Содержание

Задание

Описание процесса теплообмена

Обсуждение результатов

Вывод

Список используемых источников

Приложение А

Приложение Б

Задание

Выбрать из ряда типовых теплообменников оптимальный с точки зрения эффективности теплопередачи теплообменник, в котором 100000 кг/ч ацетона меняет свою температуру с t1н до 40 ОС за счет теплообмена с 90000 кг/ч дивинила, имеющей начальную температуру 10 ОС и конечную температуру 50 ОС. Определить стоимость теплообменника с учетом факторов удорожания и инсталляции.

Схема процесса теплообмена представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 — Схема процесса теплообмена

Данные для расчета (значения теплоемкостей и коэффициенты уравнения Антуана [1]) приведены в таблице 1.

Таблица 1. Данные для расчета

Первый поток Второй поток Соединение ацетон дивинил Теплоемкость, кДж/(кг∙К) 2,28 2,65

Коэффициенты уравнения

Антуана

А 16,6513 15,7727 В 2940,46 2142,66 С –35,93 –34,30
Описание процесса теплообмена

Основную группу теплообменных аппаратов, применяемых в промышленности, составляют поверхностные теплообменники, в которых теплота от горячего теплоносителя передается холодному теплоносителю через разделяющую их стенку. Другую группу составляют теплообменники смешения, в которых теплота передается при непосредственном соприкосновении горячего и холодного теплоносителей.

Большое влияние на процесс теплообмена в поверхностных теплообменниках оказывает относительное движение теплоносителей. В непрерывных процессах теплообмена различают следующие схемы относительного движения теплоносителей: прямоток (или параллельный ток), при котором теплоносители движутся в одном и том же направлении; противоток, при котором теплоносители движутся в противоположных направлениях; смешанный ток, при котором теплоносители движутся как в прямоточном, так и противоточном направлении по отношению друг к другу, т.е. в этой схеме движения сочетаются схемы прямотока и противотока.

Относительное движение теплоносителей существенное влияние оказывает па величину движущей силы процесса теплообмена. Кроме того, выбор схемы движения теплоносителей может привести к заметным технологическим эффектам (экономия теплоносителя, более «мягкие» условия нагрева или охлаждения сред и др.).

Обсуждение результатов

В данной работе будем выполнять расчет теплообменника согласно известной методики [2].

Сначала определим недостающее исходное значение для расчета — это расход второго потока t1н.

Количество тепла для первого потока (Q1) можно определить по формуле:

Q1 = ∙ C1 ∙ Дt1, кВт,                                                                (1)

G1 — расход первого потока, кг/ч,

С1 — теплоемкость первого потока, кДж/(кг∙К),

Дt1 — разность температур первого потока, ОС.

Аналогично определяется количество тепла для второго потока (Q2) по формуле:

Q2 = ∙ C2 ∙ Дt2, кВт,                                                                (2)

G2 — расход первого потока, кг/ч,

С2 — теплоемкость первого потока, кДж/(кг∙К).

Дt2 — разность температур первого потока, ОС.

Определим количество тепла для второго потока (Q2):

Q2 = ∙ 2,65 ∙ (50 – 10) = 2650 кВт.

Из условия равенства количества тепла первого и второго потока (Q1 = Q2) определим недостающее исходное значение для дальнейшего расчета (начальную температуру первого потока t1н). ............