тепломассобмен в химической технологии

(-39,29)/1000 = -1938,13 кДжТемпературы стенки в реакторе были выбраны исходя из условий: температура в реакторе должна быть ниже температуры кипения, значение градиента температур должно быть приемлемым, чтобы происходил полноценный теплоотвод от газожидкостной смеси в стенку реактора. Были выбраны следующие температуры: внутри реактора , а температура стенки .Расчёт значений коэффициента теплоотдачи проведён для лабораторного реактора объёмом 1 м3.Диаметр лабораторного реактора принимаем D=0,8 м,диаметр мешалки dm=0.5 м, частота вращения n=20 Гц, количество лопастей мешалки стандартно и равно 6, высота реактора H=2м [2].Свойства жидкой фазы: вязкость в реакторе , вязкость жидкости при температуре стенки , теплопроводность λ=0.055 Вт∙м-1∙К-1, теплоёмкость Дж∙кг-1∙К-1, плотность кг∙м-3. Расчёт теплового эффекта реакции Q и адиабатической температуры продуктов реакции по закону Кирхгофа для изобарного процесса:a, b – коэффициенты.Рабочая температура в газофазном реактора была найдена экспериментально (таблица 1.2) и составилаДля расчетов оптимальным вариантом является цилиндрической реактор с шестилопастной турбинной мешалкой в циркуляционном контуре. Так при использовании данного типа аппаратовобеспечивается высокая скорость потока жидкости до 3 м/с, т.е. возможность обработки систем с большой разницей плотностей фаз. В РМЦ теплообменными элементами являются стенки сосуда, заключенные в рубашку и циркуляционный контур, а также отсутствует газовая воронка в верхней части реактора, что является одним из важных аспектов стабильной работы реактора [2].Из литературных данных применительно к шестилопастным турбинным мешалкам можно выбрать следующиекритериальныеуравнения для числа Нуссельта,Рейнольдса, Фруда и числа Прандтля при теплоотдаче от стенки сосуда, заключенного в рубашку [1]:Расчёт значений коэффициента теплоотдачи проведён для реактора объёмом 1 м3, диаметр реактора D=0,8 м,диаметр мешалки dm=0,5 м, частота вращения n=20 Гц, количество лопастей мешалки 6, высота реактора H=2м [2]. Были рассчитаны следующие величины:Число Рейнольдса:Число Фруда: Число Прандтля: Таким образом коэффициент теплоотдачи к стенке реактора равен:Для нахождения производительности реактора найдем количество тепла, отводимое из реактора за счет теплопередачи. , где – коэффициент теплоотдачи, – разница температур внутри реактора и на стенке, – внутренняя площадь поверхности. , Тогда, Молярная масса тетрафторметана: Будем считать, что реактор работает 7800 часов в год.Производительность реактора:ЗаключениеБыл выполнен расчет производительности газожидкостного реактора по синтезу тетрафторметана фторированием метана элементным фтором в среде перфтордекалина в стационарном тепловом режиме. В расчетной части данной работы был проведен расчеттеплового эффекта реакции и величины свободной энергии Гиббса.Из литературных данных определена оптимальная температура реакции. Причиной выбора способа получения тетрафторметана фторированием метана элементным фтором в среде перфтордекалина в стационарном тепловом режиме в среде перфтордекалинаявляется то, что процесс – одностадийный и экспериментально показано, что возможно взаимодействие фторуглеродов с элементным фтором в среде перфтордекалина практически без разрыва С – С связи. Для выполнения расчетов оптимальным вариантом является цилиндрический реактор с шестилопастной турбинной мешалкой в циркуляционном контуре. После выполнения расчета производительности, было сделано сравнение с другими существующими реакторами. Полученная производительность выбранного реактора – 406,52 тонны в год является удовтлетворительной.Список используемых источниковКамбур П.С., Пашкевич Д.С., Петров В.Б. [и др.] Газожидкостное фторирование 1,1,1,2-тетрафторэтана и метана элементным фтором в среде перфторированной жидкости. Журнал прикладной химии. 2019. Т.92. Вып. 7. Соколов В. Н., Доманский И. В. Газожидкостные реакторы. Л.: Машиностроение, 1976. 216 с.Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Л.: Химия 1975 г.384 с.Максимов Б.Н., Барабанов В.Г. [и др.] Промышленные фторорганические продукты: Справ. изд., 1990. -464 с.Глушко В.П. Термодинамические свойства индивидуальных веществ в 6 томах. М.:Наука,1978-2004 гг.Мустафаев М.Р., Вязкость некоторых перфторуглеродов в широкой областипараметров состояния, ТВТ, 1996, том 34, выпуск 6, 882–886