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

Пример 2. Определить температуру внутренней и наружной t₃ поверхностей стенки теплообмена а также температуру t₄ наружной поверхности изоляции, которой покрыт аппарат. Температура жидкости в теплообменнике t₁=80 ⁰С, температура наружного воздуха t₅=10 ⁰С. Теплообменник сделан из стали; толщина стальной стенки d_ст = 5 мм, толщина изоляции d_из = 50 мм. Коэффициент теплоотдачи от жидкости к стенке аппарата a₁ = 232 Вт/(м²К), коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху a₂ = 10,4 Вт/(м²К), коэффициент теплопроводности изоляции l_из = 0,12 Вт/(м²К);


Решение:
Коэффициент теплопередачи:

t₅=10 ⁰С где λ_ст = 46,5 Вт/(м·К).

Удельный тепловой поток:

Q = K(t₁ -t₅) = 1,86(80-10) = 1300 Вт/м²

Температуры t₂, t₃ и t₄ определяются из соотношения:

Температура внутренней поверхности стенки аппарата:

Температура наружной поверхности стенки аппарата:

Температура наружной поверхности изоляции:

Как видим, при наличии изоляции термическим сопротивлением стальной стенки можно пренебречь (t₂ t₃).

Пример расчёта кожухотрубного теплообменника

Рассчитать и подобрать стандартный кожухотрубный теплообменник для охлаждения G₁=24∙10³кг/ч=6,7кг/с бензола от t_1H=70⁰C до t_1K=30⁰C с водой с t_2H=15⁰C и t_2K=35⁰C. Бензол органическая жидкость, которая при средней температуре =0,5(70+30)=50⁰C имеет следующие физико-химические характеристики: 847кг/м³, 1,8∙10³Дж (кг∙К), 0,605∙10^-3 Па∙с, 0,14Вт/(м∙К).

Вода при средней температуре =0,5(15+35)=25⁰C имеет следующие физико-химические характеристики: 997кг/м³, 4,185∙10³Дж (кг∙К), 0,8937∙10^-3 Па∙с, 0,6085Вт/(м∙К).