Движущая сила теплообменных процессов

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Движущая сила теплообменных процессов — разность температур теплоносителей. Под действием этой разности теплота передается от горячего теплоносителя к холодному.

Процессы теплообмена в аппаратах непрерывного действия могут осуществляться в прямотоке, противотоке, перекрестном и смешанном потоках.

Движущая сила при теплопередаче между двумя теплоносителями не сохраняет своего постоянного значения, а изменяется вдоль теплообменной поверхности. Как найти среднюю движущую силу процесса?

а – прямоточное движение теплоносителей без изменения агрегатного состояния, б – противоточное движение теплоносителей без изменения агрегатного состояния, в – противоточное движение теплоносителей с изменением агрегатного состояния одного из них ( ), г – то же, но

Рисунок 2.1 – Графики изменения температур в процессе теплообмена

Решая совместно основное уравнение теплопередачи и уравнение теплового баланса на бесконечно малом участке, а затем интегрируя полученный результат при постоянном К и сравнивая с основным уравнением теплопередачи получают соотношение для расчета средней движущей силы процесса теплопередачи

(2.28)

где - максимальная разность температур,

- минимальная разность температур.

В случае противотока определяются следующим образом

(2.29)

При небольших изменениях температур теплоносителей, когда <2, среднюю разность температур вычисляют как среднеарифметическую:

, (2.30)

при этом ошибка не превышает 5 %.

При теплообмене с изменением агрегатного состояния одного теплоносителя (рисунок 1 в, г): .

При использовании уравнения теплового баланса часто требуется определить расход взаимодействующих веществ.

Объемный расход :

(2.31)

где – скорость теплоносителя, м/с;

s – площадь поперечного сечения потока теплоносителя, м².

(2.32)

m – число ходов в кожухотрубном аппарате.

Массовый расход G (в кг/с)

(2.33)

где – плотность теплоносителя, кг/м³.

Задача и методика решения

В конденсаторе ректификационной колонны конденсируется водно-спиртовой пар концентрацией «А» % мас. Охлаждающая вода температурой «Б» °С поступает в аппарат и нагревается до «В» °С. Конденсатор состоит из «Г» труб длиной «Д» м, диаметром «D» x «S» мм. Коэффициент теплопередачи аппарата «И» Вт/(м²*К).

Определить расход конденсирующегося пара.

Расчет ведут в такой последовательности.

1. Рассчитывают поверхность теплопередачи по формуле (2.4)

2. Определяют по таблице 1 приложения параметры пара:

при концентрации пара «А» % мас. температура конденсации пара t_п = ? ⁰С, теплота парообразования r_п = ? кДж/кг, плотность _п = ? кг/м³.

3. Рассчитывают средний температурный напор

пар

(t_п) —> (t_п)

вода

(«Б») —> («В»)

Предварительно определяют: t_б =(t_п) - («Б»), °С; t_м =(t_п) - («В»), °С; затем рассчитывают Δt_ср по формуле (2.28) или (2.30).

4. Тепловую нагрузку конденсатора находят по формуле (2.2).

5. Определяют массовый расход конденсирующегося пара из формулы (2.33) принимая = t_п

6. Объемный расход пара находят из формулы (2.34).

Исходные данные взять из таблицы 2.

Таблица 2 -Варианты к заданию

№ варианта	Значения параметров
№ варианта	А	Б	В	Г	Д	И	D	S
1	70	6	59	110	1,0	350	32	1,2
2	71	5	58	111	1,1	360	32	1,4
3	72	7	57	112	1,2	370	32	1,6
4	73	8	56	113	1,3	380	32	1,8
5	74	9	55	114	1,4	390	32	2,0
6	75	11	54	115	1,5	400	32	2,2
7	76	12	53	116	1,6	410	32	2,4
8	77	10	52	117	1,0	420	32	1,5
9	78	15	51	118	1,1	430	32	2,1
10	79	13	50	119	1,2	440	32	2,3
11	80	12	49	120	1,3	350	24	0,9
12	75	14	48	121	1,4	360	24	1,0
13	76	6	47	122	1,5	370	24	1,1
14	77	5	46	123	1,6	380	24	1,2
15	72	7	45	124	1,0	390	24	1,3
16	71	9	44	125	1,1	400	24	1,4
17	74	11	43	126	1,2	410	24	1,5
18	77	12	42	127	1,3	420	24	1,6
19	73	13	41	128	1,4	430	24	1,7
20	76	14	40	129	1,5	440	24	1,8

Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 522; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!