107_2011

Рис. 6.17. Схема движения потоков теплоносителей в испарителе

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.33, по предпоследней цифре – из табл. 6.34.

Таблица 6.33

Задача 18

В кожухотрубчатом теплообменнике при эксплуатации на поверхностях труб обра-

Таблица 6.38

Задача 20

Необходимо подогревать G воды от температуры tн до tк. Для этих целей предпола- гается использовать теплообменник (рис. 6.20), змеевик которого выполнен из трубы диа- метром d ×δст. В змеевик будет подаваться водяной насыщенный пар с избыточным дав- лением Pизб. Расчетное значение коэффициента теплопередачи в теплообменнике K .

Рис. 6.20. Схема движения теплоносителей в змеевиковом теплообменнике

Определить минимальную длину трубы змеевика, при которой будет обеспе- чензаданный подогрев воды.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.39, по предпоследней цифре – из табл. 6.40.

Таблица 6.39

243

Таблица 6.40

ка (рис. 6.21) жидкость охлаждается от начальной температуры t1н до конечной t1к. Расход охлаждаемой жидкости G1. Охлаждающим агентом является вода, которая дви- жется по трубному пространству. В процессе теплообмена вода нагревается от началь- ной температуры t2н до конечной t2к. Трубы теплообменника имеют диаметр 20×2 мм. Значение коэффициента теплоотдачи со стороны горячего теплоносителя составляет α1, со стороны холодного – α2. Схема движения теплоносителей – противоток.

Рис. 6.21. Схема движения теплоносителей в холодильнике

Определить:

1)плотность теплового потока от горячего теплоносителя к холодному;

2)массовый расход охлаждающей воды;

3)поверхность теплообмена холодильника.

При расчетах принять, что потери тепла в окружающую среду составляют β от тепла отдаваемого горячим теплоносителем. Термические сопротивления загряз- нений на внутренних и внешних поверхностях стенок труб принять в соответствии с родом теплоносителей, руководствуясь справочным данными.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.41, по предпоследней цифре – из табл. 6.42.

Таблица 6.41

244

Окончание табл. 6.41

Примечание. С – среднее; Х – хорошее; О – очищенная.

Задача 22

В трубном пространстве горизонтального кожухотрубчатого теплообменника (рис. 6.22) вода нагревается до температуры кипения tкип. Начальная тем- пература воды tн, ее расход G. В межтрубное пространство теплообменника по- дается водяной пар, имеющий влажность x. Давление греющего пара на P больше давления в трубном пространстве подогревателя. Конденсат греюще- го пара отводится при температуре насыщения. Трубы теплообменника имеют диаметр 25×2 мм. Коэффициент теплоотдачи со стороны параравен α1 , со сторо- ны воды – α2.

Рис. 6.22. Схема движения теплоносителей в подогревателе

245

Определить:

1)плотность теплового потока от пара к воде;

2)массовый расход греющего пара;

3)поверхность теплообмена подогревателя.

При расчетах принять, что на подогрев воды используется β тепла, отда- ваемого паром при конденсации. Термические сопротивления загрязнений на поверхностях стенок труб принять согласно справочным данным в соответ- ствии с родом теплоносителей.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.43, по предпоследней цифре – из табл. 6.44.

Таблица 6.43

Задача 23

В кожухотрубчатом теплообменнике (рис. 6.23) нагревается газ. Начальная температура газа tн, конечная – tк.

Рис. 6.23. Схема движения теплоносителей в кожухотрубчатом подогревателе

246

Подогреватель имеет поверхность теплообмена F. Трубы теплообменника имеют наружный диаметр dн при толщине стенки δ. Обогрев производится во- дяным насыщенным паром, имеющим избыточное давление Pизб. Коэффициент теплоотдачи от пара к трубам α1 , коэффициент теплоотдачи от труб к газу – α2.

Определить:

1)тепловую мощность подогревателя;

2)массовый расход потребляемого в теплообменнике греющего пара. Тепловую проводимость загрязнений на поверхностях стенок труб принять

всоответствии с рекомендациями справочной литературы. Тепловыми потерями

вокружающую среду пренебречь.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.45, по предпоследней цифре – из табл. 6.46.

Таблица 6.45

Задача 24

В горизонтальном кожухотрубчатом теплообменнике (рис. 6.24) охлаждает- сяV0 газа (расход приведен к нормальным условиям). Температура газа на входе в теплообменник t1н, на выходе из него – t1к. Среднее давление газа, движущегося по межтрубному пространству, P. Охлаждение ведется жидкостью, движущейся по

ному пространству при общем числе стальных труб в трубном пучке n. Перегород- ки в межтрубном пространстве теплообменника отсутствуют.

Определить:

1) массовый расход охлаждающей жидкости;

2) минимальную расчетную поверхность теплообменника;

247

3) длину труб теплообменника (округлить до 0,5 м с запасом).

Внутренний диаметр кожуха теплообменника взять из справочного при- ложения в соответствии с z и n. Геометрические параметры труб указаны в табл. 6.47.

Термические сопротивления загрязнений поверхностей стенок со стороны газа и жидкости принять 3,5 10–4 м2 К/Вт и 2,5 10–4 м2 К/Вт соответственно. Соотноше-

Рис. 6.24. Схема движения потоков в холодильнике газа

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.47, по предпоследней цифре – из табл. 6.48.

Таблица 6.47

Окончание табл. 6.48

Таблица 6.50

Задача 26

В выпарном аппарате многокорпусной выпарной установки непрерывного дейст- вия содержание растворенного вещества в водном растворе повышается от xн до xк.

Выпарной аппарат вертикальный с естественной циркуляцией раствора и кипением в зоне нагрева (рис. 6.26) имеет трубы высотой H. Давление вто- ричного пара над кипящим раствором в выпарном аппарате PW . Среднее объемное паросодержание раствора в трубах аппарата ε.

Определить:

1)температуру кипения раствора в аппарате;

2)соотношение массовых расходов исходного

иупаренного растворов.

Расчетную плотность раствора приближенно принять равной его плотности при 40°C.

Исходные данные по последней цифре учебного шифра выбирают из табл. 6.51, по предпоследней цифре – из табл. 6.52.

Таблица 6.51

Примечание. «+» – показания манометра; «−» – показания вакуумметра. При отсутствии знаков «+» и «−» перед числом в строке значений PW указано абсолютное давление.

250