Расчет теплообменного аппарата
Сущность теплопередачи как науки о самопроизвольном переносе тепла от тел с большей температурой к телам с меньшей температурой. Характеристика его основных видов: нагревание, охлаждение, конденсация, испарение. Расчет плёночной конденсации пара.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.03.2014 |
| Размер файла | 254,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Задание
2. Выбор аппарата
3. Технологический расчет
4. Интенсификация
Список использованной литературы
Введение
Теплопередача - наука о самопроизвольном переносе тепла от тел с большей температурой к телам с меньшей температурой (в узком смысле, теплопередача - это перенос тепла от одной среды к другой через разделяющую их твердую теплопроводящую поверхность).
Оба вещества, участвующих в теплопередаче, называют теплоносителями. Иногда в случае возможности смешения теплоносителей теплопередачу осуществляют непосредственным соприкосновением этих теплоносителей.
Процессы, скорость которых определяется скоростью отвода или подвода тепла, являются тепловыми.
Большое значение ТП объясняется следующим:
1 Серцевиной (основой) любого БТП является химическая реакция, которая протекает с выделением или поглощением тепла, т.е. в соответствии с принципом Ле-Шателье (давайте вспомним, как звучит этот принцип), управление такими процессами сводится к подводу или отводу тепла; например, растворение большинства солей (NaCl) сопровождается поглощением тепла.
2 Стоимостью тепловой энергии. Себестоимость тепловой продукции составляет 20-80%, т.е. характер протекания тепловых процессов оказывает существенное влияние на экономические показатели деятельности предприятий.
Особенности протекания ТП: широкий диапазон температур, в котором должен быть обеспечен подвод тепла; изменение агрегатного состояния вещества (процессы возгонки, конденсации, плавления, испарения).
Особенностью протекания тепловых процессов является широкий диапазон температур, в котором должен быть обеспечен подвод тепла. К тепловым процессам относятся нагревание, охлаждение, конденсация, испарение.
Нагревание - повышение температуры перерабатываемых материалов путем подвода к ним тепла.
Охлаждение - понижение температуры перерабатываемых материалов путем отвода от них тепла.
Конденсация - сжижение паров какого-либо вещества путем отвода от них тепла.
Испарение - перевод в парообразное состояние какой-либо жидкости путем подвода к ней тепла. Частным случаем испарения является весьма широко распространенный в химической технике процесс выпаривания - концентрирования при кипении растворов твердых нелетучих веществ путем удаления жидкого летучего растворителя в виде паров.
Самопроизвольный перенос тепла протекает при условии неравенства температур, рассматриваемых в точках пространства или данного тела.
теплопередача конденсация испарение
1. Задание
В трубном пространстве проходит теплоноситель А в количестве G (кг/с) его температура в испарителе равна температуре кипения при заданном давлении Pа. В межтрубном пространстве проходит теплоноситель B, его температура в испарителе кипит при Pа. Теплообменник изготовлен из стальных труб диаметром 25*2 мм, количество труб в одном ходу n, высота труб H, диаметр кожуха D, число ходов i. Определить: достаточна ли поверхность теплообменника. Мотивированно перечислить методы интенсификации процессов теплообмена.
Дано.
Па
Па
n = 783
i = 1
H = 3 мм
D = 1,0 м
2. Выбор аппарата
Основные элементы
1.Пучок труб;
2.Трубные решетки;
3.Корпус;
4.Крышки с фланцами;
5.Патрубки;
6.Опоры.
3. Технологический расчёт
t пара при абсолютном давлении = 137,9 °C (по таблице LV1 стр.549 справочник)
t этилового спирта = 101 °C (рис. XVI стр.550 справочник)
? tср.= tп - tж
? tср.= 137,9 - 101 = 36,9
Определение тепловой нагрузки : Q = Gп * rп = Gж - rж
rж при 100 °C = 812,9 кДж/кг (по таблице XLV стр.541 справочник)
Q = Gж * rж = 6,0 * 812,8 = 4877,4 кДж/кг
Коэффициент теплоотдачи расчитываем по формуле:
Плёночную конденсацию пара рассчитываем по формуле:
,т.к.
испарение происходит на наружней поверхности пучка горизонтальных труб.
1 ; 1
берутся при t испарителя; испаритель-вода; t = 137,9 °C
r находим по таблице при Па
(таблица стр.549)
По таблице XXXIX находим при t =137,9 °C
кг/м3
Па*с
Вт/мК
Наружний диаметр d = 25 мм = 0,025 м
?t -перепад t на стенки испарителя
?t = t исп - t стенки
t стенки = t исп *0,8 = 137,9*0,8 = 110,3 °C
?t = 137,9 - 110,3 = 27,5 °C
т.к. жидкость кипит в пузырьковом режиме, где -коэффициент теплопроводности, - кинематическая вязкость, - поверхностное натяжение, ? Т кип - движущая сила процесса теплоотдачи, Ткип- температура кипения.
ж (этиловый спирт) при t = 100 °C = 716
п =1,819 *9,8* = 18,316 * Па
?T =T стенки - T кип = 110,3 - 101 = 9,3 °C
Н/м (таблица справочника на стр.526)
ккал/м.ч.С * 1,163 = 0,2 Вт/мК (рис. X стр 561 справочника)
µ = 0,326
эт.сп =790
Пар Втм2/К (по справочнику)
Спирт Втм2/К(по справочнику)
ст = 46,5
Суммарное термическое сопротивление:
Вт м 2/К
Находится значение коэффициента теплоотдачи:
Поверхность теплообмена выпарного аппарата из основного уравнения теплопередачи:
м2
Проверка
F = р*d*n*i*l = 3,14*0,0025*783*3*2 = 36,9м2
Запас площади поверхности теплообмена недостаточен.
4. Интенсификация
R1 = 0,0001 ; R2 = 0,00038 ; R3 = 10,0016 (исходя из формулы коэффициента теплоотдачи)
Так как R3 имеет большее значение, значит это стадия передачи тепла от стенки к кипящему раствору. следует что необходимо воздействовать на эту стадию.
Список использованной литературы
1) Касаткин А.Г. “Основные процессы и аппараты химической технологии”. Издательство “Химия”, Москва 1971
2) Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. “Примеры и задачи по курсу про-цессов и аппаратов химической технологии”.
3) Павлов И.Н. “Основные процессы и аппараты химической технологии”.
4) Дытнерский Ю.Н. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для вузов. Часть1. - М.: Химия, 1995.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Конструкция и принцип работы подогревателя сетевой воды. Теплопередача при конденсации и движении жидкости по трубам. Оценка прочности крышки теплообменника. Тепловой, гидравлический и прочностной расчет параметров рекуперативного теплообменного аппарата.
курсовая работа [186,8 K], добавлен 02.10.2015Подбор коэффициентов теплоотдачи и расчет площади теплообменника. Определение параметров для трубного и межтрубного пространства. Конденсация паров и факторы, влияющие на охлаждение конденсата. Гидравлический расчет кожухотрубчатого теплообменника.
курсовая работа [142,2 K], добавлен 25.04.2016Расчет средней температуры воды, среднелогарифмического температурного напора из уравнения теплового баланса. Определение площади проходного и внутреннего сечения трубок для воды. Расчет коэффициента теплопередачи кожухотрубного теплообменного аппарата.
курсовая работа [123,7 K], добавлен 21.12.2011Характерные признаки подогревателей смешивающего и поверхностного типов. Экономический расчет оптимального недогрева. Пароохладитель как пароводяной теплообменник, где вода нагревается в результате понижения перегрева. Охлаждение и конденсация пара.
курсовая работа [129,2 K], добавлен 01.04.2011Расчет тепловой нагрузки аппарата, температуры парового потока, движущей силы теплопередачи. Зона конденсации паров. Определение термических сопротивлений стенки, поверхности теплопередачи. Расчет гидравлического сопротивления трубного пространства.
контрольная работа [76,7 K], добавлен 16.03.2012Определение величины и направления потоков теплоты и массы. Критериальные уравнения для расчета теплообмена. Конденсация пара в пластинчатых и кожухотрубчатых теплообменниках. Допущения Нуссельта, их решения. Поверхностная и объемная конденсация.
лекция [858,4 K], добавлен 15.03.2014Процесс превращения пара в жидкость. Расчет количества теплоты, необходимого для превращения жидкости в пар. Температура конденсации паров вещества. Конденсация насыщенных паров. Определение теплоты фазового перехода при квазистатическом процессе.
презентация [784,4 K], добавлен 25.02.2015Общая характеристика теплообменных аппаратов и их применение в нефтедобывающей, газовой, нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Конструктивный, проверочный и гидравлический расчет теплообменного аппарата, построение температурной диаграммы.
курсовая работа [663,7 K], добавлен 10.10.2011Процесс теплопередачи: общие положения, основное уравнение, принципы передачи тепла и излучения. Типы теплообменников: трубчатые, змеевиковые, пластинчатые, оребренные, спиральные, блочные и шнековые, принципы и порядок, а также обоснование их выбора.
курсовая работа [621,3 K], добавлен 26.05.2014Процессы нестационарной теплопроводности тел. Особенности передачи теплоты через оребрённую поверхность плоской стенки. Принципы пузырькового кипения жидкости в трубе, плёночной конденсации пара в трубе. Расчёты теплообменных и массообменных процессов.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 04.03.2014Технологическая схема теплообменника "труба в трубе". Температурный режим аппарата и средняя разность температур. Расчёт коэффициента теплопередачи. Обоснование выбора материала и конструктивных размеров, гидравлический и конструктивный расчеты аппарата.
курсовая работа [151,3 K], добавлен 04.11.2015Теплофизические свойства теплоносителей. Предварительное определение водного эквивалента поверхности нагрева и размеров аппарата. Конструктивные характеристики теплообменного аппарата. Определение средней разности температур и коэффициента теплопередачи.
курсовая работа [413,5 K], добавлен 19.10.2015Тепловой расчёт подогревателя, описание его работы. Прочностной расчёт деталей. На основе представленных расчётов определение влияния изменений величины давления пара на температуру насыщения пара, средний коэффициент теплоотдачи, поверхность теплообмена.
курсовая работа [62,2 K], добавлен 15.12.2009Физическое содержание закона сохранения энергии в механических и тепловых процессах. Необратимость процессов теплопередачи. Формулировка закона сохранения энергии для механических процессов. Передача тепла от тела с низкой температурой к телу с высокой.
презентация [347,1 K], добавлен 27.05.2014Физические свойства теплоносителей. Расчет числа Нуссельта. Определение количества тепла, получаемого нагреваемой водой. Средний температурный напор. Графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности нагрева для прямотока и противотока.
контрольная работа [199,6 K], добавлен 03.12.2012Расчет параметров состояния в контрольных точках цикла Брайтона без регенерации тепла. Изучение конца адиабатного процесса сжатия. Нахождение коэффициента теплоемкости при постоянном объеме и при постоянном давлении. Вычисление теплообменного аппарата.
курсовая работа [902,9 K], добавлен 01.04.2019Проверка теплозащитных свойств наружных ограждений. Проверка на отсутствие конденсации на внутренней поверхности наружных стен. Расчет тепла на нагрев воздуха, поступающего инфильтрацией. Определение диаметров трубопроводов. Термическое сопротивление.
курсовая работа [141,0 K], добавлен 22.01.2014Кипение как процесс перехода из жидкой фазы в газообразную (пар). Выделение теплоты при конденсации пара (скрытая теплота конденсации). Режимы процесса кипения. Образование пузыря в несмачиваемой впадине на стенке. Коэффициент теплоотдачи при кипении.
презентация [4,3 M], добавлен 15.03.2014Определение внутреннего диаметра корпуса теплообменника. Температура насыщенного сухого водяного пара. График изменения температур теплоносителя вдоль поверхности нагрева. Вычисление площади поверхности теплообмена Fрасч из уравнения теплопередачи.
контрольная работа [165,6 K], добавлен 29.03.2011Применение и классификация теплообменных аппаратов. Принцип работы кожухотрубного теплообменного аппарата. Необходимость проведения гидравлического, конструктивного и проверочного тепловых расчетов. Построение температурной диаграммы теплоносителей.
курсовая работа [364,5 K], добавлен 23.11.2012
