- •Расчет стационарной теплопроводности и теплопередач. Задание №1 Вариант 4
- •Расчет нестационарной теплопроводности. Задание №2 Вариант 4
- •Расчет теплоотдачи при естественной конвекции жидкости. Задание №3 Вариант 4
- •Расчет теплоотдачи при фазовых превращениях. Задание №4 Вариант 4
- •Теплообменные аппараты. Задание №5 Вариант 4
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.