Определить основные размеры пустотелого реактора синтеза карбамида по следующим исходным данным

Объем колонны рассчитываем по формуле:
V=П/Пуд, (1)
где П – производительность реактора по карбамиду, кг/ч; П=30000 кг/ч;
Пуд – удельная производительность реактора по карбамиду, кг/(м3·ч):
Пуд=0,01364·хв·q (2)
Вычисляем степень конверсии диоксида углерода в карбамид (хв).
Учитывая заданные значения Т, L, W по справочной номограмме определяем, что х1=57% (при qСО2=400 кг/м3, рис. 1).
Рис. 1 Справочная номограмма
Рассчитываем величину степени превращения х2 при qСО2=520 кг/м3 по формуле:
х2=q1∙x1∙(1-Ф)q2∙1-Ф+0,01∙х1∙(q1-q2), (3)
Ф=(1-х*)·z (4)
где х* - равновесная степень превращения СО2 в карбамид.
q1=400 кг/м3, q2=520 кг/м3
x*=94,31·L-139,9·L0,5-4,284·L2-26,09·W+2,664·W2·L+1,54·T-0,0934·T·L-10-5·1,059·T3--97,82 .
z=0,01187·L-0,00852·L2+0,1677·W-0,063·W2+0,850
Подставив соответствующие значения в вышеприведенные формулы (L=3,6 W=0,6, Т=185), получим:
х*=71,14%;
z=0,81522;
Ф=(1-0,7114)·0,81522=0,23527;
х2=400∙57∙(1-0,23527)520∙1-0,23527+0,01∙57∙(400-520)=52,96%.
Для расчета величины хв учитываем давление в реакторе:
хвх2=Р18,61,77→хв=х2∙Р18,61,77
хв=52,96∙18,118,61,77=50,47%
По формуле (2) определяем Пуд:
Пуд=0,01364·50,47·520=357,97 кг/(м3·ч)
По формуле (1) находим объем реактора:
V=30000/357,97=83,81 м3
Для аппаратов высокого давления АВД соотношение высоты к диаметру должно находиться в пределах 10-20