средней температуре смеси и температуре стенки: 
Тогда критерий Нуссельта:
Подставляя численные значения, получим:
Рассчитываем удельный тепловой поток от стенки к холодному теплоносителю:
Условием стационарного теплообмена является q=const. q1≠q2.
Снова задаёмся tст1 и повторяем расчёт.
tст1=129 0С. Определяем П – коэффициент теплоотдачи для пара, конденсирующегося на пучке вертикальных труб:
Удельное количество тепла, передаваемое от пара к стенке:
Находим коэффициент теплоотдачи от стенки к исходной смеси - см.
где
- критерий Нуссельта, для переходного режима движения жидкости; 
- коэффициент теплопроводности смеси при средней температуре смеси, Вт/(м∙К); - эквивалентный диаметр, мм.Так как режим движения смеси по трубному пространству переходный, следовательно критерий Нуссельта определим из графика зависимости
от критерия Рейнольдса в переходной области.