едня температура процесу
Середня ізобарна теплоємність компонентів газової суміші
Середня масова ізобарна теплоємність газової суміші
Середня масова ізохорно теплоємність газової суміші
Показник адіабати
Термодинамічна робота процесу
Потенційна робота процесу
Зміна внутрішньої енергії
Зміна ентальпії
політропні теплоємність
Теплота процесу
Зміна ентропії
Коефіцієнт розподілу енергії
Перевірка правильності розрахунків
Висновки
Проведене дослідження дозволяє розбити всі політропні процеси з від до при розширенні газу на три групи:
I група :. У цій групі, а отже, і; тут, а отже,. Так як, то теплоємність в цій групі процесів позитивна. Підведена до газу теплота витрачається на збільшення внутрішньої енергії і на здійснення ним роботи розширення; II група:. Для цієї групи, а отже, і; і, отже, ; теплоємність у процесах негативна, оскільки. Термодинамічні процеси другої групи характерні тим, що робота розширення відбувається як за рахунок підведеної до газу теплоти, так і за рахунок внутрішньої енергії;
III група:. Тут при розширенні газу всі параметри стану зменшуються (), але теплоємність, тобто позитивна. У процесах цієї групи розширення газу відбувається із зменшенням його внутрішньої енергії і віддачею теплоти в навколишнє середовище.
2. Тепловий розрахунок теплообмінного апарату
Завдання. У Одноходовий кожухотрубні теплообмінному апараті гарячий теплоносій рухається в міжтрубному просторі і охолоджується від температури=130 ° С до=53 ° С.
Внутрішній діаметр кожуха апарату D=252 · 10-3 м. Холодний теплоносій рухається усередині металевих трубок. Холодний теплоносій нагрівається від=30 ° С до=55 ° С.
Кількість трубок в теплоносії n=62. Трубки теплообмінника з внутрішньої сторони покриті відкладеннями (накипом) товщиною? нак=0,6 · 10-3 м. Теплова потужність, що вноситься в ТОА Qвн=550 кВт. Втрати теплоти в навколишнє середовище складають (1 -?)? 100%.
Визначити поверхню нагріву F і число секцій N теплообмінника. Довжина секцій LС=5 м.
Розрахунок провести для прямоточного і противоточного напрямків теплоносіїв, а також за наявності накипу на трубах і при її відсутності.
Відомо також:
Внутрішній діаметр трубок dв=16 · 10-3 м;
Коефіцієнт теплопровідності матеріалу трубок? с=110 · 10-3кВт/(м · К) ;;
холодний теплоносій нафту
зовнішній діаметр трубок dн=18 · 10-3 м;
Коефіцієнт теплопровідності накипу? нак=0,7 · 10-3 кВт/(м · К) ;;
гарячий теплоносій вода
Коефіцієнт використання теплоти? =0,98;
Орієнтація трубного пучка в просторі горизонтальна.
Конструктивний тепловий розрахунок ТОА
1. Теплова потужність, отримана холодним теплоносієм:
Графіки зміни температури теплоносіїв по довжині апарату:
Рис. 2.1
З графіків бачимо, що прямоток неможливий, подальші розрахунки ведемо тільки для протитечії.
. Температурний перепад між теплоносіями на кінцях апарату, протитечія ??:
. Температурні напори для протитоку:
при:;
при:.
У даному випадку для протитоку:
;
отже
. Зміна температури по довжині апарату:
;
.
. Середні температури гарячого і холодного теплоносіїв:
;
.
. Теплофізичні властивості гарячого і холодного теплоносіїв виписуємо з додатків 1 і 2, використовуючи при необхідності лінійну інтерполяцію.
Гарячий теплоносій - вода
Виписуємо значення параметрів при знайденої середній температурі 91,5 ° С:
середня щільність
коефіцієнт теплопровідності
питома теплоємність Ср1=4,2098 кДж/(кг · К);
кінематична в'язкість
коефіцієнт об'ємного розширення
число Прандтля Pr1=
Холодний теплоносій - нафта
Виписуємо значення параметрів при знайденої середній температурі 42,5 ° С: середня щільність
коефіцієнт теплопровідності
питома теплоємність СР2=2,0 кДж/(кг · К);
кінематична в'язкість
коефіцієнт об'ємного розширення
число Прандтля
Pr2=СР2 /=8002,0103/0,18=133,3.
. Прохідні перетини гарячого і холодного теплоносіїв:
. Швидкості руху теплоносіїв:
. Еквівалентні діаметри:
;
. Число Рейнольдса для га...
