- •Часть 3. Типовые процессы и
- •Содержание
- •Введение
- •1 Общие положения
- •1.1 Цель обучения
- •1.2 Программа модуля «Тепловые процессы»
- •1.2.1 Роль тепловых процессов в химической технологии. Особенности тепловых процессов
- •1.2.2 Материал, изученный в предыдущем семестре
- •1.3 Объем модуля и виды учебных занятий
- •1.4 Перечень необходимых средств для выполнения
- •1.5 План-график изучения модуля «Тепловые процессы»
- •1.6 Планы практических занятий
- •Занятие №1
- •Занятие №2
- •Занятие №3
- •Занятие №4
- •1.7 Планы лабораторных занятий
- •1.8 Индивидуальное расчетное задание (ирз)
- •1.9 Самостоятельная работа студентов
- •1.10 Модульный экзамен
- •2 Тепловые процессы
- •2.1 Общие сведения
- •2.1.1 Тепловой баланс
- •2.1.2 Основное уравнение теплопередачи
- •2.1.3 Передача тепла теплопроводностью
- •2.1.4 Передача тепла конвекцией
- •2.1.5 Дифференциальное уравнение конвективного
- •2.1.6 Тепловое подобие
- •2.1.7 Теплоотдача без изменения агрегатного состояния
- •2.1.8 Теплоотдача при изменении агрегатного состояния
- •2.1.9 Теплопередача через плоскую стенку
- •2.1.10 Движущая сила теплообменных процессов
- •2.2 Промышленные способы подвода тепла
- •2.3 Конструкции теплообменных аппаратов
- •2.3.1 Кожухотрубные теплообменники
- •2.3.2 Теплообменники "труба в трубе"
- •2.3.3 Погружные трубчатые теплообменники
- •2.3.4 Оросительные теплообменники
- •2.3.5 Теплообменники с плоскими поверхностями нагрева
- •2.4 Конденсация
- •2.5 Типичные случаи теплообмена
- •2.6 Основные методы интенсификации теплообмена
- •3 Выпаривание
- •3.1 Общие сведения
- •3.1.1 Изменение свойств раствора при выпаривании
- •3.1.2 Методы выпаривания
- •3.1.3 Основные величины, характеризующие работу
- •3.1.4 Элементы расчета однокорпусной выпарной установки
- •3.2 Классификация выпарных аппаратов
- •3.3 Конструкции выпарных аппаратов
- •3.3.1 Выпарные аппараты с естественной циркуляцией раствора
- •3.3.2 Выпарные аппараты с принудительной циркуляцией раствора
- •3.3.3 Пленочные выпарные аппараты
- •3.3.4 Роторно-пленочные выпарные аппараты
- •3.3.5 Барботажные выпарные аппараты с погружными
- •Приложение а модульно-рейтинговая технология изучения курса пахт
- •Приложение б
- •Тестовые задания Тесты к занятию №1
- •Тесты к занятию №2
- •Тесты к занятию №3
- •Тесты к занятию №4
- •Приложение в
- •Варианты расчетного задания Задача 1
- •Задача 2
- •Приложение г
- •Основные термины и определения
- •Приложение д
- •Ведомость учета успеваемости студентов
- •Приложение е
- •Экспертно-обучающая программа для пэвм
- •Литература Основная
- •Дополнительная
Приложение в
(обязательное)
Варианты расчетного задания Задача 1
Определить необходимую поверхность теплообмена и длину труб кожухотрубчатого теплообменника с числом ходов i для осуществления процесса при массовом расходе А в трубном пространстве G2. Температура теплоносителя в подогревателе и холодильнике изменяется от t1 до t2 при среднем давлении P. В испарителе и конденсаторе температура теплоносителя равна температуре кипения или конденсации при давлении Pa.
В межтрубное пространство подается теплоноситель B. Его температура меняется от T1 доT2, в испарителе и конденсаторе его температура равна температуре конденсации или кипения при давлении PB.
Общее число труб в теплообменнике n, диаметр труб d = 25x2,5мм, диаметр кожуха D. Необходимо также определить гидравлическое сопротивление аппарата, изобразить график изменения температур теплоносителей, схему кожухотрубчатого теплообменника. Исходные данные для решения задачи предоставлены в таблице В.1.
Таблица В.1 – Исходные данные для задачи №1 индивидуального расчетного задания
Последняя цифра зачетки |
Теплоноситель |
Тип теплообменника* |
Параметры теплоносителя |
Предпоследняя цифра зачетки |
Расход теплоносителя G, кг/с |
Характеристика теплообменника |
|||||||
t1 , 0С |
t2,0С |
Pa,МПа |
T1,0С |
T2,0С |
PB,МПа |
||||||||
Число труб, n |
Число ходов, i |
Диаметр кожуха D, мм |
|||||||||||
1 |
Вода/толуол |
{1} |
10 |
45 |
- |
90 |
50 |
- |
0 |
2,3 |
122 |
2 |
2,0 |
2 |
Вода/водяной пар |
{2} |
- |
- |
1,0 |
- |
- |
2,6 |
1 |
4,6 |
580 |
1 |
0,8 |
3 |
20%-ный этиловый спирт/вода |
{3} |
18 |
42 |
- |
80 |
50 |
- |
2 |
15 |
230 |
4 |
1,3 |
4 |
Метиловый спирт/вода |
{4} |
- |
- |
3,1 |
8 |
15 |
- |
3 |
7,8 |
760 |
1 |
0,6 |
5 |
Вода/бензол |
{1} |
17 |
30 |
- |
75 |
40 |
- |
4 |
3,4 |
955 |
3 |
1,0 |
Продолжение таблицы В.1
|
|||||||||||||
6 |
40%-ный этиловый спирт/вода |
{3} |
10 |
50 |
- |
75 |
60 |
- |
5 |
6,4 |
110 |
2 |
1,4 |
7 |
Этиловый спирт/водяной пар |
{2} |
- |
- |
4,4 |
- |
- |
1,5 |
6 |
5,1 |
1120 |
1 |
0,4 |
8 |
Толуол/вода |
{4} |
- |
- |
2,7 |
10 |
55 |
- |
7 |
9,3 |
462 |
1 |
1,2 |
9 |
40%-ный метиловый спирт/вода |
{1} |
75 |
30 |
- |
8 |
25 |
- |
8 |
3,7 |
783 |
1 |
0,6 |
0 |
Бутиловый спирт/вода |
{3} |
20 |
50 |
- |
85 |
60 |
- |
9 |
5,8 |
600 |
1 |
1,0 |
*{1} – холодильник {3} - нагреватель {2} – испаритель {4} - конденсатор |
|||||||||||||