Химия. Примеры решения задач контрольной работы

Архитектура ренессанса История искусства

Начертательная геометрия
Инженерная графика
Машиностроительное черчение
Химия
Современная теория строения атомов и молекул
Закон эквивалентов
Рассчитайте мольную массу
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ
ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
СВОЙСТВА РАСТВОРОВ
ИОННЫЕ РЕАКЦИИ ОБМЕНА
ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ
Окислительно-восстановительные реакции
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
ЭЛЕКТРОЛИЗ
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
Полимеры
ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ
Пример решения задачи № 2
Гидромеханические методы
Теплопередача
Расчет коэффициента теплопередачи
Классы неорганических соединений
Элементы химической термодинамики
Электролитическая диссоциация
Электролитическая диссоциация
Дисперсные системы
Растворы неэлектролитов
Степень окисления
Электрохимические процессы

Предварительный выбор стандартного теплообменника

Расчет ориентировочной площади теплопередающей поверхности . Определим интервал, в котором должно находиться значение . Площадь теплопередающей поверхности рассчитывается из основного уравнения теплопередачи (4.1). Задавшись минимальным   и максимальным  коэффициентом теплопередачи, рассчитаем и . При теплопередаче при вынужденном движении теплоносителя (раствора) от конденсирующегося пара к водному раствору (или воде) К или  Вт/(м2·К) [3, стр. 24], [4, стр. 172]. Таким образом, примем =3000 и =700 Вт/(м2·К). А при вынужденном движении теплоносителя, от конденсирующегося пара к органическим жидкостям или их растворам, К ниже: К(120340) Вт/(м2·К)

=34 м2; =8 м2.

Таким образом, теоретическая, ориентировочная поверхность теплопередачи  должна быть (м2).

Введем обозначения для параметров теплоносителей: для горячего – индекс «1»; для холодного – индекс «2».

Подбор стандартного теплообменника на основе ориентировочного значения поверхности теплопередачи . Определим скорость , которая соответствует турбулентному течению раствора по трубам теплообменника (>10000).

Из (1.4) найдем  при Re = 10000:

.  (4.13)

Зададимся диаметром труб: примем стандартные трубы 25х2 мм, т.е.внутренний диаметр труб ==21·10–3 м; а наружный ==25.10–3 м с помощью найденных теплофизических свойств раствора (табл.4.2) получим: = 0,27 (м/с).

Рассчитаем число труб одного трубного хода теплообменника n, которое обеспечит заданный расход раствора:

Из (1.1) получим

=4,83.10–3 (м3/с).

Тогда, согласно (1.5) и (1.6) получим

;

  = 51,67 (шт.) = 52 трубы в одном ходе.

Итак, для того, чтобы режим движения раствора был турбулентным, в аппарате должно быть не более 52 труб диаметром 25×2 мм, с общей площадью теплопередающей поверхности не более 34 м2.

Согласно ГОСТ 15118–79, ГОСТ 15120–79 и ГОСТ 15122–79
[4, а также табл. 11, табл.12 приложения] этому условию удовлетворяют теплообменники:

Таблица 4.3

Подходящие варианты стандартных теплообменников

Основные характеристики

Вариант теплообменника

1

2

Диаметр кожуха D, мм

400

600

Число ходов z

2

4

Число труб на один ход в трубной зоне

50

51

Общее число труб N

100

206

Выбираем двухходовой теплообменник (вариант 1) как наиболее простой.

Уточненный (поверочный) расчет площади
теплопередающей поверхности

Q

 

Рис. 4.3. Развернутая температурная схема
процесса

Химия. Примеры решения задач контрольной работы