Расчет расхода тепла на выпаривание
Определяем расход тепла на выпаривание Q, Вт:
Q = 1.05×( Gн сн (tк – tн ) + W×( iw – cв× tк )) (11) Q = 1,05×( 4×3693×( 77,8 – 71,3 ) + 3×( 2626300 – 4190×77,8 ) =7346800 Вт
Определяем расход греющего пара Gг.п. , кг/с:
Gг.п. = Q / rг.п.×j, (12)
где rг.п. – удельная теплота конденсации греющего пара, Дж/кг; rг.п. = 2220000 Дж/кг ; [7] j - степень сухости греющего пара; j = 0,95
Gг.п. = = 3,48 кг/c.
Рассчитываем относительный расход греющего пара d , кг/кг:
d = (13) d = = 1,16 кг/кг
2.1.6 Определение коэффициента теплопередачи К, Вт/(м2·К) Коэффициент теплопередачи К, Вт/(м2·К) рассчитываем по формуле:
, (14)
где α1-коэффициент теплоотдачи от греющего пара , Вт/(м2·К), α2-коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору, Вт/(м2·К), ∑ -суммарное термическое сопротивление стенки трубы и загрязнений на ней, (м2·К)/Вт. Для определения ∑ выбираем конструкционный материал, стойкий в среде кипящего раствора Са(NO3) 2 в интервале изменения концентраций от 12 до 48%. В этих условиях химически стойкой является сталь марки Х17. Скорость коррозии ее менее 0.1 мм/год, коэффициент теплопроводности λст = 25,1 Вт/(м·К). Примем, что суммарное термическое сопротивление равно термическому сопротивлению стенки δст/λст и накипи δн/λн. Термическое сопротивление со стороны пара не учитываем. Получим:
, (15)
∑ = =3,297 · 10-4 (м2·К)/Вт; Рассчитываем коэффициент теплоотдачи α1:
, (16)
где r1-теплота конденсации греющего пара, Дж/кг; ρж1 - плотность конденсата при средней температуре пленки,кг/м3; lж1 - теплопроводность конденсата при средней температуре плеки,Вт/(м·К); mж1 - вязкость конденсата при средней температуре пленки,Па×с; Средняя температура пленки:
α1 рассчитываем методом последовательных приближений. В первом приближении примем ×∆t1=6 град. Тогда:
; [2] ; [2] ; [2] ; [7]
Для установившегося процесса передачи тепла справедливо уравнение: q= α1×∆t1 =×∆tст/(∑rсум)= α2×∆t2 , (17)
где q- удельная тепловая нагрузка, Вт/м2; ∆tст- перепад температуры на стенке, град; ∆t2- разность между температурой стенки со стороны раствора и температурой кипения раствора, град. Отсюда:
∆tст = α1×∆t1×∑rсум = 4575× 6 × 3,297 × 10-4 = 9 град.
Тогда:
∆t2=∆tпол - ∆tст - ∆t1 = 31 – 9 – 6 = 16 град;
Коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору рассчитываем по формуле:
, (18)
где Nu – критерий Нуссельта:
, (19)
где Re – критерий Рейнольдса:
; (20)
Pr – критерий Прандтля: , (21)
где l-теплопроводность раствора, Вт/(м×К); l = 0,5939 Вт/(м×К); [2] r - плотность раствора, кг/м3; r = 1413,82 кг/м3 ; [2] m- вязкость раствора, Па×с; m = 1,96×10-3 Па×с ; [2] c - теплоёмкость раствора, Дж/(кг×К); с = 2570 Дж/(кг×К) ; [2] Свойства раствора взяты при средней температуре потока, равной:
tср = tк + : (22) .
Проверим правильность первого приближения по равенству удельных тепловых нагрузок:
q'= α1×∆t1= 4575 × 6 = 27450 Вт/м2; q''= α2×∆t2=2257 × 16 = 36112 Вт/м2;
Очевидно, что q'≠q''. Для второго приближения примем ∆t1 = 7 град. Пренебрегая изменением физических свойств конденсата при изменении температуры на 1 град, рассчитаем α1 по соотношению: α1 = 4575 = 4402 Вт/(м2×К);
Получим:
∆tст = 4402 × 7 × 3,297 × 10-4 = 10 град; ∆t2 = 31 – 7 – 10 = 14 град; q' = 4575 × 7 = 32025 Вт/м2; q'' = 2257 × 14 = 31598 Вт/м2. %= %
Так как расхождение между тепловыми нагрузками не превышает 3%, то расчет коэффициентов a1 и a2 на этом заканчиваем. Находим К:
Вт/(м2×К)
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (186)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |