Технол-я схема без рекуперации теплоты

Изображена (рис. 1) ур-е теплового баланса:

dQ_x=dQ¢_в+ dQ¢¢_в+dQ¢_к+dQ¢¢_к+dQ_хг+dQ_п (1)

где dQ_x – кол-во теплоты получаемое при дросселировании Г; dQ¢_в – кол-во теплоты выд-ся при конд-и воды; dQ¢¢_в – кол-во теплоты при охл-и сконденсировавшейся воды; dQ¢¢_к – кол-во теплоты при конд-и тяжелых у/в-в; dQ¢¢_к – кол-во теплоты при охл-и сконд-ся тяжелых у/в-в; dQ_хг – кол-во теплоты необход-го для охлажд-я Г; dQ_п – кол-во теплоты потери тепла в ОС.

dQ_x=Q_г×С_рг×(dT/dP)_i×dP (2)

где dQ_г – расход Г, м³/час; С_рг=С_р(Р,Т) – теплоемкость Г кДж/^оС; (dT/dP)_i=a_i (3) – диф-ный эффект Джоуля-Томсона, ^оС/Па.

При дросселировании от Р₁ до Р₂ уравнение 2 будет иметь вид

Q_x= С_рг×(¶t/¶P)_i×dP=Q_г×a(Р₁–Р₂) (4)

где a – среднее знач-е функции.

C_рг(¶t/¶P)®P₁…P₂, T₁…T₂

Температуру Т₂ можно определить исходя из формулы интегрального дроссель эффекта:

t₁–t₂= ¶t/¶P)_i×dP=m×(P₁–P₂) (5)

где m – средне изменение температуры Г при снижении давления на 0,1 МПа в интервале давления Р₂....Р₁

Удельную теплоту при конд-и воды:

dQ¢_в=Q_г×dW×r_в (6)

где W(P,Т) – сод-е влаги в газе, г/м³; r_в – скрытая теплота конд-и воды, Дж/кг

dW=¶W/¶P×dP+¶W/¶T×dT (7)

после интегрирования уравнения (6):

Q¢_в=Q_г×a₁(Р₁–Р₂)+Q_г×a₂×(Т₁–Т₂) (8)

где a₁ – среднее знач-е функции r_в(Р,Т₁)[dW(Р,Т₁)/dP] в интервале Р₁...Р₂; a₂ – среднее знач-е функции r_в(Р₂,Т)[dW(Р₂,Т)/dP] в интервале Т₁...Т₂

Если взять нек-е среднее знач-е r_в(Р,Т), то из уравнения (6) получим

dQ¢_в=Q_г×r_в(W₁–W₂) (9)

где W₁, W₂ – сод-е влаги в Г на выходе в т/о и на выходе при условиях сеп-ии, г/м³

Кол-во теплоты выд-ся при охл-и сконденсировавшейся воды:

dQ¢¢_в=Q_г×DW×С_рв×dt (10)

где С_рв – теплоемкость воды кДж/^оС.

dQ¢¢_в=Q_г×DW×С_рв×(Т₁-Т₃) (11)

Т₁ – t-ра Г на входе в т/о ^оС

Т₃ – t-ра сеп-ии, ^оС

Кол-во теплоты выдел-ся при конд-и тяжелых у/в:

dQ¢_k=Q_г×dq_к×r_k(P,Т) (12)

где dq_к – сод-е тяжелых у/в в газе, г/м³; r_k(P,Т) – скрытая удельная теплота конд-и тяжелых у/в, кДж/кг

dq_к=¶q_к/¶P×dP+¶q_к/¶Т×dТ (13), то (12)

dQ¢_k=Q_г×в₁×(Р₁–Р₂)+ Q_г×в₂×(Т₁–Т₂) (14)

где в₁ – среднее знач-е функции в₁®[dq_k(Р,Т₁)/dPr_k(Р,Т₁)] интервале P₂....Р₁; в₂®[dq_k(Р₂,Т)/dPr_k(Р₂,Т)] интервале Т₂....Т₁.

Если взять среднее знач-е r_k(Р,Т) и учитывая, что кол-во выдел-ся при конд-и тяжелых у/в равно Dq, то:

dQ¢_k=Q_г×Dq_к×r_k (15)

Знач-е Dq_к опр-ся как разница содержания тяжелых у/в на входе в сеп-р и после сеп-и.

Кол-во теплоты необходимой для охл-я выдел-ся тяжелых у/в:

dQ¢¢_k=Q_г×Dq_к×С_рк×dt (16)

Кол-во тепла необходимого для охл-я Г:

dQ_хг=dQ_г×С_рг×dt (17)

Q_хг=Q_гòС_pг×dt=Q_г× ×(t₁–t₃) (18)

где – среднее знач-е теплоемкости Г в интервале t-р от t₁ до t₃; Q_п=к×F×Dt_ср (19); к – коэф-т теплообмена в ОС; F – поверхность оборудования ч/з который происходит теплообен; Dt_ср – средняя разность температур м/у оборудованием и ОС.