Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Температурный напор по поверхности нагрева испарителя




Температура горячего теплоносителя – конденсирующегося водяного пара – остается неизменной и равной =443 K. Следовательно, температурный напор в испарителе будет одинаковым по всей его поверхности и равным

ΔT= -T2=433-383=60 K

 

4. Коэффициент теплоотдачи со стороны кипящей флегмы

Для пузырькового режима кипения жидкости в большом объеме [в Вт/(м2*К)] можно определить по следующей зависимости, предложенной Кружилиным:

где , – соответственно плотности паровой и жидкой фаз, кг/м3; r – теплота парообразования, Дж/кг; σ – поверхностное натяжение на границе раздела между жидкостью и паром, Н/м или кг/с2; λж – теплопроводность жидкости, Вт/(кг*К); µж – коэффициент динамической вязкости жидкости, Па*с; – теплоемкость жидкости, Дж/(кг*К); – температура кипения флегмы, К; q – теплонапряжение поверхности нагрева, Вт/м2.

Все физические параметры= в формуле определяются при температуре кипения флегмы = =383 K.

Плотность паровой фазы определим по уравнению Менделеева – Клапейрона:

= *

где – плотность пара при нормальных условиях, кг/м3; = 273. К; π=1,47*106 Па – давление в испарителе; =98,1*103 Па;

Имеем:

= = = 2,6 кг/м3

После подстановки всех величин в формулу получим:

= 2,6 * = 28 кг/м3

Относительную плотность жидкости можно определить по формуле Мамедова:

=

где = 61,6. Получим:

=

После этого по известным формулам или графикам нетрудно найти плотность остатка при температурах:

= 383 K = 528 кг/м3

T = 288 K = 602 кг/м3

Теплоту парообразования найдем как разность энтальпий паровой и жидкой фаз:

r = - = 690, 8 – 422, 9 = 267, 9 кДж/кг = 267, 9*103 Дж/кг.

Поверхностное натяжение на границе раздела пар – жидкость определим по формуле Этвиша:

σ = (

где M = MR = 61,6 – средняя молекулярная масса остатка; = 528 кг/м3 – плотность остатка при температуре = 383 К; Ткр – критическая температура остатка, К; ; δ – постоянная, равная 7 К.

Найдем псевдокритическую температуру остатка по критическим температурам компонентов и их мольным долям в остатке:

Подставляя найденные величины в формулу Этвиша, получим:

Коэффициент теплопроводности жидкости вычислим по формуле:

Коэффициент динамической вязкости жидкости как для смеси неассоциированных жидкостей можно определить по формуле:

где – коэффициенты динамической вязкости компонентов жидкости.

Предварительно найдем для каждого из компонентов остатка значение µ при 383 К.

По графику имеем для пропана (С3Н8) при двух произвольно взятых температурах:

Для дальнейших расчетов воспользуемся формулой

Здесь С – некоторая постоянная величина, которую легко найти из этой зависимости:

Пользуясь той же формулой, определим µ1 при Т2 = 383 К:

откуда µ1 =

По тому же графику имеем для бутана (С4Н10):

при 290 K

при 310 K

Расчеты, аналогичные сделанным для пропана, дают:

Для пентана (С2Н12) получим:

при 290 K

при 308 K

Теперь по формуле, приведенной выше, найдем коэффициент динамической вязкости для жидкого остатка в испарителе при :

откуда

Теплоемкость жидкой фазы найдем по формуле:

Подставляя все найденные выше значения в формулу для , получим:

 

Таким образом, в зависимости от теплонапряжения поверхности за жидкую фазу везде принимается остаток R, а не флегма (VR+R), именно остаток R находится в равновесии с паром VR.

5. Коэффициент теплоотдачи со стороны конденсирующегося водяного пара

Для случая конденсации водяного пара внутри горизонтальных труб предложено уравнение

которое в рабочем виде записывается так:

где А=φ(Т ср) – коэффициент, зависящий от средней температуры конденсата и определяемый по графику (рис. 2.14); q – теплонапряжение поверхности нагрева испарителя, Вт/м2; l – длина трубы, м; d B – внутренний диаметр трубы, м.

Средняя температура конденсата равна:

где - температура насыщенного пара, K; – температура стенки со стороны конденсирующегося пара, K.

Температура , как правило, мало отличается от , поэтому без большой погрешности можно принимать .

По графику (рис. 2.14) при Т ср = 443 К А=6,2. Тогда .

Коэффициент теплопередачи

С учетом тепловых сопротивлений стенки и загрязнений ее обеих поверхностей коэффициент теплопередачи определим из уравнения:

где – толщина стенки трубы; – коэффициент теплопроводности материала стенки трубы; – тепловое сопротивление загрязнения внутренней поверхности труб, - принимается как среднее значение для водяного пара и мягкой воды; – тепловое сопротивление загрязнения наружной поверхности трубы, - принимается как для светлого нефтепродукта.

 

Таблица 2

Величины Результаты расчетов
     
q, Вт/м2 (принимается)...................... .................... .................. ............................ ............................... 30 000 7 266 5 766 50 000 9 408 8 226 70 000 11 088 10 473

 

Тогда

Так как являются функциями теплонапряжения q, величина которого неизвестна, то вычисление 𝓀 ведем методом постепенного приближения. Задаемся различными значениями q и для каждого из них находим . Результаты расчетов сведены в таблице 2.

По данным этой таблицы строим график зависимости (рис.2.15), называемый нагрузочной характеристикой испарителя.

 

Зная, что в рассчитываемом испарителе средний температурный напор , находим по графику (рис. 2.15) соответствующее теплонапряжение поверхности нагрева .

Коэффициент теплопередачи в испарителе:





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2017-03-12; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1179 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Что разум человека может постигнуть и во что он может поверить, того он способен достичь © Наполеон Хилл
==> читать все изречения...

2484 - | 2299 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.