Теплообменные аппараты. Задание №5 Вариант 4

В трубчатом испарителе воды горячим теплоносителем является технологический сухой насыщенный пар, подаваемый в межтрубное пространство при давлении бар. За счет тепла конденсации пара, в трубах кипит и испаряется воды при давлении бар. На вход испарителя подается сухой насыщенный пар при давлениии кипящая вода при давлении, на выходе из испарителя – конденсат с температурой насыщенияпри давлениии сухой насыщенный пар с температуройпри давлении.

Расход воды через испаритель кг/час.

Принять средний коэффициент теплопередачи от пара к воде через стенку трубы

. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Определить расход пара (, кг/ч) и площадь поверхности теплообмена испарителя (,м²).

Представить график изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.

Уравнение теплового баланса имеет вид:

где: иэнтальпия сухого насыщенного пара на выходе из теплообменника и энтальпия воды на входе в теплообменник при бар.

иэнтальпия конденсата на выходе из теплообменника и энтальпия сухого насыщенного пара на входе в него при бар.

- расход воды через теплообменник в секунду.

- расход пара через теплообменник в секунду.

Рассчитаем тепловой поток.

энтальпия сухого насыщенного пара на выходе из трубчатого испарителя при давлении барПа[3, стр. 31].Значение принимается по значению энтальпии с двумя штрихами.

энтальпия воды на входе в трубчатый испаритель при давлении

барПа[3, стр. 31].Значение принимается по значению энтальпии с одним штрихом.

кг/с расход воды через теплообменник в секунду.

Из уравнения теплового баланса находим расход пара через испаритель.

Находим значения параметров энтальпий сухого насыщенного пара на входе в испаритель и конденсата на выходе из него.

,- энтальпия сухого насыщенного пара при давлении барПа. Принимается значение энтальпии с двумя штрихами[3, стр.31].

Находим энтальпию конденсата на выходе из теплообменника .

,- энтальпия конденсата при давлении барПа. Принимается значение энтальпии с одним штрихом[3, стр.31].

, кг/с

Площадь поверхности нагрева находим через уравнение теплопередачи.

где: - площадь теплообмена

- средний коэффициент теплопередачи от пара к воде через стенку трубы.

- средний температурный напор, зависит от схемы движения теплоносителей в теплообменнике, в нашем случае средний температурный напор будет определяться как разность температур теплоносителей на входе в теплообменник, так как температура теплоносителей не измена на протяжении всей поверхности теплообменника.

где - температура сухого насыщенного пара на входе испаритель.

- температура воды на входе в испаритель.

Определяем температуры теплоносителей на входе и на выходе из трубчатого испарителя.

Температура сухого насыщенного пара на входе в испаритель и температура конденсата на выходе из испарителябудет равняться температуре насыщенияпри давлении барПа. ºС[3, стр. 31].

Температура кипящей жидкости на входе в испаритель и температура сухого насыщенного пара на выходеиз него будут равняться температуре насыщенияпри давлении барПа. ºС[3, стр. 31]

Определяем и площадь поверхности теплообменника.

ºС

м²

График изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности испарителя будет иметь вид.