Учебно-методический комплекс по предмету обсуждена на заседании кафедры «Химическая технология»

2-Практическая занятия
Тема: Расчет нагрузки и аппарата на нагрузку и внешнее давление


Общая схема технологического расчета теплообменных аппаратов

Расчет теплообменного аппарата включает определение необходимой поверхности теплопередачи, выбор типа аппарата и нормализованного варианта конструкции, удовлетворяющих заданным технологическим условиям оптимальным образом. Необходимую поверхность теплопередачи определяют из основного уравнения теплопередачи:

F = Q / (K·Δt_п)

Расход теплоты определяется из уравнений теплового баланса:

а) если агрегатное состояние теплоносителей не меняется:

Q = G_гс_г(Т_н - Т_к) = G_хс_х(t_н - t_к),

б) при конденсации насыщенных паров без охлаждения конденсата

Q = G_г·r

где K – коэффициент теплопередачи; Δt_п – полезная разность температур; G_г и G_х– массовые расходы горячего и холоднего теплоносителей; с_г и с_х – удельные теплоемкости теплоносителей; Т_н и Т_к – начальная и конечная температуры горячего теплоносителя; t_н и t_к - начальная и конечная температуры холоднего теплоносителя; r – удельная теплота конденсации пара.

Пример 1. Стенка печи состоит из двух слоев: огнеупорного кирпича (d = 500 мм) и строительного кирпича (d = 250 мм). Температура внутри печи 1300 ⁰С, температура окружающего пространства 250С. Определить:
а) потери теплоты с 1м² поверхности стенки;
б) температуру t3 на грани между огнеупорным и строительном кирпичом.
Коэффициент теплоотдачи от печных газов к стенке l₁=34,8 Вт/(м²К); коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху l₂=16,2 Вт/(м²К); коэффициент теплопроводности огнеупорного кирпича l₁=1,16 Вт/(м²К); коэффициент теплопроводности строительного кирпича l₂=0,58 Вт/(м²К)
Решение:
а) коэффициент теплопередачи:



Потери теплоты с 1м² поверхности стенки:

q= K(t₁-t₅) = 1,05(1300 - 25)=1340

б) температура t₃ на грани между огнеупорным и строительным к кирпичом может быть найдена из соотношений

Отсюда

Строительный кирпич может применяються до 800⁰С. Следовательно температура на внутренней поверхности строительного кирпича t₃=684^°C допустима.