- •Расчёт плотности и вязкости Задача 1
- •Решение
- •Задача 2
- •Решение
- •Задача 3
- •Решение
- •Задача 4
- •Решение
- •Задача 5
- •Решение
- •Задача 6
- •Решение
- •Гидростатическое давление Задача 7
- •Решение
- •Задача 8
- •Решение
- •Задача 9
- •Решение
- •Задача 10
- •Решение
- •Гидравлическое сопротивление трубопровода Задача 11
- •Решение
- •Задача 12
- •Решение
- •Задача 13
- •Решение
- •Местные сопротивления
- •Задача 14
- •Решение
- •Гидравлическое сопротивление теплообменника Задача 15
- •Решение
- •Местные сопротивления кожухотрубчатого теплообменника
- •Задача 16
- •Решение
- •Расчёт цетробежного насоса Задача 17
- •Решение
- •Задача 18
- •Решение
- •Задача 19
- •Решение
- •Задача 20
- •Решение
- •Работа насоса на гидравлическую сеть Задача 21
- •Решение
- •Задача 22.
- •Решение
- •Задача 23
- •Решение
- •Тепловой баланс Теплообменного аппарата Задача 25
- •Решение
- •Задача 26
- •Решение
- •Задача 27
- •Решение
- •Движущая сила процесса теплопередачи Задача 28
- •Решение
- •Задача 29
- •Решение
- •Задача 30
- •Решение
- •Задача 31
- •Решение
- •Ориентировочный расчёт теплообменника Задача 34
- •Решение
- •Задача 35
- •Решение
- •Поверочный расчёт теплообменника типа «труба в трубе» Задача 36
- •Решение
- •Поверочный расчёт пластинчатого теплообменника Задача 37
- •Решение
- •Подбор и расчёт кожухотрубчатого испарителя Задача 38
- •Решение
- •Расчёт толщины тепловой изоляции Задача 39
- •Решение
- •Задача 40
- •Решение
- •Литература
Задача 26
В межтрубном пространстве кожухотрубчатого теплообменного аппарата производят конденсацию паров бинарной смеси бензол-толуол при температуре 110 °C. Расход бинарной смеси 2 т/ч, содержание низкокипящего компонента в бинарной смеси 65 % масс. В качестве хладагента используется вода, подаваемая в трубное пространство при температуре 20 °C. Расход охлаждающей воды составляет 15 т/ч. Потери тепла в окружающую среду составляют 12 % от тепловой нагрузки теплообменника. Определить тепловую нагрузку теплообменного аппарата и конечную температуру охлаждающей воды.
Решение
Теплагент – пары бинарной смеси бензол-толуол (конденсация в межтрубном пространстве).
Хладагент – вода (нагрев в трубном пространстве).
Массовый расход теплагента: .
Удельные теплоты фазового перехода (конденсации) компонентов бинарной смеси при температуре конденсации теплагента [2, с. 20]:
низкокипящий компонент (бензол) ,
высококипящий компонент (толуол) .
Удельную теплоту фазового перехода теплагента находим через теплоты фазового перехода компонентов:
.
Расход тепловой энергии, выделяющейся при конденсации теплагента:
.
Тепловую нагрузку аппарата принимаем равной расходу тепловой энергии, выделяющейся при конденсации теплагента: .
Потери тепловой энергии в окружающую среду:
.
Из теплового баланса теплообменного аппарата получаем расход тепловой энергии на нагрев хладагента (воды):
.
Массовый расход хладагента: .
Расход тепловой энергии на нагрев хладагента определяется выражением:
,
откуда может быть выражена конечная температура хладагента:
.
В первом приближении примем среднюю интегральную теплоёмкость хладагента равной теплоёмкости хладагента при начальной температуре: [2, с. 4-5].
Тогда, конечная температура хладагента в первом приближении:
.
Средняя арифметическая температура хладагента:
.
Во втором приближении примем среднюю интегральную теплоёмкость хладагента равной теплоёмкости хладагента при средней температуре:
[2, с. 4-5].
Тогда, конечная температура хладагента во втором приближении:
.
Если температура последних двух итераций (приближений) различается менее чем на десятую долю градуса, то дальнейших итераций не требуется.
Задача 27
В трубном пространстве кожухотрубчатого теплообменного аппарата производят испарение 12 кг/с бензола при нормальном атмосферном давлении. В качестве теплагента используют насыщенный водяной пар, подаваемый в межтрубное пространство под абсолютным давлением 2 кгс/см2. Потери тепла в окружающую среду составляют 6 % от тепловой нагрузки теплообменника. Определить тепловую нагрузку теплообменного аппарата и расход греющего пара.
Решение
Теплагент – насыщенный водяной пар (конденсация в межтрубном пространстве).
Хладагент – бензол (кипение в трубном пространстве).
Абсолютное давление насыщенного водяного пара:
.
Температура насыщенного водяного пара: [2, c. 7].
Удельная теплота фазового перехода (конденсации) насыщенного водяного пара: [2, c. 7].
Температура кипения хладагента (бензола): [2, c. 13].
Удельная теплота фазового перехода (испарения) бензола при его температуре кипения: [2, c. 20].
Расход тепловой энергии, необходимой для испарения хладагента:
.
Находим тепловую нагрузку теплообменного аппарата и расход тепловой энергии, выделяющейся при конденсации теплагента:
.
Расход теплагента (насыщенного водяного пара):
.