По дисциплине Тепломассообменное оборудование предприятий

Задача 1

Произвести тепловой и конструктивный расчет водоводяного кожухотрубного теплообменого аппарата системы ГВС.

Расход нагреваемого теплоносителя Vн = 10 [л/с], температура нагреваемого теплоносителя tн = 60 [^oC], температура воды в системе ХВС tн₀ = 5 [^oC], температурный график системы теплоснабжения 95-70 [^oC], схема движения теплоносителей – противоток. Поверхность нагрева выполнена из латунных трубок (латунь Л70) диаметром d_н/d_вн = 16/14 мм. Толщина накипи на поверхности трубок δ_н = 0,5 [мм]. Коэффициент учитывающий тепловые потери в окружающую среду η=0,95.

Задача 2

Определить число тарелок ректификационной колонны для разгонки смеси из сероуглерода CS₂ и четырёх хлористого углерода СCl₄ от начальной концентрации лёгкокипящего компонента CS₂ , равной 30% массы, до конечной концентрации, равной 90%. Определить расход пара и охлаждающей воды на разделение смеси. Процесс идёт при давлении паров наверху колонны, равном 1,01510⁵Па (760 мм. рт. ст.). Производительность установки 500 кг/ч (0,139 кг/с) готового продукта. Параметры греющего пара: р=3,92·10⁵Па, i=2740 кДж/кг, t=143⁰ С. Параметры воды охлаждающей дефлегматор и конденсатор: и . Теплота парообразования CS₂ r_А=350кДж/кг и для CCl₄ r_В=194 кДж/кг. Теплоёмкости CS₂ с_А=1,0 кДж/(кг⁰С); и для CCl₄ с_В=0,837 кДж/(кг⁰С). Потери тепла в окружающую среду поверхностью колонны составляет 5 % общего расхода тепла.

Принять, что в дефлегматоре происходит только конденсация флегмы, а в конденсаторе – конденсация и охлаждение готового продукта до t_кон = 20⁰С.

Задача 3.

Рассчитать двухкорпусную выпарную установку для глицериновой воды с одинаковыми поверхностями нагрева обеих корпусов. Начальная и конечная концентрации глицериновой воды в₀ = 20 % и в_КОН = 88 %. Производительность G_КОН = 500 кг/ч - концентрированного глицерина. Давление греющего пара р₀ = 4,910⁵ Па и t_н =158^оС (температура насыщения). Давление во втором корпусе р₂=0,14410⁵Па и температура вторичного пара t_в =55^оС. Начальная температура раствора 25°С. Раствор подогревается в первом подогревателе экстра паром до 80°С, во втором острым паром до температуры кипения раствора в первом корпусе. Скорость раствора в трубках: в первом аппарате -1,5 м/с, во втором - 3 м/с. Диаметры нагревательных трубок d_н /d_вн = 38/32 мм. При определении коэффициента теплопередачи принять толщину накипи в первом аппарате  =1 мм, во втором  =2 мм.

Задача 4

Рассчитать процесс конвективной сушки сыпучего материала (определить расход сушильного агента и расход тепла на сушку) при подогреве воздуха продуктами сгорания отопительного газа при следующих условиях:

1. Производительность сушилки по сухому материалу Gк = 1000 кг/ч;

2. Влагосодержание материала:

а) начальное – Uн = 34%,

б) конечное – Uк = 14%;

4. Температура, ⁰С:

а) атмосферного воздуха – 20 ⁰С,

б) газов на входе в сушилку – 100 ⁰С,

в) газов на выходе из сушилки – 35 ⁰С;

5. Относительная влажность воздуха φ₀ = 70%;

6. Атмосферное давление – 10⁵ Па;

7. Теплоемкость материала – 1,51 кДж/кг∙К, плотность – 750 кг/м³;

8. Характеристики топлива:

Теплоты сгорания топлива – 36,2 МДж/кг

Энтальпия сухих газов – 315 кДж/кг

Плотность топлива – 0,675 кг/м³

Количество влаги, выделяющееся при сгорании 1 кг топлива – 2,22 кг.