|
12
.R02
ROP2
L2
MU2
SIGMA
R2
в) Аппарат.
у >
.
f
* о .
Величина
Q
Н
6СТ
^ст
Лзагр
. 1
Гаагр. г
8
Идентификатор
Q
н
DST
LST
RZ1
RZ2
EPS
f f :
*
■ -
' s / -
0 #
•
Рассчитываемые величины
1*
* Ч
'
■' ■
''
Величина
А
Ь
С
®новв a KOD
fCT. 1 ^СТ.2 Акоид 9кип
Я
Идентификатор
А
В
С
AL1
AL2
TS1
TS2
Q1
Q2
R
Величина
Чср
Й1
ф
^ j rcr
^ п а а
б
/<
F
Идентификатор
QSR
QKR
RST
DT2
DELTA
i<
F
Программа расчета:
PROGRAM
COMMENT РАСЧЕТ КИПЯТИЛЬНИКА С ОБОГРЕВОМ
COMMENT ПАРОМ
REAL L i, MU1, L2, MU2, LST, К
READ (5) T t R l, L I, R O l, MU1, DTI
READ (5) T2, R 0 2 , ROP2, L2, MU2, SIGMA, R2
READ (5) Q, H , DST, LST, RZI, RZ2, EPS
COMMENT РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛООТДАЧИ
A = 2 .0 4 *(SQRT(SQRT(((L1 * * 3 ) * (ROl * * 2 ) *
RI)/(MU1 *H))>)
B = 0.075«(1.+ 1O ./< (R O 2/R O P 2— 1.)* * 0 .6 6 7 ))
C = (B * * 3) * ((L2 * * 2) * R02/(MU2 » SIGMA * (T2
+273.)))
R S T = R Z I+ R Z 2+D S T /L S T
1 ALl=A/SQ RT(SQ RT(D Tl))
Q l= A L l *DT1
T S 1 = T I—DTI
T S2=T S1—Q1 a-RST
DT2=TS2—T2
IF ( D T 2 < = 0 J GO TO 2
A L 2 = C * (D T 2 * *2)
Q2=AL2 * DT2
DELTA=ABS((Q1—Q2)/Q1)
IF (D E L T A < =E P S ) GO TO 4
COJ4MENT ЗНАЧЕНИЕ DTI ДЛЯ СЛЕДУЮЩЕГО
COMMENT ПРИБЛИЖЕНИЯ
R a=l./A L1+1./A L2+R ST
D T I= (T l—T2/R/AL1
GO TO 3
2 D T I= D T 1 * 0 . 5
3 GO TO 1
COMMENT ПРОВЕРКА РЕЖИМА КИПЕНИЯ
4 Q K R = 0 .1 4 *R 2 *SQRT(ROP2) fcSQRT(SQRT(
SIGMA 9.81 «R 02))
Q S R = (Q l+ Q 2)/2.
IF (QSR>QKR) GO TO 7
W RITE (6,5) ALI, AL2, Q l, Q2, TS1, TS2,
DELTA
5 FORMAT (1 0 X , ’A L 1 = !, F7.1, 2X, ’A L 2 = \ F7.1
/1 0 Х . ' Q l = \ F 7 .0 , 2X , 'Q 2 = ', F 7 .0 /1 0 X ,
■ T S l= \ F7.2, 2X, 'T S 2 = \ F7.2/I5X, 'DELTA
F8.4)
COMMENT КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ И
COMMENT ПЛОЩАДЬ ПОВЕРХНОСТИ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
К = I ./(I./ AL1+ 1./AL2+RST)
F = Q /(K * (T 1 —Т2))
W RITE (6,6) К, F, QKR
6 FORMAT ( I 0 X . '! < = '. F 7 .1 /1 0 X , ' F = \ F 8.I/
1 0 Х . 'Q K R = \ F I 5 .0 )
GO ТО 9
7 W RITE (6,8) QSR, QKR
8 FORMAT (2X, *Q S R = ', F 1 5 ./0 , 'Q K R = ', F 1 5 .0 ,
’ПЛЕНОЧН ОЕ- КИПЕНИЕ - СЛЕДУЕТ ИЗМЕНИТЬ
РЕЖИМ РАБОТЫ АППАРАТА')
9 STOP
END <8>®
Пример 4.V. Рассчитать змеевик для периодического нагрева д-ксилола
в баке (в условиях свободной конвекции). Ксилол в количестве 1600 кг должен
быть нагрет от 16 до 80 °С в течение 1 ч. Нагрев производится паром, имеющнм
давление
pz
g0 = 2 кгс/см? (0,2 МПа). Стальной змеевик выполнен из трубы
диаметром 53 X 2 мм.
Р е ш е н и е . Температура конденсации греющего пара 119,6 °С (табл. LVII).
Так как она постоянна, то среднюю разность температур за время нагрева можно
рассчитать по формуле:
Л/
А*пач — А^коа________ 103,6 — 39,6
fifi fi
—
fifi fi К
Д' СР “ 2 ,3 )g (Д/нач/Д /нон) “ 2 ,3 lg (103,6/39,6) ■"
Ь Ь ,Ь
L “
’ **
где
Д<нач= 119,6— 1 6 = 103,6 сС = 103,6 К;
Д?нон = 119>6 — 80 = 39,6
°С
= 39,6 к .
Средняя температура ксилола:
'к = ^конд ~ * Д 'с р = 119,6 — 66,6 — 53
-С .
Средний расход передаваемой теплоты:
1600
Q
— ^ к ск (^кон — *вач)
3600
1840 (80 — 16) = 52 300 Вт,
где
ся =
1840 Дж/(кг* К) — средняя удельная теплоемкость ксилола (рис. XI).
Термическое сопротивление стальной стенки и загрязнений (табл. XXVIII
и XXXI):
,
б
1
0,002 ,
1
_
" г Гэ а гр .а
'эагр .
1
46,5
5800
Яст
* ‘аагр.а - 5800
= 0,0004 (ма-К)/Вт.
Коэффициент теплоотдачи для ксилола рассчитываем по уравнению (4.46),
принимая с запасом (Рг/Ргох)0’25 = 1 для нагревающейся жидкости:
Nu = 0,5
(GrPr)0'25 = 0,5
Р г ^ ^ А # 25 =
= 0 , 5
( 9 ’8 -0 ’ 05330% 7: ; ^ r iQ' M > 5 V
' V
- 25
= 3 6 .6 А * »
гдер = 837 кг/м3 — плотность ксилола при 53 °С(табл. IV); и = 0 ,4 3 -10~3 Па-с —
динамический коэффициент вязкости ксилола [4.15]; Рг = 4,5 — критерий
Прандтля для ксилола при 53 °С (рис. XIII);
а _ Уг— Qj_
Pi — Pa _
8 3 7 - 7 7 8
ir.1 0 -* K “1
Р
0 1 Д/
Р2 Д/
778(119,6 — 53)
*-15 10
к ’
В — средний коэффициент объемного расширения ксилола в интервале температур
53— 119,6
°С; Д/к — / ст. 2 — /к (рис. 4.27).
Коэффициент теплоотдачи для ксилола:
ЫиЯ
36,6-0,128
а . , =
d
0,053
= 88,4 Д*°*25,
д,0,25
К
где
X =
0,128 Вт/(м- К) — коэффициент теп
лопроводности ксилола при 53 °С (рис. X).
Так как коэффициент теплоотдачи для
ксилола много меньше,
чем
для
кон
денсирующегося
водяного
пара, послед
ний без расчета можно
принять равным
Р и с . 4 .2 7 . Схем а п р о ц есса т еп л о п ер ед ач и (а п р и
м еру 4 .V ) .
!0 ООО Вт/(м2* К). Далее можно написать следующую систему уравнений:
q
— а п Д<д = -v ; ст ~ ctB А*к! Д^ор =
&1п
+ Д^ст +
2
j
гст
где А /а ^ ^ к о н д — ^ст.
1
* Д^ст — ^от.
1
— ^ст.э-
Подставляя численные значения, будем иметь:
10 ООО д*п = Д£ст/0 ,0 0 0 4 = 88,4 Д/д'25;
66,6 = Д /п + Д*ст + Д*к .
Из этой системы уравнений получаем:
0,0442 д £ * + Д*к — 66,6 = 0.
Решая последнее уравнение (графически), находим:
Д/н = 59,3 °С = 59,3 К.
Тогда
q ~ a K
Д*к = 88,4-59,Зх>26 = 14 550 Вт/ма.
Требуемая
площадь
поверхности
теплообмена:
F
=
Qjq
= 52 300/14 550 = 3,62 ма.
Длина змеевика:
F
3,62
ndcp ~
3,14.0,051
’ “ *
С запасом:
£ = 22,6-1,15 = 26 м.
Расход греющего пара с учетом 5 % потерь теплоты:
1.05Q
1,05-52300
,
° а
7 з Г ~
2208-103.0,95 - ° > 0262 кг/с*
где
г
= 2208*10® Д ж /кг (табл. LVII);
х =
0,95 — принятая степень сухости
греющего пара.
По практическим данным для нормальной работы парового змеевика началь
ная скорость пара должна быть не более 30 м/с, а отношение
U d
должно быть
не более
L
- С .
6
d
К Х р
где
С
зависит от давления конденсирующегося пара и для р ад0 = 2 кгс/смв
равняется ~ 190 — см. «Теплоотдача при конденсации насыщенного пара»
(стр. 163).
Проверим начальную скорость пара:
Ga
0,0262
l f t „
,
Шнач“ Рп-0,785^ “ 1,107-0,785.0,0493 “
и '*
м/с*
где рп = 1,107 кг/м3 — плотность пара {табл. LVII).
Наибольшее допустимое отношение
Ud:
( - 4 - )
= 1 9 0 - j
= 140.
Do'stlaringiz bilan baham: |
