Схема теплообменника типа «труба в трубе»
Расчет поверхностных конденсаторов газовых загрязнений
В общем случае в поверхностный конденсатор поступает перегретый пар газовых выбросов. Часто охлаждающим агентом является вода.
Энтальпию поступающего перегретого пара выбросов , Дж/кг, можно выразить как
= cп(tп – tнас) + r + cж tнас (1)
и представить тепловой баланс процесса конденсации равенством:
D.H + W.cо.tв.н = D.cж.tж + W.cо.tв.к + Qп, (2)
Здесь cп – теплоемкость перегретого пара загрязнения, Дж/(кг.град); п – температура поступающего перегретого пара загрязнения, oС; tнас – температура насыщения (конденсации) пара загрязнения, oС; – теплота конденсации пара (теплота испарения жидкости), Дж/кг; cж – теплоемкость конденсата, Дж/(кг.град); – количество поступающего в конденсатор пара загрязнения, кг/с; – количество охлаждающего агента (воды), кг/ч; cо – теплоемкость охлаждающего агента (воды), Дж/(кг.град); tв.н - начальная температура охлаждающего агента (воды), oС; tж – температура конденсата загрязнения на выходе из аппарата, oС; tв.к – конечная температура охлаждающего агента (воды), oС; п – потери тепла в окружающую среду, Дж/с.
Тепловая нагрузка конденсатора по уравнению теплового баланса (2) равна количеству тепла, отданного охлаждающей воде при конденсации и последующем охлаждении конденсата загрязнения:
|
|
, (3)
где - количество конденсируемых паров загрязнения, кг/ч; - скрытая теплота конденсации (испарения), Дж/кг; - теплоемкость сконденсированного вещества загрязнения, Дж/(кг.град); - температура поступающих паров загрязнения, оС; - температура охлажденного конденсата, оС.
Из равенства (2) и (3) определяется расход охлаждающего агента (воды):
. (4)
Необходимая поверхность теплопередачи конденсатора рассчитывается по основному уравнению теплопередачи:
, (5)
где - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2.град); - средняя разность температур в конденсаторе, оС.
Задача 1. В поверхностном конденсаторе сжижается кг/ч паров сероуглерода из смеси с воздухом за счет холода воды, нагреваемой от tв.н = 5 оС до tв.к = 40 оС. Теплота испарения сероуглерода кДж/кг, температура паров сероуглерода tп = 46 оС. Теплоемкость жидкого сероуглерода ж = 1,0 кДж/(кг.град). Конденсат охлаждается до tж.к = 10 оС. Теплоемкость воды св = 4,2 кДж/(кг.град). Определить тепловую нагрузку конденсатора и расход охлаждающей воды .
|
|
Задача 2. В теплообменнике типа «труба в трубе» (рисунок) конденсируется кг/ч насыщенных паров сероуглерода при °С. По внутренней трубе идет охлаждающая вода: °С, °С. Теплоемкость воды св = 4,2 кДж/(кг.град). Теплота парообразования (конденсации) сероуглерода кДж/кг. Конденсат пара сероуглерода выходит из аппарата с °С. Коэффициент теплопередачи Вт/(м2.град).
Схема теплообменника типа «труба в трубе»
Определить тепловую нагрузку теплообменника-конденсатора, расход охлаждающей воды и поверхность теплообмена (без учета тепловых потерь в окружающую среду).
Задача 1. В поверхностном конденсаторе сжижается кг/ч паров сероуглерода из смеси с воздухом за счет холода воды, нагреваемой от tв.н = 5 оС до tв.к = 40 оС. Теплота испарения сероуглерода кДж/кг, температура паров tп = 46 оС. Теплоемкость жидкого сероуглерода ж = 1,0 кДж/(кг.град). Конденсат охлаждается до tж.к = 10 оС. Определить тепловую нагрузку конденсатора и расход охлаждающей воды .
Решение. Тепловая нагрузка конденсатора определяется из уравнения (3):
кДж/ч.
По уравнению теплового баланса (2) это тепло расходуется на нагрев охлаждающей воды в конденсаторе
Q = W(tв.к – tв.н)cв,
|
|
где св = 4,2 кДж/(кг.град) – теплоемкость воды.
Отсюда получим расход охлаждающей воды:
кг/ч.
Задача 2. В теплообменнике типа «труба в трубе» (рисунок) конденсируется кг/ч насыщенных паров сероуглерода при °С. По внутренней трубе идет охлаждающая вода, °С, °С. Теплота парообразования (конденсации) сероуглерода кДж/кг. Конденсат пара сероуглерода выходит из аппарата с °С. Коэффициент теплопередачи Вт/(м2.град).
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 98; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!