B трубном пространстве кожухотрубчатого теплообменника охлаждается жидкость от температуры tн до tig. Расход жидкости G1. В межтрубное пространство противотоком поступает вода среднего качества, которая нагревается от t2 до t2. Коэффициент теплоотдачи к воде равен а2. Средняя температура стенки труб со стороны жидкости (ст… (Решение → 13419)

Заказ №38747

B трубном пространстве кожухотрубчатого теплообменника охлаждается жидкость от температуры tн до tig. Расход жидкости G1. В межтрубное пространство противотоком поступает вода среднего качества, которая нагревается от t2 до t2. Коэффициент теплоотдачи к воде равен а2. Средняя температура стенки труб со стороны жидкости (ст… Определить необходимую площадь поверхности теплопередачи теплообменного аппарата и расход охлаждающей воды, если число труб в аппарате п, а их диаметр d. Потерями теплоты в окружающую среду пренебречь. Исходные данные к заданию приведены в таблице 2.2. № Жидкость tik G1, 12к, а2. tr, n d. te°C кг/с° °C ° Вт/м2•КC вар. мм 18 Четыреххлористый углерод 74 32 10 12 36 1100 40 61 20x2

Решение:

Основой расчета является уравнение теплопередачи, в соответствии с которым искомая площадь поверхности теплопередачи: F = 𝑄 𝐾 ∙∆𝑡ср Примем индекс 1 для обозначения горячего теплоносителя (четыреххлористый углерод), индекс 2 для обозначения холодного теплоносителя (воды). Определим разность температур: Δt1 = 74 – 36 = 38 0C Δt2 = 32 – 12 = 20 0C Далее вычислим среднюю разность температур четыреххлористого углерода и воды: Δtср = 38−20 ln38 20 = 28,04 К (0С) Определим средние температуры теплоносителей. Так как температура воды изменяется на меньшее число градусов, чем температура четыреххлористого углерода, то средние температуры воды и вещества определяются по формулам: - среднее значение температуры воды: t2 = 0,5∙(36 + 12) = 24 (0C) Среднее значение температуры четыреххлористого углерода равно: t1 = 28,04 + 24 = 52,04 (0C) Для определения тепловой нагрузки аппарата рассчитаем количество теплоты, отдаваемой четыреххлористым углеродом воде, в соответствии с формулой: Q = G1 ∙c1 ∙(t1н – t1к) = 10∙910∙ (74 – 32) = 382,2 (кВт) Расход охлаждающей воды определяется из теплового баланса аппарата: G2 = 𝑄 𝑐2(𝑡2к− 𝑡2н ) = 382,2∙103 4180 (36−12) = 3,81 (кг/с) В данной задаче рассматривается процесс охлаждения четыреххлористого углерода, следовательно, процесс теплоотдачи протекает без изменения агрегатного состояния теплоносителя.