Расчет параметров установки

Баланс установки.

.

где плотность воздуха при нормальных условиях[*],.

плотность азота при нормальных условиях,.

плотность кислорода при нормальных условиях, адиабатный перепад в детандере, адиабатный КПД детандера[9],.

теплоприток из окружающей среды, задается по производительности установки[9],.

теплоприток к блоку комплексной очистки и осушки, задается по производительности установки[9],.

разность температур на теплом конце теплообменника — ожижителя,.

теплоемкость азота при и .

кДж/кг, кДж/кг, кДж/кг,.

Из выражения определяется энтальпия точки [1],.

где 492,99 кДж/кг,.

где.

кДж/кг;

* - здесь и далее все теплофизические свойства веществ находятся по данным, приведенным в [7].

кДж/(кг· К);

кДж/(кг· К);

кДж/кг;

кДж/(кг· К).

кДж/кг.

кДж/кг кДж/кг.

энтальпия газообразного кислорода при и.

кДж/кг,.

кДж/кг,.

энтальпия жидкого кислорода при и.

температура жидкого кислорода заданной концентрации при выходе из испарителя.

93,5 К,.

кДж/кг,.

кДж/кг, Из основного баланса установки выражается — доля воздуха, идущего на расширение в турбодетандер:

= 0,564 кг/кг.

Баланс переохладителя азотной флегмы.

.

где — теплоемкость азотной флегмы при и.

изменение температуры азотной флегмы при прохождении ее через переохладитель,.

плотность азотной флегмы при нормальных условиях,.

кДж/кг,.

кДж/кг — К.

Баланс переохладителя кубовой жидкости.

.

где — теплоемкость кубовой жидкости при и.

— теплоемкость кислорода при нормальных условиях, изменение температуры кубовой жидкости при прохождении ее через переохладитель,.

плотность кубовой жидкости при нормальных условиях,.

кДж/кг,.

кДж/кг — К.

Баланс переохладителя жидкого кислорода.

.

изменение температуры жидкого кислорода при прохождении ее через переохладитель, Из баланса переохладителя жидкого кислорода находим :

где.

;

;

— степень сухости кубовой жидкости.

кДж/кг.

Баланс теплообменника-ожижителя.

.

где кДж/кг, Из баланса теплообменника-ожижителя находим :

кДж/кг — К.

Баланс основного теплообменного аппарата.

.

Из баланса основного теплообменного аппарата находим :

кДж/кг — К.

Баланс смешения.

кДж/кг.

Проверка степени сухости.

где.

;

.

Полученная степень сухости отличается от принятой в процессе расчета ректификации на 0,6%.

Нахождение недостающих параметров узловых точек.

Найдем параметры точки 2D из уравнения степени сухости, задаваемой в термодинамическом расчете верхней колонны:

где.

;

;

— степень сухости азотной флегмы.

— К.

кДж/кг.

Проверка основного теплообменника на работоспособность.

Для проверки строятся температурные кривые.

.

.

.

.

Таблица 2.

.

— среднеинтегральная разность температур, К — минимальная разность температур между потоками.

Рис. 2. Кривые изменения температур воздуха и азота верхней части основного теплообменника в системе координат q — T

Из полученных зависимостей видно, что теплообменный аппарат функционирует исправно, следовательно, долю воздуха, идущего на расширение в турбодетандер можно оставить равной .

Таблица 3. Параметры узловых точек.