Рассчитать и подобрать нормализованный кожухотрубчатый теплообменник для охлаждения кубового остатка ректификационной колонны в количестве G1=6,0 кг/с от t1н=102,5 0С до t1r=30 0C. Кубовый остаток – коррозионноактивная органическая жидкость, которая при средней температуре t1=0,5(t1н +t1к) = 660 имеет следующие физико-химические характеристики : р=986 кг\м3 ; 
1=0,662 Вт\(м*К); 
1=0,00054Па*с; с1=4190Дж\(кг*К); 
1=0,00048 К-1. Охлаждение осуществить водой с t2н=20 0С и t2к= 40 0С.
Расчет теплообменников проводится последовательно в соответствии с общей блок-схемой.
1)Определение тепловой нагрузки
Q=6,0*4190(102,5-30)=1820000 Вт
2)Расход воды определяем из уравнения теплового баланса.
G2= 
кг\с
Где 4180Дж\(кг*К)-теплоемкость воды с2 при ее средней температуре t2=0.5(t2н+ t2к)=300. Остальные физические характеристики воды при этой температуре: р2 = 996 кг\м3; 
2 = 0,618 Вт\(м*К); 2 = 0,000804 Па*с.
3)Среднелогарифмическая разность температур в теплообменнике
tср.лог = 
град
4) Ориентировачный выбор теплообменника.
Решение вопроса о том, какой из теплоносителей направить в трубное пространство, определяется его давлением, коррозионной активностью, способностью загрязнять поверхности теплообмена и др. Рассматриваемый пример относится к такому случаю, когда коррозионноактивную среду – кубовый остаток – целесообразно направить в трубное пространство, а охлаждающую воду – в межтрубное.
Примем ориентировочное значение Rе10р= 15000, соответствующее развитому турбулентному режиму течения в трубах. Очевидно такой режим возможен в теплообменниках, у которых число труб n, приходящейся на один ход по трубам диаметром dн= 20*2 мм, равно
Для труб диаметром dн=25*2 мм
Минимальное ориентировочное значение коэффициента тепло передачи, соответствующее турбулентному течению теплоносителей, равно Кор =800 Вт\(м2*Л). При этом ориентировочное значение поверхности теплообмена составит
Fор = 
м2
Как видно теплообменник с близкой поверхностью имеют диаметр кожуха 600-800 мм. При этом многоходовые аппараты с числом ходов z= 4 или 6 имеют соотношения n\z, близкие к 50.
В многоходовых теплообменниках средняя движущая сила несколько меньше, чем в одноходовых, в следствие возникновения смешанного взаимного направления движения теплоносителей. Соответствующую поправку для средней разности температур;
Р= 
R= 
t=0.77 и 
tср =28,6*0,77=22,0 0С
С учетом этих оценок ориентировочная поверхность составит
Fор= 
м2
Лекция №6
Сушильные процессы
Сушильные установки
Влажность воздуха
Вода в атмосфере содержится в виде молекул (пар), капелек и кристалликов, влажность воздуха характеризуется содержанием водяного пара в г/м3 (абсолютная влажность — “а” 4м3) или упругостью- “с” мм р.с., мб, г.п). Количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе при данной температуре, — максимальное влагосодержание (или максимальная упругость) водяного пара (Е). Процентное отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к тому количеству, которое может содержаться при данной температуре, — относительная влажность (%). Она показывает степень насыщения воздуха водяным паром.
Разность между максимальной (Е) и фактической упругостью водяного пара — дефицит 4 (Д). Температура, при которой находящийся в воздухе водяной пар насытит его и начнется конденсация, — точка росы (Т0). Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара он может содержать и тем выше точка росы.
Водяной пар поступает в атмосферу в результате процесса испарения с поверхности. Испарение зависит от температуры испаряющей поверхности и от относительной влажности воздуха. Насыщенный воздух не может вместить больше пара, если температура его не повысится. При повышении температуры он удаляется от насыщения, при понижении, наоборот, в нем может начаться конденсация. Так происходит, например, летней ночью при ясной погоде, соприкасаясь с холодной поверхностью, воздух оставляет на ней капельки росы. При отрицательной температуре выпадает иней. В воздухе, охлаждающемся от поверхности или от пришедшего холодного воздуха, образуется туман. Он состоит из мелких капелек или кристалликов, взвешенных в воздухе. В сильно загрязнённом воздухе образуется густой туман с примесью дыма — смог.
Облака образуются при конденсации водяного пара в поднимающемся воздухе вследствие его охлаждения. Высота их образования зависит от температуры и относительной влажности воздуха. При достижении им высоты, на которой насыщение станет полным (100%), начинается конденсация и облакообразование. Если восходящий воздух встретит теплый слой (инверсия), подъём прекращается, воздух не достигает границы конденсации и облака не образуются.
Облака находятся в постоянном движении, опускаясь ниже границы конденсации, они испаряются (“тают”). Облака могут состоять из мелких капелек или кристалликов, чаще всего они смешанные. По форме (по виду) различают облака перистые, слоистые и кучевые. Перистые облака — облака верхнего яруса (выше 6000 м), полупрозрачные, ледяные. Осадки из них не выпадают. Слоистые облака среднего (от 2000 до 6000 м) и нижнего (ниже 2000 м) ярусов. В основном они и дают осадки, обычно длительные, обложные. Кучевые облака могут образоваться в нижнем ярусе и достигать очень большой высоты. Часто они имеют вид башен и состоят внизу из капелек, вверху — из кристалликов. С ними связаны ливни, град, грозы. Кроме трёх основных форм облаков, возникает много комбинированных. Например, перисто-слоистые, слоисто-кучевые, перисто-кучевые и.т. д.
Форма облаков объясняется их происхождением. Облачный покров обычно состоит из разных облаков. Степень покрытия неба облаками — облачность — измеряется в баллах. Полная облачность — 10 баллов. В среднем на Земле половина неба закрыта облаками. Наибольшая облачность там, где воздух поднимается, то есть в облаках пониженного давления. Наименьшая облачность — соответственно, в областях повышенного давления. Над океаном она больше, чем над сушей, так как там больше влаги в воздухе. Абсолютный максимум облачности — над Северной Атлантикой (9 баллов), абсолютный минимум — над Антарктидой и над тропическими пустынями (0,2 балла). Облачный покров задерживает солнечную радиацию, идущую к земной поверхности, отражает и рассеивает её. Одновременно облака задерживают тепловые излучения земной поверхности в атмосфере. Поэтому влияние облачности на климат велико.
От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной. В космических кораблях поддерживается наиболее благоприятная для человека относительная влажность воздуха (40 – 60%).
Большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды. Хотя количество водяного пара в атмосфере сравнительно невелико (около 1%), роль его в атмосферных явлениях значительна. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты, а испарение воды сопровождается поглощением теплоты.
В ткацком, кондитерском и других производствах для нормального течения процесса необходима определённая влажность.
Хранение произведений искусства и книг требуют поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях на стенах вы можете видеть психрометры.
Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ВДТ и ВЭВМ.
| Период года | Категория робот | Температура воздуха 0С не более | Относительная влажность воздуха, % | Скорость движения воздуха, м/с |
| Холодный | легкая-19 | 22 – 24 | 40 – 60 | 0,1 |
| легкая -16 | 21 – 23 | 40 – 60 | 0,1 | |
| Тёплый | легкая -19 | 23 – 25 | 40 – 60 | 0,1 |
| легкая -16 | 22 – 24 | 40 – 60 | 0,2 |
Приложение (обязательное); оптимальные и допустимые параметры температуры и относительной влажностью воздуха в помещениях с ВДТ и ПЭВМ во всех учебных и дошкольных учреждениях.
| Оптимальные параметры | Допустимые параметры | ||
| Температура, 0С. | Относительная влажность % | Температура, 0С. | Относительная влажность % |
| 19 | 62 | 18 | 39 |
| 20 | 58 | 22 | 31 |
| 21 | 55 | ||
Лекция №8
Дата: 2019-04-23, просмотров: 191.
