Дизайн теплообмінника - пошук необхідних змінних

Я працюю над проектом проектування теплообмінника з оболонкою та трубкою. Суміш 68,4% C, ₃ H ₆ і 31,4% C ₃ H ₈ охолоджується від 135 ∘ F і 321 psia до 100 ∘ F і 285 psig. Об'ємний витрата потоку вуглеводнів становить 200 ГПМ. Вода охолодження зовні знаходиться спочатку при 85 F і 60 фунт / кв.дюйм, а тиск на виході - 50 фунт / кв. Дюйм.$^\circ$$^\circ$

Я не впевнений, чи правильний мій процес, але я знайшов середнє тиск на вході та на виході та температуру в потоці вуглеводнів, а потім використав ці значення в рівнянні ідеального газу, щоб знайти щільність кожного вуглеводню. Потім я взяв середня величина двох густин і помножена на об'ємну швидкість потоку, щоб знайти масову витрату потоку вуглеводнів. Тоді я збирався використовувати рівняння щоб знайти тепловіддачу потоку вуглеводнів і потім збалансувати його з водним потоком. Я не зовсім впевнений, як знайти конкретні нагрівання вуглеводнів. Я перевірив підручник Перрі, але не зміг знайти нічого середньої температури. Я просто шукаю будь-яку пораду щодо того, чи це буде правильна процедура, і якщо так, то де я можу знайти конкретні нагрівання вуглеводнів.

$$Q =m^o C_{p1} (T_2-T_1)(0.684) + m^oC_{p2}(T_2-T_1)(0.314)$$

Я знайшов середнє значення вхідного і вихідного тиску і температури в потоці вуглеводнів, а потім використав ці значення в рівнянні ідеального газу, щоб знайти щільність кожного вуглеводню

Чому ви знайдете щільність кожного вуглеводню? тепер у вас є витрата суміші, і вам потрібно знайти теплові властивості цієї суміші для своїх розрахунків теплопередачі (при середніх температурах).

$$\frac{1}{\rho _{mix}} = \sum \frac{x_i}{\rho _i}$$ $x$

(Примітка: оскільки масові коефіцієнти потоку близькі до 70% та 30%, середнє арифметичне значення густин не буде досить точним.)

$$Cp_{mix} = \sum x_i Cp_i$$

$$Q = m^o_{mix} Cp_{mix} (T_2 - T_1)$$

Між 135 F і 100 FI не думаю, що теплоємність або щільність сильно відрізнятимуться, тому використання середніх властивостей повинно бути добре. Якщо ви хочете бути більш консервативними, ви можете використовувати більш високий Cp між входом і виходом, оскільки це призведе до найвищої потреби в потоці води для охолодження. Якщо ви хочете бути точнішими з будь-якої причини, ви можете інтегрувати функцію Cp (T) від T1 до T2. Рівняння має бути досить легко інтегруватися безпосередньо.

Зверніть увагу, що маса у вхідній масі повинна дорівнювати масі, тобто об'ємний потік * на вході і на виході повинен бути рівним. Оскільки у вас є лише одне число для об'ємної витрати, я б використовував більш високу щільність двох (впускний / вихідний) для обчислення масового потоку.

Періодичне нагрівання вуглеводнів як функції температури повинно бути в Перрі десь ззаду. Інакше мені подобається використовувати веб-книгу хімії NIST.