книги / Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии.-1
.pdfОпределить необходимую поверхность теплопередачи тепло обменника и длину трубчатки, если принять коэффициент тепло отдачи от воды к стенке 840 Вт/(мг К), суммарную тепловую про водимость обоих загрязнений стенки 1700 Вт/(м2-К) и среднюю температуру загрязнений поверхности стенки со сторон л спирта
38°С.
Ре ш е н и е . Средняя разность температур:
90 —* 40
4,0<—'15
Д<б = 50 Д<м = 25.
Отгэшение |
А/б/A/м = |
50/25 = |
2, й&едовательно, можно при |
|
нять среднюю |
арифметическую |
разность температур А/ср =* |
||
= 0,5 (50 + |
25) = 37,5 К. |
|
||
Средняя |
температура |
спирта: |
|
|
<а = 0,5(40+ 15) = 27,5 °С.
Массовый расход спирта:
5 г = n-0.785dlai.jP2 = Ш -0,785-0,02i*;0,75-785 = 22,6 кг/с,
где р2 = 785 кг/м8— плотность метилового спирта при 27,5 °С (табл. IV).
Количество передаваемой теплоты:
# |
Q = |
G2Cj,« кон. а— /на, .(,)=* 22,6-2520(40— 15) = |
1,424.10" Вт. |
|
||||||||
где |
с. = |
2520 |
Дж/(кг-К)— удельная |
теплоемкость |
спирта |
при |
27,5 “С |
|||||
(рис. XI). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Критерий |
Рейнольдса |
для |
спирта: |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Rea : |
wglар2 _ |
0,75-0,021 -785 = 23000. |
|
|
|||||
|
|
|
|
№ |
|
0,53-10-* |
|
|
|
|
||
|
Здесь р.2 = |
0,53-10-8 |
Па-с — динамический |
коэффициент вязкости |
спирта |
|||||||
при 27,5 °С (табл. IX). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Критерий |
Прандтля |
для |
спирта: |
|
|
|
|
||||
|
|
|
Рг = fssPaAa = 2520-0,53-10-8/0,212 = |
6,3, |
|
|
||||||
где Я.а = 0,212 |
Вт/(м-К)— коэффициент |
теплопроводности спирта |
при |
27,5 °С |
||||||||
(рис. X). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим течения спирта турбулентный, поэтому принимаем для |
|||||||||||
расчета |
формулу (4.17), |
полагая |
ег = |
1: |
|
|
|
|||||
NU2 = 0,021Re^8P r^ 43(Pr2/P rCT)°*25 = |
0,021 -23ООО0-8.6,З0,43 (6,3/5,94)0-25 = |
|||||||||||
|
Здесь |
|
|
|
|
= |
145. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ргст = (с#аД«)ст = |
2589-0,48.10-8/0,209 = 5,94, |
|
|
|||||||
где |
c2>Va н К2 определены при /ст = |
38 °С. |
|
|
|
|
||||||
^ |
_ Nll2^2 |
145-0,212 |
= |
1460 Вт/(м2.К). |
||||
СС2 |
= ~ |
« ■ |
|
0,021 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Коэффициент теплопередачи: |
|
|
|
|
||||
|
Я -* i_^ст |
|
1 |
|
|
|
||
|
* |
^ гзагр + « 2 |
||||||
|
|
«I |
1 |
|||||
1 |
|
|
|
|
= |
400 Вт/(м2-К), |
||
0, 002 |
1 |
1 |
|
|||||
840 ' |
46,5 |
» 17ЛПТ |
|
|
|
|||
п 1700 “и 1460 |
|
|
||||||
где Кст = 46,5 Вт/(м• К) — коэффициент теплопроводности стали (табл, XXVIII), |
||||||||
Поверхность теплообмена: |
|
|
|
|
|
|||
|
_ |
|
Q |
1,424.10е |
= 95 ма. |
|||
|
|
К Л/Ср |
400-37,5 |
|||||
Длина трубчатки |
по |
среднему диаметру труб: |
||||||
L |
|
|
|
|
95 |
|
|
= 11,85 м. |
|
|
111-3,14-0,023 |
||||||
Здесь dcр = (0,025 + |
0,021)/2 = |
0,023 м. |
|
|
||||
По ГОСТ 15122—79 для теплообменника с кожухом 400 и числом труб 111 трубчатка имеет длину 2; 3; 4 и 6 м. Чтобы
обеспечить запас поверхности теплообмена, принимаем 5 аппаратов с трубчаткой длиной 3 м.
Запас поверхности теплообмена будет равен:
ф = 3-5— 11,85 100= 26%. 11,85
Для принятых теплообменников L/d = 3000/25 = 120 £> 50. Следовательно, величина е( = 1 принята правильно.
Пример 4.24. Воздух подогревается в трубном пространстве двухходового кожухотрубчатого теплообменника с 2 до 90 °С при среднем давлении (абсолютном) 810 мм рт. ст. Объемный рас ход воздуха при нормальных условиях (0 °С и 760 мм рт. ст.) составляет v0 = 8290 м3/ч. Общее число труб — 450, на один ход трубного пространства — 225. Диаметр труб равен 38x2 мм. В межтрубное пространство подается насыщенный водяной пар под давлением (абсолютным) 2 кгс/см2 (~ 0,2 МПа).
Определить необходимую поверхность теплообмена и длину трубчатки. Принять коэффициент теплопередачи равным коэффи
циенту |
теплоотдачи воздуха. |
||
Р е ш е н и е . |
Массовый |
расход воздуха: |
|
|
0а = |
с>оРо/3600 = |
8290-1,293/3600 = 2,98 кг/t, |
где ро = |
1,293 кг/м8— плотность воздуха при нормальных условиях (табл. V). |
||
192
Средняя |
разность |
температур: |
88 |
|
||
Afcp — (119,6 — 2) — (119,6,— 90) |
: 63,79 °С. |
|||||
|
2,3 lg |
119,6 — 2 |
2,3 lg 3,973 |
|
||
|
119,6 — 90 |
|
|
|||
Средняя |
температура воздуха: |
|
|
|||
|
/ср. 2 “ |
^конд — Д^ср 55 119,6 — 63,79 & 55,8 |
С. |
|||
Плотность Еоздуха |
при средних |
рабочих условиях: |
||||
|
|
|
|
810-273 |
|
|
|
Рг ~ Р“ р0Т ~ |
1 ’ 293 760 (273 + 55,8) = 1,144 |
кг/м3. |
|||
Объемный расход |
воздуха при |
с|$!дних рабочих условиях: |
||||
|
v2 = С2/р2 = 2,98/1,144 = 2,6 м3/с. |
|
||||
Скорость |
воздуха |
в |
трубах: |
|
|
|
|
W2 |
V2 |
= |
2,6 |
*«12,76 м/с, |
|
|
|
|
|
225-0,785-0,0342 |
|
|
где /2— площадь поперечного сечения труб (на один ход).
Критерий Рейнольдса для воздуха при 55,8 °С:
Re© |
w2d2p2 |
12,76-0,034-1,144 |
= 24 800, |
|
№ |
0,02*10~3 |
|
Здесь (x2 = 0,02 10~3 Па-с — динамический коэффициент вязкости для воз духа при 55,8 °С (рис. VI).
Режим движения воздуха турбулентный [формула (4.22) ]:
|
|
Nuj = |
0,0I8Re®,8e| = |
0,018*24 800°>8*1 = 59. |
|
|
|||
Следовательно, |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
а 2 = Nu^/d* = 59*0,0284/0,034 = |
49,3 Вт/(м2*К). |
|
|
||||
Здесь |
Х2 = 0,0284 |
Вт/(м • К )— коэффициент теплопроводности |
воздуха |
||||||
при 55,8 °С (табл. XXX). Величину в |
принимаем равной 1* предполагая, что |
||||||||
Ltd будет больше 50. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Количество передаваемой |
теплоты: |
|
|
|
|
||||
|
Q = |
G2c2 (*кон. 2— ^нач. à = 2,98-1006(90 — 2) =263800 |
Вт, |
|
|||||
где с, = |
1006 |
Дж/(кг • К) — удельная |
теплоемкость |
воздуха |
при |
55,8 °С |
|||
(табл. XXVII). |
|
|
|
|
|
|
|
||
Поверхность теплообмена |
(по заданию |
К « а 2): |
|
|
|||||
|
|
„ |
Q |
263800 |
_ |
. |
|
|
|
|
|
|
К Д<Ср |
49,3-63,79 = |
83,9 м » |
|
|
||
Ввиду того, что коэффициент теплоотдачи для воздуха много |
|||||||||
меньше |
коэффициента теплоотдачи для |
пара (а2 ^ |
|
расчет- |
|||||
7 Павлов К. ф. в др. |
193 |
ную |
поверхность определяем |
по внутреннему диаметру труб |
|||
à = |
0,034 |
м. |
по расчету: |
|
|
Длина |
трубчатки |
|
|||
|
|
, __ |
F |
83,9 |
' лп „ |
|
|
225 я |
0 034 — |
225-3,14-0,034 |
~ d>4y М‘ |
По ГОСТ 15121—79 длины трубчатки для двухходового ко жухотрубчатого теплообменника с диаметром кожуха 800 мм и числом труб 450/225 составляют 2; 3; 4 и 6 м. Принимаем L =
=4 м.
Запас поверхности теплообмена:
4 __Q 40
Ф = 349 100^15%.
Проверка принятой величины |
гг: |
L/d=* 4000/34 = |
117 > 5 0 . |
Таким образом, величина в/ = 1 была принята правильно. Пример 4.25. В выпарном аппарате со стальными трубами вы сотой 4 м и толщиной стенок 6 = 2 мм кипит под разрежением 0,64 кгс/см2 при средней температуре 80 °С 20% водный раствор аммиачной селитры. Греющий пар имеет давление (абсолютное)
1,1 кгс/см2 (~0,11 МПа).
Определить удельную тепловую нагрузку и коэффициент теп лопередачи.
Р е ш е н и е . Температура конденсации греющего пара 101,7 °С (табл. LVI1). Средняя разность температур:
At(р = 101,7 — 80 = 21,7°С = 21,7 К.
Коэффициент теплоотдачи для конденсирующегося греющего водяного пара находим по формуле (4.55):
= 1,21 0,683 |
/ 957**2257.10**9,81 |
y /а |
|/3 |
17.10^ . з з |
|
V |
0.278* КГ**4 |
) |
4 |
W 4 |
|
Физико-химические свойства конденсата взяты из табл.
XXXIX. Для 20% раствора аммиачной селитры |
при |
80 °С |
|||
15.П: К = 0,445-1,16 = |
0,517 ВтДм-К); рж = Ю51 |
кг/м3; |
р = |
||
= 41 • 10~в-9,81 |
= 0,402 |
-10'3 Па-с; |
65,3-10"3 Н/м |
(принимая |
|
|
|
|
V |
18-273.0,36 |
|
такое же изменение ос температурой, как у воды); рп = |
|
|
|||
= 0,224 кг/м3 |
(где р0 = М/22,4 = |
18/22,4). |
|
|
|
Коэффициент теплоотдачи для кипящего раствора находим по формуле (4.62):
|
|
|
|
о |
|
, |
, |
V |
/ |
* |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
\ \квТКЙП |
|
|
|
|
|
|||
|
_0 07в/ |
|
|
9 W |
10“3 |
|
_ \ 1/3 ^2/3_ 2 43^0, 67 |
||||||||
|
‘0 ,0 |
U , 402 |
10“* |
6Ь,3 |
353/ |
4 |
lA6q |
|
|||||||
Здесь значение |
|
коэффициента |
b — 0,078 |
определено |
при рж/рп = |
||||||||||
s* 1051/0,224 = 4700 |
по |
формуле (4 62а)* |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
# -0 .0 7 5 [1+ |
l 0 ( ^ . - l ) - M ] |
|
||||||||||
Сумма термических сопротивлений стенки и загрязнений |
|||||||||||||||
(табл. XXVIII |
и XXXI): |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
* |
гет 5 |
^ст •+■ r sarp. 1 + |
г вагр. 2 |
— |
|
|||||||
|
0,002 + |
5800 |
5800 |
= 3.88-10- |
(м*• К)/Вт, |
|
|||||||||
|
“ 46,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где Я,ст = 46,5 Вт/(м |
|
К) — коэффициент теплопроводности стали (табл. XXVIII). |
|||||||||||||
Коэффициент теплопередачи: |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
— |
- h V |
r CT + |
— |
---------î— г-- + 3 ,8 8 -1 0 - Н------- XirSr- |
|||||||||||
«п |
|
|
|
|
«р 2,1710°<?~вн33 |
|
|
|
2,43g0’67 |
||||||
Удельная тепловая |
|
нагрузка: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
21,7 |
|
|
|
|
|
q |
К Д/ср - |
0 461 |
10 |
б^о.зз + з >88. Ю~ 4 + |
0.412g- 0 ’67 |
||||||||||
Откуда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,461 • 1 0 " У + 3,8810~4д + |
0,412g0'33— 21,7 = |
0. |
||||||||||||
Это уравнение решаем графически, задаваясь значениями q |
|||||||||||||||
(рис. 4.16), |
у — левая |
часть |
уравнения. |
При у = 0 находим |
|||||||||||
q = 21 000 |
Вт/м*. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент теплопередачи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
К *. д/Д*ср = |
21 000/21,7 = |
968 Вт/(м2 |
|
К). |
|
|
|
|
|
|
|||||
Пример 4.26. Определить поверх ность противоточного теплообмен ника, в котором горячая жидкость (поглотительное масло) в количестве 3 т/ч охлаждается от 100 до 25 °С холодной жидкостью, нагревающейся от 20 до 40 °С. Известно, что коэф-
Рис. *.16. Графическое опре %елеп«е а (к при меру 4.25).
фициент теплопередачи следующим образом изменяется с тем пературой масла:
7, |
°С |
100 |
80 |
60 |
40 |
30 |
25 |
К, |
Вт/(м2*К) |
354 |
350 |
342 |
308 |
£32 |
166 |
Удельная |
теплоемкость |
масла |
1,67 |
103 |
Дж/(кг-К). |
||
Р е ш е н и е . По условию задачи коэффициент теплопередачи сильно меняется вдоль поверхности теплообмена, поэтому сред нюю логарифмическую разность температур применить нельзя. Воспользуемся уравнением теплопередачи в дифференциальной форме:
G ^ d T = —/С (Г — t ) d F ,
откуда
F |
|
âT |
â T |
||
К |
( Т - / ) |
#с (Т — о* |
|||
|
|||||
где T, t — температура горячей |
и холодной |
жидкости |
соответственно* |
||
Интеграл JГ к dT* |
решаем графическим |
путем. |
|||
т
лF
Предварительно найдем данные, необходимые для построения
графика с ординатой |
и абсциссой — температурой горя |
||||
чей жидкости |
Т. Сначала |
из |
уравнения |
теплового баланса |
|
|
<Vr { Т ц — Т ) |
— £?xCg (/к |
t ) |
||
определим отношение: |
|
|
|
|
|
|
бг*г______*н — |
_____ 40 — 20 |
- |
||
|
Gxc, ~ T H — |
t K |
~ |
100 —25 |
* |
Следовательно, |
|
|
|
|
|
t = |
/ к |
— Т) = |
40 — 0,267 (100 — Т). |
||
Задаваясь |
значениями Т, |
находим по этому уравнению соот |
|||
ветствующие температуры холодной жидкости t. Полученные данные сводим в табл. 4.9.
По даннымттабл. 4.9 |
строим график (рис. 4.17). Площадь под |
|
1н |
|
|
кривой 5 = | j■£,ç r _ ty |
определяем приближенно |
по формуле |
^в |
|
|
трапеций: |
|
|
Ъ ~ т« |
+ yt + t e + . . . + |
. |
|
|
|
|
Т а б л и ц а 4.9 |
т |
t |
Т — t |
К |
К { Т — /) - 104 |
|
|
|
|
|
100 |
40,0 |
60,0 |
354 |
0,47 |
80 |
34,7 |
45,3 |
350 |
0,63 |
60 |
29,3 |
30,7 |
342 |
0,95 |
40 |
24,0 |
16,0 |
308 |
2,30 |
30 |
21,3 |
8,7 |
232 |
4,96 |
25 |
20,0 |
5,0 |
166 |
12,07 |
Примем п = |
10 и составим табл. 4.10, взяв из графика значе |
||||
ния ординат у . По |
данным |
табл. 4.10 находим: |
|||
|
5 = |
|
|
( У° +2 УП + !> )= * |
|
100 — 25 /12,07+0,47 |
|
10"4= 138.104 (ма»К)/Вт. |
|||
10 |
\ |
2 |
|
|
|
|
|
|
|||
Требуемая площадь поверхности теплообмена: |
|||||
|
г |
<гг |
|
|
|
: ОгС |
J |
= |
3600 |
1.67-103-138> 10-4 = 19,2 м*. |
|
|
К (T — t ) ~ |
|
|||
Если определить площадь под кривой более точно (планиме |
|||||
трированием), |
получим |
F = |
18,9 м . |
||
Для сравнения рассчитаем требуемую поверхность теплообмена, если принять постоянным значение коэффициента теплопередачи К (при средней температуре) и применить среднюю логарифмическую
разность температур: |
^ |
|||
|
100 — |
25 |
ШП)Ю |
|
|
40 — |
20 |
|
|
|
AIQ = 60 |
|
~ |
|
а* |
|
^ |
___ О О |
О О т * __ |
|
2,3lg (60/5Г “ |
9 |
||
|
« 22,2 К, |
|
||
Средняя температура |
охлаж |
|||
даемой |
жидкости: |
|
|
|
7*ср Œ ^ср *4“ Д^ср = |
30 + 22,2 = 52,2 С. |
|||
При |
этой |
температуре К = |
||
« 329 |
Вт/(м2-К). |
|
|
|
РИС. 4,17 (к примеру 4а26)|
т,°с |
Номер |
, |
|
Т, ?С |
Номер |
,, j- |
* |
10* |
ординаты |
уа= К ( Т - о 10 |
|
ординаты |
v |
к а - 0 |
. |
||
|
|
|
|
|
------------- 7- |
|
|
|
25 |
0 |
12,07 |
1 |
70 |
6 |
|
0,74 |
|
32,5 |
1 |
3,85 |
|
77,5 |
7 |
|
0,65 |
|
40 |
2 |
2,30 |
|
85 |
8 |
|
0,58 |
|
47,5 |
3 |
1,60 |
|
92,5 |
9 |
|
0,50 |
|
55 |
4 |
1,13 |
|
100 |
10 |
|
0,47 |
|
62,5 |
5 |
0,85 |
|
|
|
|
|
|
Расход передаваемой |
теплоты: |
|
Q = 30003600 1,67-103 (100 — 25) = |
104 500 Вт. |
|
Площадь поверхности |
теплообмена: |
|
Q |
104500 |
14,3 м8. |
t ~ К Д<ср ~ 329-22,2 “ |
||
Как видим, расчет по этому методу дает большую ошибку
всторону уменьшения требуемой поверхности теплопередачи. Пример 4.27. Толуол (горячая жидкость) в количестве <3Г =*
= 1400 кг загружен в сосуд, в котором имеется змеевик. |
Через |
||
змеевик |
пропускается вода (холодная |
жидкость). Толуол |
охла |
ждается |
от температуры 7\ = 105 до |
Т2 — 25 °С в течение т ч. |
|
Вода повышает свою температуру от |
tl = 13 °С до /. Конечная |
||
температура воды в периодическом процессе все время уменьша ется по мере понижения температуры толуола. В конце процесса охлаждения толуола через т ч температура /станет равной /2(< Т 2).
Сколько времени т потребуется для охлаждения толуола и ка ков будет общий расход воды Gx, если поверхность теплопередачи змеевика F = 3,2 мг, а значение коэффициента теплопередачи
принять постоянным и равным К = |
255 Вт/(м2 К)? |
Р е ш е н и е . Схема процесса: |
105 °С, через т ч Тг = 25 °С: |
в сосуде (толуол охлаждается): 7\ = |
взмеевике (вода нагревается): /, — 13 °С, через т ч /2 = ? Принимаем /2 = 18 °С.
Уравнение теплопередачи:
Q — KF Л^ср. охл11.
Средняя разность температур для периодического процесса охлаждения жидкости в сосуде [1]:
дtср. охл |
(А~1_ |
||||
In А ) ~ |
|||||
|
|
|
|
||
105 — |
|
25 |
/ 1, 714 - 1 \ |
30,36 “С = 30,36 К. |
|
, 105 |
- |
13 |
\1,714 In 1,714/ _ |
||
|
|||||
25— 13
Величина А постоянна для всего процесса охлаждения. Для любого момента времени, когда температура охлаждаемой жид
кости равна Т:
При расчете поверхности теплообмена принимаем Т = Т%= -= 25 °С:
А |
25— |
13 |
1,714. |
|
25— |
18 |
|||
|
|
Средняя конечная температура охлаждающей жидкости (воды):
/,ср = Л*ор. ом 1ПА + = 30,36 In 1,714 + 13 = 29,35 °С.
Количество теплоты, |
отдаваемое толуолом воде: |
||||
Q = GrCr (Tt — Т2) = |
1400-1,8-10s (105—25) = 2016-10» Дж. |
||||
Здесь сг = |
1,8-10s Дж/(кг-К) — |
удельная теплоемкость толуола при сред |
|||
ней температуре 65°С (рис. |
XI). |
|
|
||
Время |
охлаждения толуола: |
|
|||
|
т = |
Q____ |
2016-10» |
|
|
|
KF Д/Ср. охл |
255-3,2-30,36 = 8137 с= 2,26 ч. |
|||
Общий |
расход охлаждающей воды: |
|
|||
|
G |
Q |
|
2016-10» |
- |
|
х |
cx (ltcp — tx) ~ |
4190 (2 9 ,3 5 - 13) |
-лУЧо кг. |
|
Пример 4.28. Бутиловый спирт (холодная жидкость) в коли |
|||||
честве Gs |
= |
1800 кг загружен в сосуд, в котором имеется змее |
|||
вик. Через змеевик пропускается вода (горячая жидкость). Бу тиловый спирт нагревается от температуры tx — 20 до t2 = 60 °С
в течение т ч. Вода понижает |
свою температуру от Тх — 90 °С |
до Т2. Конечная температура |
воды в периодическом процессе |
все время увеличивается по мере повышения температуры спирта. В конце процесса нагревания через т ч температура станет рав ной Т2 (î>t2).
Сколько времени т потребуется для нагрева спирта и какой должен быть общий расход горячей воды Gr, если поверхность теплопередачи змеевика f = 4,3 м!, а значение коэффициента теплопередачи принять постоянным и равным К = 280 Вт/(м2 -К)?
Р е ш е н и е . Схема процесса:
в сосуде (бутиловый спирт нагревается): /х = 20 °С через т ч t2 = 60 °С;
взмеевике (вода охлаждается): 7\ = 90 °С через т ч Т2 = ? Принимаем Т2 — 70 °С.
Уравнение теплопередачи:
Q = K F Д/ср. нагрТ.
Средняя разность температур для периодического процесса нагрева жидкости в сосуде [JJ:
At |
— |
— ** |
( ^ — * N — |
"ср- «ч* - — |
f ï - h |
\ Â W Â ) - |
|
тJ - /,
60 — 20
In 90 — 20 ( т с т ) - 28’“ 'с - 2в’65к-
90 — 60
Величина А постоянна для всего процесса нагрева. Для лю бого момента времени, когда температура нагреваемой жидкости будет равна t:
. _ T1 — t_ |
90 — 60 |
30 |
Г2- / “ |
70 — 60 |
10 |
При расчете поверхности теплообмена определяют А Для / =
=t2 = 60 °С.
Средняя конечная температура горячей воды:
Т2Ср = Тх — Д/Ср. ыагр In И = 90 — 28,65 In 3 = 58,52 °С.
Количество теплоты, отдаваемое водой спирту:
Q =■ Схсх (t2— it) « 1800-2,56.103 (60 — 20) = 1843-10* Дж.
Здесь сх = 2,56 103 Дж/(кг • К) — удельная теплоемкость бутилового спирта
при средней |
температуре 40 °С |
(рнс. XI). |
|
Время |
нагрева |
спирта: |
|
х= - |
|
1843.10* |
|
|
= 5343 с = 1,48 ч. |
||
|
KF Д/Ср.нагр |
280.4,3-28,65 |
|
Общий |
расход |
горячей |
воды: |
|
|
Q |
1843.10® |
|
° г ~ сг ( 7 \ - Г 2ср) |
= 1397 кг. |
|
|
^ 4190 (9 0 - 5 8 ,5 2 ) |
||
Пример 4.29. Определить потерю теплоты лучеиспусканием поверхностью стального аппарата цилиндрической формы, нахо дящегося в помещении, стены которого выкрашены масляной кра ской. Размеры аппарата: Н = 2 M ; D = 1 м. Размеры помещения: высота 4 м; длина 10 м; ширина 6 м. Температура стенки аппарата 70 °С, температура воздуха в помещении 20 °С.
Определить также общую потерю теплоты аппарата лучеис пусканием и конвекцией.
Р е ш е н и е . Потерю теплоты излучением вычислим по фор мулам (4.66) и (4.67):