- •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 22.
Для условий задачи 21 определите полезную мощность и мощность на валу насоса, сравнив последнюю со значением из каталога насосов.
Решение
Мощность, передаваемая насосом в гидравлическую сеть (полезная мощность насоса):
.
По рабочим характеристикам насоса определяем КПД насоса при заданной производительности: .
Расчётная мощность на валу насоса:
.
Пересчитаем заданную найденную в задаче 21 по рабочим характеристикам мощность на валу насоса с калибровочной на рабочую жидкость:
.
Небольшое расхождение полученных значений связано с неточностью определения по графикам рабочих характеристик.
Задача 23
Для условий задачи 21 определите характеристику сети и рабочую точку, если характеристика насоса описывается уравнением: , где – производительность сети, м3/ч.
Решение
Уравнение сети представляет собой параболу: ,
где ,
(при условии постоянства λ).
Однако в задаче недостаточно данных для нахождения коэффициента B, выразим его из уравнения сети для точки , :
.
Таким образом, уравнение сети имеет вид: , где производительность сети выражена в м3/ч, поскольку именно эти единицы измерения использовались при нахождении коэффициента B.
Рабочая точка представляет собой пересечение двух парабол: характеристики насоса и характеристики сети. Для её нахождения необходимо приравнять уравнения характеристик:
.
Получаем квадратное уравнение:
.
Находим положительный корень квадратного уравнения:
.
Подставляя это значение в уравнение сети, находим вторую координату рабочей точки:
.
Рис. 10. Характеристика насоса и характеристика гидравлической сети
Тепловой баланс Теплообменного аппарата Задача 25
В трубном пространстве кожухотрубчатого теплообменного аппарата производят нагрев 4 т/ч бинарной смеси бензол-толуол от начальной температуры 30 °C до конечной температуры 80 °C. Содержание низкокипящего компонента в бинарной смеси 40 % масс. В качестве теплагента используют насыщенный водяной пар, подаваемый в межтрубное пространство под избыточным давлением 0,5 кгс/см2. Атмосферное давление 750 мм рт. ст. Потери тепла в окружающую среду составляют 10 % от тепловой нагрузки теплообменника. Определить тепловую нагрузку теплообменного аппарата и расход греющего пара.
Решение
Теплагент – насыщенный водяной пар (конденсация в межтрубном пространстве).
Хладагент – бинарная смесь бензол-толуол (нагрев 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].
Массовый расход хладагента: .
Средняя арифметическая температура хладагента:
.
Теплоёмкость компонентов бинарной смеси при средней арифметической температуре [2, с. 18]:
низкокипящий компонент (бензол) ,
высококипящий компонент (толуол) .
Среднюю интегральную теплоёмкость хладагента (бинарной смеси бензол-толуол) заменяем теплоёмкостью при средней арифметической температуре, которую находим через теплоёмкости компонентов:
.
Расход тепловой энергии на нагрев хладагента:
.
Тепловой баланс теплообменного аппарата: .
Тепловую нагрузку аппарата принимаем равной расходу тепловой энергии, выделяющейся при конденсации теплагента: .
Потери тепловой энергии в окружающую среду заданы в виде доли от тепловой нагрузки теплообменника: .
Преобразуем уравнение теплового баланса:
,
,
.
Находим тепловую нагрузку теплообменного аппарата и расход тепловой энергии, выделяющейся при конденсации теплагента:
.
Потери тепловой энергии в окружающую среду:
.
Расход теплагента (насыщенного водяного пара):
.