Контрольная работа по "Теплотехнике"

По трубному пространству теплообменника проходит 100%-ный этиловый спирт в количестве 30т/ч, который охлаждается  от 65°С до 55°С водой, нагревающейся от 20°С до 35°С. Схема противоточная Теплообменник состоит из 37 стальных труб диаметром 35х2,5 мм. Принять среднюю температуру внутренней поверхности стенок труб равной 40°С, коэффициент теплоотдачи к воде 1600 Вт/(м2-К).

Определить поверхность теплообмена, длину труб, расход воды.

Решение

Средняя разность температур  [pic 1], при противоточной схеме

[pic 2]

[pic 3]°С

[pic 4]°С

[pic 5]  ⇒   [pic 6]°С.

Средняя температура спирта

[pic 7]

Массовый расход спирта 30 т/ч = 30000/3600 = 8,33 кг/с

Определяем скорость потока этилового спирта

[pic 8]м/с

где [pic 9] - плотность этилового спирта табл. IV на стр. 512.

[pic 10]м – внутренний диаметр

Количество передаваемой теплоты

[pic 11]кВт;

где [pic 12]- теплоемкость  рис ХI стр. 562.

Критерий Рейнольдса для спирта

[pic 13]

где [pic 14] - динамический коэффициент вязкости этилового спирта табл. IХ на стр. 516

Коэффициент Прандтля для нагреваемой жидкости

[pic 15]

где [pic 16] - коэффициент теплопроводности 2 рис Х стр. 561

[pic 17]

Режим течения спирта в трубах турбулентный, принимаем формулу для расчета 4.17, полагая [pic 18]

[pic 19]

где [pic 20]

где [pic 21], [pic 22], [pic 23] - взяты при температуры стенки 40°С.

[pic 24]

Тогда

[pic 25] Вт/(м²·К);

Коэффициент теплоотдачи для нагреваемой жидкости:

[pic 26]

где [pic 27] - коэффициент теплоотдачи от воды к стенке 1600 Вт/(м2·К)

[pic 28]- суммарная тепловая проводимость обоих загрязнений стенки 1700 Вт/м.

[pic 29] - коэффициент теплоотдачи от нагреваемого спирта при температуре стенки [pic 30]