і 120 ° С. При цих температурах тиску парів вказані в таблиці:
100 ° С120 ° СГептан, Рг, мм рт.ст.7921369Октан, Рок, мм рт. ст.350645
Знайдемо значення суми в рівнянні ізотерми:
117 ° С
Визначимо середню різницю температур між потоками і середня температура потоків.
Температурна схема при противотоке:
н=125 ° t1к=105 ° к=117 ° t2н=16 °
? tм=125-117=8 °? tб=105-16=89 °
Середня різниця температур розраховується за формулою:
Гарячий потік змінює температуру на? t1=20 ° C, а холодний на? t2=101 ° C, тому середня температура гарячого потоку складе:
ср=С
а середня температура холодного потоку дорівнює:
Cр=t1cр-? tср=115-34=81 ° С
. 3 Визначення теплофізичних властивостей індивідуальних речовин і сумішей
Властивості нагреваемого сировини при середній температурі 81 ° С знайдемо за таблицями. Враховувати незначне, на 3? 5 °, зміна температури від зазначеного в таблиці для щільності і теплопровідності немає сенсу.
Густині? г=627 кг/м3,? ок=653 кг/м3
Теплоємність сг=2401 Дж/(кг · К), сік=2 252 Дж/(кг · К)
В'язкість? г=0,24 · 10-3 Па · с,? ок=0,291 · 10-3 Па · с
Теплопровідність? г=0,108 Дж/(кг · К),? ок=0,146Дж/(кг · К)
Визначаємо властивості суміші вуглеводнів:
Щільність кг/м3
Теплоємність
с2=Дж/(кг · К)
В'язкість
Теплопровідність
Вт/(м · К)
Всі отримані значення зведемо в таблицю.
СвойстворазмерностьГорячая водаНагреваемое сирьеНКВКСмесьСр.температура ° С115 80плотностькг/м3943627653636теплоемкостьДж/(кг·К)4230240122522349ВязкостьПа·с0,231·10-30,24·10-30,291·10-30,255·10-3теплопроводностьВт/(м·К)0,6860,1080,1460,121
. 4 Визначення теплового навантаження і витрати гарячої води
Теплове навантаження на апарат визначимо з рівняння:
Необхідна витрата гарячої води знайдемо з рівняння:
. 5Вибор орієнтовною поверхні апарату і конструкції
Приймемо орієнтовний значення коефіцієнта теплопередачі для нагріву вуглеводнів водою Кор=340 Вт/(м2 · К). Тоді орієнтовна площа поверхні теплопередачі складе:
? Fор? 193
По таблиці [1, стор.102] вибираємо теплообмінники, імовірно підходящі в нашому випадку.
№варіанта123456 Труби, мм20? 220? 225? 225? 225? 225? 2Fтаб, м2139116127190121181Sт, м20,0370,020,030,030,0220,022Sвп, м20,0410,0650,0650,0650,070.07nобщ , шт370618404404384384z264466
Проведемо перевірочний розрахунок теплообмінника №1 з метою встановлення його придатності для проведення процесу теплообміну при заданих витратах і температурах.
. 6 визначення коефіцієнта тепловіддачі? 2 для нагреваемого сировини (трубне простір)
Визначимо об'ємну витрату сировини з рівняння:
Визначення середньої швидкості потоку в трубах пучка:
=
Визначимо режим руху в трубному просторі. Для цього обчислимо по рівнянню критерій Рейнольдса:
Отже, режим руху в трубах турбулентний.
Визначимо значення критерію Прандтля з рівняння:
Для визначення критерію Нуссельта при турбулентному русі скористаємося рівнянням: 0,25=
=
Тоді значення коефіцієнта тепловіддачі? 2 складе:
. 7 Визначення коефіцієнта тепловіддачі? 1 для гарячої води
Об'ємна витрата гарячої води та її швидкість в міжтрубномупросторі складуть:
=
Визначимо значення критерію Рейнольдса для води в міжтрубному просторі:
Значення критерію Прандтля для води при 115 ° знайдемо в додатку [1, стор.98]: Pr1=1,45
Визначимо значення критерію Нуссельта:
=
Тоді значення коефіцієнта тепловіддачі? 1 від гарячої води до стінок труб ...
