Калькулятор дефлегматора

Игорь · 20-01-2018, 17:12:35

Недавно делал расчет дефлегматора по методике и формулам из справочника Цыганкова. Очень не понравилось делать последовательные приближения вручную.
"Оцифровал" этот процесс, теперь мне останется только давать задания и получать результаты.
Хочу еще пришпилить гидравлический расчет, только придумаю как это лучше сделать.
http://www.labspirt.com/Igor/calculators/def/calc_def.php

Игорь · 21-01-2018, 13:00:54

Калькулятор позволяет посчитать параметры дефлегматора при разных конструкциях. Пользоваться им достаточно просто.

[attach=1]	На экране три зоны, две из них - исходные данные, третья - результаты расчета. Исходные данные условно разделены на зависимые и независимые. В первом столбце вводим условно независимые данные
[attach=2]	Сначала выбираем материал трубок охлаждения - медь или нержавейка
[attach=3]	Затем определяемся с конструкцией - как взаимно расположены потоки воды и пара. В димроте эти потоки перпендикулярны. Параллельный поток - только в вертикальных кожухотрубниках, но расчет не умеетсчитать вариант, когда по трубкам идет пар.
[attach=4]	Если выбран "параллельный" вариант, в расчете участвует еще один параметр - длина (высота) одной трубки охлаждения.
[attach=5]	Если используется кожухотрубник или димрот с разделенными потоками, в этой строке нужно указать количество параллельных потоков воды.
[attach=6]	Здесь указываем размеры труб - ВНУТРЕННИЙ диаметр и толщину стенки .

Продолжаю...[/size][/font]

Power ON · 21-01-2018, 13:14:19

А можно добавить в результаты расчета - Площадь теплообменной поверхности, см2?

Укрупненно, для себя, при беглых расчетах, в паро-водяном теплообменнике беру 1кВт~250см2.

Игорь · 21-01-2018, 13:28:37

Цитата: Power ON від 21-01-2018, 13:14:19А можно добавить в результаты расчета - Площадь...

Можно.
Пока добавлю вместо гидравлического сопротивления. Только какую добавлять - наружную или внутреннюю площадь трубы?

Назову "площадь конденсации" и вставлю наружную.

Power ON · 21-01-2018, 13:37:16

Цитата: Игорь від 21-01-2018, 13:28:37Назову "площадь конденсации" и вставлю наружную.

Вставляйте меньшую площадь (внутреннюю). Она ограничивает тепловой поток.

Игорь · 21-01-2018, 13:57:15

Почему ограничивает? Оно его определяет.

Power ON · 21-01-2018, 13:59:23

Я считаю через полный Коэф. теплопередачи для системы Пар-Металл-Вода = 900 (Ватт/м2*К°).

При простых условиях такой полный коэффициент более 1200 не может быть...

В Ваших расчетах применяется коэффициент теплоотдачи, он может варьироваться в довольно широких пределах. Стоячая вода/металл - 300. Пар/металл - 10000. Это в идеальных случаях..
Но есть еще куча пристеночных эффектов.. В пределе, стенка, со стороны пара, покрыта пленкой из "стоячей воды", и вода, с какой бы скоростью не двигалась, в пределе, возле металлической стенки, тоже какбы стоячая..

добавлено: 21-01-2018, 14:37:27

При расчете теплообменника Пар-Металл-Вода есть один простой вопрос, какая требуется плащадь теплообмена, для утилизации известной подводимой мощности.

S = Ватт/(∆T * 900) = м2 /10000 = см2

Для ректификации:
∆Т = ( (80°С - Т.вод.ВЫХ) + (80°С - Т.вод.ВХ) )/2

Допустим для 1кВт и автономного охлаждения вода вх.25°С...вых.35°С

∆T=((80-25)+(80-35))/2 = 50°C.
S= 1000Вт/(50°C*900) = 0,0222м2 *10000 =222см2.

Накидываем 10% запаса, получаем ~250см2 для 1000Вт..

Игорь · 21-01-2018, 16:10:41

Цитата: Power ON від 21-01-2018, 13:59:23∆Т = ( (80°С - Т.вод.ВЫХ) + (80°С - Т.вод.ВХ) )/2

Нет.Для получения средней разности температур берут не среднее арифметическое минимальной и максимальной разности температур. Их разницу делят на 2,3 десятичного логарифма от деления максимальной разности на минимальную.
Цыганков 1984, стр 248

Цитата
При расчете теплообменника Пар-Металл-Вода есть один простой вопрос, какая требуется площадь теплообмена, для утилизации известной подводимой мощности

Калькулятор дает ответ на этот вопрос, уточнив некоторые важные вопросы.
Крепость конденсируемого спирта, скорость потока воды взаимное направление взаимодействующих потоков и соотношение теплоотдач на границах ПАР-МЕТАЛЛ и МЕТАЛЛ-ЖИДКОСТЬ.
Теплопроводность стенки с учетом пристеночных слоев очень сильно зависит от этих условий. Например, в диапазоне разумных (не фантастических) скоростей потока воды она изменяется раз в пять.

Игорь · 21-01-2018, 16:52:49

Что то я накосячил с дополнительными данными. Средний перепад стал считаться некорректно.
Исправлю завтра.

Power ON · 21-01-2018, 17:52:00

Цитата∆T=((80-25)+(80-35))/2 = 50°C.

Я знаю шо расчет чуточку сложнее, но мне так проще считать в уме..

Цитата: Игорь від 21-01-2018, 16:10:41Для получения средней разности температур берут не среднее арифметическое минимальной и максимальной разности температур. Их разницу делят на 2,3 десятичного логарифма от деления максимальной разности на минимальную.

если я правильно понял, то:
Т.вх = 80 - 25 = 55°С
Т.вых = 80 - 35 = 45°С
∆Т = (55-45)/(2,3*Lg(55/45)) = 48,88889°C

Согласен с Вами, в калькулятор надо вставлять расчеты максимально приближенные к математической модели теплообменника. Компутеру все равно шо считать, пусть сразу считает правильно на всем диапазоне температур!

Игорь · 21-01-2018, 21:58:56

Меня смущает только одно.
В справочнике 1984 года Цыганков дал методику расчета дефлегматоров, а в издании 2001 года ее нет. В чем причина? За 17 лет методика показала свою несостоятельность? Или просто оказалась слишком сложной для вычислений вручную?
Как бы там ни было, я всегда считал, что лучше иметь возможность просчитать конструкцию, пусть не совсем корректно, чем тыкать пальцем в небо и принимать решение наобум.

Power ON · 21-01-2018, 22:15:21

Методика у Ц.1984г. на мой взгляд, слишком избыточна и перемудрённая, общественность запутается...
Берите ∆Т° как средне-арифметическое, а Коэффициент Теплопередачи Пар-Металл-Вода = 580 Вт/м²*К°, и Жидкость-Металл-Вода = 230 Вт/м²*К°, та и буде Вам щасте!

Игорь · 21-01-2018, 22:39:52

Цитата: Power ON від 21-01-2018, 17:52:00если я правильно понял, то: Т.вх = 80 - 25 = 55°С Т.вых = 80 - 35 = 45°С ∆Т = (55-45)/(2,3*Lg(55/45)) = 48,88889°C

Температура воды 25-35 при температуре пара 80 - не совсем наш вариант. И в нем действительно, разность температур, вычисленная по логарифмической зависимости (48,9) не на много отличается от значения 50, вычисленного среднеарифметически.

если взять случай более реально отражающий реальность, разница в расчетах будет другой.
Пар 78.31, вода 10-60. Тогда среднеарифметическая разница температур составит 43,2, а вычисленная по формуле с логарифмом - 38. Разница более чем на 5 градусов - это ошибка при определении площади более чем на 10%.

Игорь · 21-01-2018, 22:48:29

Цитата: Power ON від 21-01-2018, 22:15:21Коэффициент Теплопередачи Пар-Металл-Вода = 580 Вт/м2*К°, и Жидкость-Металл-Вода = 230 Вт/м2*К°, та и буде Вам щасте!

Проверим?

Как, используя такой способ посчитать длину димрота-шестерки для дефлегматора колонны-шестидесятки на 3 кВт?
Допустим, температура пара 78, воды 20-60...

Что изменится если дефлегматор будет не димротом из одного куска трубы, а вертикальный кожухотрубник из 10-ти таких-же трубок?

Power ON · 21-01-2018, 22:57:12

∆Т° = ((78-20)+(78-60))/2 = 38°
S= 3000/(38°*580) = 1360см²

Труба 6х1мм. Берем средний радиус - 5мм.
площадь 1м.п. = 0,5см*3,14*100см = ~160см².
длина = 1360/160 = ~8.5 метра.