Решить задачи по теме

Решить задачи по теме

Домашнее задание

Задачи 1-15

Определить среднюю разность температур и необходимую поверхность теплообмена в теплообменнике при охлаждении теплоносителя от температуры t1н до t1к[°С] и нагреванию среды от t2н до t2к. Количество отнимаемой теплоты Q[Вт], коэффициент теплопередачи К [Вт/(м2·К)].

среда гор. тепл	Крекинг-остаток	Масло	Вода
среда хол. тепл	Нефть	Масло	Вода
Q	55000	40000	45000	51250	50000	30000	40000	50000	60000	75000	20000	30000	75000	90000	100000
K	250	260	270	280	290	265	275	285	295	300	250	275	300	325	325
t1н	300	295	270	310	250	310	325	335	340	350	150	160	170	145	200
t1к	210	200	180	200	150	200	190	180	170	165	80	85	70	60	90
t2н	25	30	24	30	20	25	30	35	20	24	18	20	24	30	35
t2к	165	175	180	180	175	140	150	175	150	155	120	100	130	100	70
направление теплоносителя	Противоток	Прямоток	Противоток	Прямоток	Противоток+

Задачи 16-30

Определить коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности труб к охлаждающей воде оросительного теплообменника для охлаждения G[кг/с] жидкости от t1н до t1к. Длина труб ℓ [м], диаметр труб dхд [мм], расстояние между трубами h[мм]. Температура воды изменяется от t2н до t2к [K].

среда	Ацетон	Бензол	Толуол	Нитробензол	Метанол	Этанол
G	1,4	2	1,1	1,3	1,9	1,2	1,5	1,95	1,35	1,65	2,25	1,7	2,7	1,25	2,25
t1н	56	53	70	80	75	90	95	105	70	65	72	65	60	77	78
t1к	20	19	20	22	25	20	22	21	20	24	21	17	18	20	21
dхд	25х2	25х2,5	38х2	34х2	25х2	38х3	32х2	38х2	33х1	57х3	25х2	14х1,5	38х2	20х2	38х3
ℓ	4	5	35	4	6	25	4	6	4	5	6	4	5	3	5
t2н	11	12	14	9	10	8	11	9	10	11	7	8	9	10	12
t2к	18	20	22	21	20	18	19	19	20	19
h	50	42	54	48	50	45	54	55	50	101	51	29	54	42	45

Задачи 31-45

Определить конечную температуру воды t2к[K], необходимую площадь поверхности теплообменника F[м2]. На охлаждение поступает G1[кг/ч] с удельной теплоёмкостью С1[Дж/(кг·К)], которая охлаждается от t1н до t1к[K] водой в количестве [кг/ч] с температурой t2н[°C], коэффициент теплопередачи К [Вт/(м2·К)]. Движение теплоносителей противоточное.

G1	1500	1600	1700	1800	1900	2000	2250	1700	1850	2100	2400	2800	3000	3600	7200
С1	2650	2700	2600	2300	2250	2350	1000	1050	1090	1700	1800	1750	4180	4110	4125
t1н	110	115	120	100	105	107	45	42	41	95	100	105	100	95	100
t1к	25	28	20	30	24
	3050	3100	3300	3500	3800	4000	4444	3300	3500	4000	4800	5000	6000	7000	10000
t2н	10	11	12	13	14	15	16	17	18	17	16	15	14	13	10
K	220	240	230	250	270
среда	Бензол	Октан	Сероуглерод	Толуол	Вода

Задачи 46-60

Определить критерий Рейнольдса, толщину пленки д[м] и скорость стекания пленки жидкости w[м/с] по внутренней поверхности трубы диаметром d[мм] при массовом расходе жидкости G[кг/с] при средней температуре tср[°С].

G	0,19	0,2	0,21	0,25	0,3	0,35	0,2	0,4	0,6	0,8	0,7	0,4	0,15	0,25	1
dхд	20х2	25х2	25х2,5	25х2	34х2	38х3	20х2	25х2	30х2	34х2	38х2	20х2	25х2,5	34х2	38х2,5
tср	20	25	30	22	26	30	30	25	20	22	26	30	32	34	35
среда	Толуол	Этанол	Метанол	Сероуглерод	Бензол

Задачи 61-75

Определить площадь поверхности теплообмена F[м2] для нагрева G[кг/с] жидкости от t1н [°C] до t1к[°C]. Температура горячего теплоносителя изменится от t2н до t2к[°C]. Коэффициент теплопередачи К [Вт/(м2·К)]. Движение теплоносителя принять по таблице.

среда	Сероуглерод	Ацетон	Бензол	Толуол	Этанол
G	1,2	1,4	1,8	1	1,3	1,25	0,5	0,75	1,5	0,75	1,25	1,75	1,15	1,35	1,75
t1н	18	20	22	20	18	19	20	18	21	22	20	18	17	19	20
t1к	Температура кипения среды
t2н	70	75	80	60	65	70	95	100	110	125	130	135	100	110	125
t2к	20	21	22	25	24	20	25	30	32	30	28	30	30	25	25
К	380	390	400	600	625	670	375	400	425	440	480	520	200	225	250
направление теплоносителя	Противоток	Прямоток	Противоток	Прямоток	Противоток

Задачи 76-90

Определить площадь поверхности теплообмена и расход греющего пара подогревателя, в котором нагревается G (кг/с) жидкости от t1н [°C] до t1к[°C] паром давлением Р (МПа), коэффициент теплопередачи К [Вт/(м2·К)].

Нагреваемая среда	Толуол	Хлорбензол	Н2SО4 (98%)	Бензол	Этанол (100%)
G	2,0	4,0	6,0	2,5	4,5	7,5	5,0	7,5	10,0	6,5	9,5	12,0	7,0	9,0	13,0
t1н	20	25	30	30	25	20	20	25	30	20	25	30	25	20	30
t1к	90	85	92	90	85	80	80	70	90	70	75	78	65	70	75
Р	0,5	0,55	0,6	0,4	0,5	0,6	0,4	0,6	0,5	0,3	0,4	0,45	0,4	0,5	0,6
К	1000	1025	1075	1100	1150	1200	1000	1025	975	940	980	100	950	975	985

Литература

«Основные процессы и аппараты химической технологии», Москва, изд. «Химия», 1973г. , , Каган  С. З. «Процессы и аппараты химической технологии», Москва,  изд. «Госхимиздат», 1962г. «Справочник по теплообменникам», Москва, «Энергоатомиздат»,1987г. , «Процессы и аппараты», Москва, изд. «Академия», 2004г.