Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА БИОТЕХНОЛОГИИ

Курсовая работа по дисциплине:

Техническая термодинамика и теплотехника

Эксэргетический анализ кожухо-трубчатого перегревателя паров шихты

Разработал: студент

Марьина Н.В.

Киров 2010

Реферат

эксэргетический тепло перегреватель шихта

ЭКСЭРГИЯ, ЭКСЭРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, ЭКСЭРГЕТИЧЕСКИЙ КПД, КОЖУХО-ТРУБЧАТЫЙ ПЕРЕГРЕВАТЕЛЬ, ШИХТА, КОНТАКТНЫЙ ГАЗ, ДИАГРАММА ПОТОКОВ И ПОТЕРЬ ЭКСЭРГИИ

Объект исследования: кожухо-трубчатый перегреватель паров шихты.

Цель работы: описать процесс работы кожухо-трубчатого перегревателя паров шихты, рассчитать эксэргию тепла, отданного контактным газом, эксэргию тепла, воспринятого шихтой, эксэргетический КПД перегревателя паров шихты, потоки и потери эксэргии.

Теоретическая часть содержит: описание процесса работы кожухо-трубчатого перегревателя паров шихты.

Расчетная часть содержит: расчет эксэргии тепла, отданного контактным газом, эксэргии тепла, воспринятого шихтой, эксэргетического КПД перегревателя паров шихты, потоков и потерь эксэргии.

Графическая часть содержит: принципиальную схему кожухо-трубчатого перегревателя паров шихты, Т - S и Р - Н диаграммы изменения состояния контактного газа и шихты, диаграмму потоков и потерь эксэргии Грассмана-Шаргута.

Содержание

Содержание

1.Исходные данные

2.Пояснительная записка

2.1 Теоретическая часть

2.1.1 Эксэргетический метод анализа термодинамических систем

2.1.2 Принципиальная схема кожухо-трубчатого перегревателя паров шихты и его описание

2.2 Термодинамический расчет

Заключение

Библиографический список

1. Исходные данные

Контактный газ подается в трубное пространство, пары шихты проходят по межтрубному пространству.

Параметр	Единицы измерения
Расход контактного газа	кг/ч	12000
Состав контактного газа: - изопропилбензол - а-метилстирол - водяной пар	массовые доли	0,13 0,12 0,75
Температура контактного газа: - на входе - на выходе	°С	- 432
Температура шихты: - на входе - на выходе	°С
Расход шихты	кг/ч
Состав шихты: - изопропилбензол - водяной пар	кг/ч кмоль/ч	3000 1000
Давление в межтрубном пространстве	ат	1,8

2.Пояснительная записка

2.1 Теоретическая часть

2.1.1 Эксэргетический метод анализа термодинамических систем

Эксэргетическим методом называется метод исследований, основанный на анализе потерь работоспособности в термодинамических системах. Эксэргетический метод анализа позволяет сравнивать между собой любые виды энергии и на этой основе определять эффективность различных процессов ее превращения. Эксэргетические показатели непосредственно связаны с технико-экономическими характеристиками оборудования, что позволяет находить экономически выгодные параметры и размеры проектируемого теплоэнергетического оборудования.[8]

В настоящее время понятие «эксэргия» приобрело широкий смысл как максимально возможная полезная работа термодинамической системы при совершении ею любых полностью обратимых процессов от заданного состояния до полного термодинамического равновесия с окружающей средой.

Различают следующие виды эксэргии:

1. Эксэргию рабочего тела - для систем, включающих рабочее тело и окружающую среду. В этих системах используется внутренняя и внешняя энергия рабочего тела. Различают эксэргию покоящегося тела и его потока.

2. Эксэргию потока энергии, включающую эксэргию теплоты (для систем, состоящих из источника теплоты, рабочего тела и окружающей среды)

Эксэргетический метод анализа технических систем позволяет наиболее объективно и качественно оценить энергетические потери, которые никак не проявляются при анализе с применением первого закона термодинамики, однако существенно влияют на термодинамическую эффективность процесса.

В качестве критерия термодинамического совершенства технологической системы или отдельных ее элементов и подсистем используют эксэргетический КПД.

В общем случае он определяется отношением использованной эксэргии, отводимой из системы к эксэргии, подводимой в систему.

_Э = Е_отв./Е_подв.,

где Е_отв. - эксэргия, отводимая из системы;

Е_подв. - эксэргия, подводимая в систему.

Для теплообменников это будет отношение эксэргии теплоносителя на выходе Е''к его эксэргии на входе Е'

_Э = Е''/Е'

2.1.2 Принципиальная схема кожухо-трубчатого перегревателя паров шихты и ее описание

Кожухо-трубчатые теплообменники относятся к числу наиболее часто применяемых поверхностных теплообменников. Они достаточно просты в изготовлении, отличаются возможностью развивать большую поверхность теплообмена в одном аппарате, надежны в работе.

Кожухо-трубчатый перегреватель состоит из корпуса или кожуха - 1, и приваренных к нему трубных решеток 2. В трубных решетках закреплен пучок труб 3. К трубным решеткам крепятся (на прокладках и болтах) крышки 4.

В кожухо-трубчатом перегревателе паров шихты горячий теплоноситель (контактный газ) I движется внутри труб (в трубном пространстве), холодный теплоноситель (пары шихты) проходит по межтрубному пространству II. Теплота от одного теплоносителя к другому передается через поверхность стенок труб.

Теплоносители направлены противотоком друг к другу. При этом нагреваемый теплоноситель (пары шихты) подается снизу, а теплоноситель, отдающий тепло - сверху вниз. Такое движение теплоносителей способствует более эффективному переносу теплоты, так как при этом происходит совпадение направления движения каждого теплоносителя с направлением, в котором стремится двигаться данный теплоноситель под влиянием изменения его плотности при нагревании или охлаждении.

В многоходовом по трубному пространству теплообменнике с помощью поперечных перегородок 5, установленных в крышках теплообменника, трубный пучок разделен на секции, или ходы, по которым последовательно движется теплоноситель. При этом число труб в каждой секции обычно примерно одинаковое. В таких теплообменниках при одном и том же расходе теплоносителя скорость его движения по трубам увеличивается кратно числу ходов. Для увеличения скорости в межтрубном пространстве в нем устанавливают ряд сегментных перегородок 6.

Увеличение скорости движения теплоносителей в трубном и межтрубном пространствах теплообменника влечет за собой увеличение его гидравлического сопротивления и усложнение конструкции теплообменника.

Многоходовые теплообменники работают по принципу смешанного тока.

Если разности температур труб и кожуха более 50°С трубы и кожух удлиняются неодинаково, что приводит к значительным напряжениям в трубных решетках, а это может привести к смещению теплоносителей или деформации труб. Поэтому при температур и кожуха более 50°С применяют теплообменники нежесткой конструкции, в которых возможно перемещение труб по отношению к кожуху аппарата.

При небольших температурных деформациях и невысоких давлениях в межтрубном пространстве применяют теплообменники с линзовым компенсатором 7 (полужесткая конструкция).

2.2 Термодинамический расчет

1. Определяем массовый состав шихты и контактного газа, заносим данные в таблицу 2.1.

Найдем массовые доли изопропилбензола и водяного пара в парах шихты:

х_из=G_из/G_ш=3000/4000=0,75

х_вп=G_вп/G_ш=1000/4000=0,25

Таблица 2.1. Массовый состав шихты и контактного газа.

Потоки	Массовая доля	Компоненты потоков
		Изопропилбензол	Водяной пар	Метилстирол
Шихта	х	0,75	0,25	-
Контактный газ	х	0,13	0,75	0,12

2. Составляем уравнение теплового баланса перегревателя (без учета потерь)

Количество тепла, отданное контактным газом при его охлаждении от температуры Т_кг1 (на входе в перегреватель) до температуры Т_кг2 (на выходе из перегревателя):

G_кг·(h_кг1 - h_кг2)=G_ш·(h_ш1 - h_ш2) (2.1)

где G_кг - расход контактного газа, кг/с;

G_ш - расход шихты, кг/с;

h_кг1- энтальпия (теплосодержание) контактного газа на входе в перегреватель, кДж/кг;

h_кг2- энтальпия контактного газа на выходе из перегревателя, кДж/кг;

h_ш1 - энтальпия шихты на входе в перегреватель, кДж/кг;

h_ш2 - энтальпия шихты на выходе из перегревателя, кДж/кг.

Переведем расходы контактного газа и шихты в кг/с:

G_кг=12000/3600=3,333кг/с

G_ш=4000/3600=1,111кг/с

h_кг и h_ш вычисляются по формулам:

, (2.2) , (2.3)

где h_из, h_мс, h_вп - энтальпия соответственно изопропилбензола, б-метилстирола и водяного пара, кДж/кг.

х_из, х_мс, х_вп - массовая доля соответственно изопропилбензола, метилстирола и водяного пара.

Найдем энтальпию паров шихты на входе в перегреватель (при температуре Т_ш1=150°С) и на выходе из перегревателя (при температуре Т_ш2=490°С). Давление в межтрубном пространстве, где проходят пары шихты равно 0,18 МПа (1,8 ат).

h_из1 =404,54 кДж/кг [1]

h_вn1 = 2776,40 кДж/кг [5]

h_из2= 1173,83 кДж/кг [1]

h_вп2 = 3466,20 кДж/кг [5]

h_ш1 = 404,54·0,75 + 2776,40·0,25 = 997,51 кДж/кг

h_ш2 = 1173,83·0,75 + 3466,20·0,25 = 1746,92 кДж/кг

Найдем энтальпию контактного газа на выходе из перегревателя (при температуре Т_кг2 = 432 °С).

Давление в трубном пространстве, куда подается контактный газ принимаем равным 0,1 МПа (1,0 ат).

h_из2 = 1020,77 кДж/кг [1]

h_мс2⁼ 975,37 кДж/кг [1]

h_вn2 = 3343,40 кДж/кг [5]

h_кг2= 1020,77·0,13 + 975,37·0,12 + 3343,40·0,75 = 2757,29 кДж/кг

Таблица 2.2. Значения энтальпии и энтропии компонентов шихты.

Температура	0С	К	Изопропилбензол	Водяной пар
			Hиз, кДж/кг	Sиз, кДж/кг.К	hвп, кДж/кг	Sвп, Дж/кг.К
Т0 (окр.сред.)	20	293	206,90	3,2133	2530,83	8,6679
Тш1(вход)	150	423	404,54	3,7595	2776,4	7,3796
Т ш2 (выход)	490	763	1173,83	5,0651	3466,2	8,5625

Таблица 2.3. Значения энтальпии и энтропии компонентов контактного газа.

Температура	0С	К	Изопропилбензол	Метилстирол	Водяной пар
			Hиз, кДж/кг	Sиз, кДж/кг.К	Hмс, кДж/кг	Sмс, кДж/кг.К	hвп, кДж/кг	Sвп, кДж/кг.К
Т 0 (окр.ср.)	20	293	206,90	3,2133	210,97	3,2240	2530,83	8,6679
Т КГ1(вход)	547	820	1326,88	5,2625	1260,06	5,1563	3588,12	8,7236
Т КГ 2 (выход)	432	405	1020,77	4,8599	975,37	4,7848	3343,40	8,4120

Подставив найденные величины в уравнение (2.4), определим энтальпию контактного газа на входе в перегреватель:

(2.4)

3,333·( h_кг1-2757_'29) = 1,111·(1746,92 - 997,5I)

h_кг1=3007,10 кДж/кг

Для определения температуры контактного газа Т_кг1 на входе в перегреватель вычислим значения энтальпий контактного нескольких температурах по формуле (2.2).

Результаты расчетов сведем в таблицу:

Температура, °С	600	500
Температура, К	873	773
Энтальпия изопропилбензола, кДж/кг [1]	1477,45	1200,22
Массовая доля изопропилбензола в контактном газе	0,13	0,13
Энтальпия а-метилстирола, кДж/кг [1]	1400,27	1142,22
Массовая доля а-метилстирола в контактном газе	0,12	0,12
Энтальпия водяного пара, кДж/кг [5]	3696,08	3486,08
Массовая доля водяного пара в контактном газе	0,75	0,75
Энтальпия контактного газа, кДж/кг	3132,16	2907,66

На основании рассчитанного строим график зависимости энтальпии контактного газа от температуры.

По вычисленному значению энтальпии контактного газа h_кг= 3007,10кДж/кг находим температуру контактного газа на входе в перегреватель: Т_кг1=547°С

3. Определяем эксэргетический КПД перегревателя

Предварительно вычисляем значения энтропии для контактного газа и шихты.

Найдем энтропию контактного газа на входе в перегреватель (при температуре T_кг1 = 547 °С):

(2.5)

где S_из, S_мс, S_вп - энтропия соответственно изопропилбензола, метилстирола и водяного пара, кДж/кгК.

X_из, X_мс, X_вп - массовая доля соответственно изопропилбензола, метилстирола и водяного пара.

Давление в трубном пространстве, куда подается контактный газ принимаем равным 0,1 кПа (1,0 ат).

S_из1=5,2625 кДж/(кг·К)

S_мс1=5,1563 кДж/(кг·К)

S_вп1=8,7236 кДж/(кг·К)

S_кг1=5,2625·0,13+5,1563·0,12+8,7236·0,75 = 7,8456 кДж/(кг·К)

Аналогично находим энтропию контактного газа на выходе из перегревателя (при температуре Т_кг2 = 432°С):

S_из2=4,8599 кДж/(кг·К)

S_мс2=4,7848 кДж/(кг·К)

S_вп2=8,4120 кДж/(кг·К)

S_кг2=4,8599·0,13+4,7848·0,12+8,4120·0,75 = 7,5150 кДж/(кг·К)

Найдем энтропию паров шихты на входе в перегреватель (при температуре Т_ш1 = 150 °С):

(2.6)

где S_из и S_вп - энтропия изопропилбензола и водяного пара

х_из и х_вп - массовые доли изопропилбензола и водяного пара

Давление в межтрубном пространстве, где проходят пары шихты равно

0,18 МПа (1,8 ат).

S_из1 =3,7595 кДж/(кг·К) [1]

S_вп1 = 7,3796 кДж/(кг·К) [5]

S_щ1= 3,7595·0,75 + 7,3796·0,25 = 4,6645 кДж/(кг·К)

Аналогично находим энтропию паров шихты на выходе из перегревателя (при температуре T_ш2 = 490°C):

S_из2 = 5,0651 кДж/(кг·К) [1]

S_вn2 = 8,5625 кДж/(кг·К) [5]

S_ш2 = 5,0651-0,75 + 8,5625-0,25 = 5,9395 кДж/(кг·К)

Найдем энтропию контактного газа при температуре T_кг3 = 477°С, T_кг4 = 527°С, T_кг5 = 502°С:

S_из3=4,8422+(750-700)(5,1960-4,8422)/(800-700)=5,0191кДж/(кг·К) [1]

S_из4=5,1960 кДж/(кг·К) [1]

S_из5=4,8422+(775-700) (5,1960-4,8422)/(800-700) = 5,108кДж/(кг·К) [1]

S_м.с.3=4,7685+(750-700) (5,0947-4,7685)/(800-700) = 4,9316кДж/(кг·К) [1]

S_м.с.4=5,0947 [1]

S_м.с.5=4,7685+(775-700) (5,0947-4,7685)/(800-700) = 5,013кДж/(кг·К) [1]

S_в.п.3=8,4784+(477-470) (8,5067-8,4784)/(480-470) = 8,4982кДж/(кг·К) [5]

S_в.п.4=8,6172+(527-520) (8,6441-8,6172)/(530-520) = 8,6360кДж/(кг·К) [5]

S_в.п.5=8,5625+(502-500) (8,5899-8,5625)/(510-500) = 8,56798кДж/(кг·К)[5]

S_кг3=5,0191·0,13+4,9316·0,12+8,4982·0,75=7,6179 S_кг4=5,108·0,13+5,013·0,12+8,56798·0,75=7,691585

S_кг5=5,1960·0,13+5,0947·0,12+8,6360·0,75=7,764

Значения энтальпии и энтропии компонентов контактного газа.

Температура	0С	К	Изопропилбензол	Метилстирол	Водяной пар
			Hиз, кДж/кг	Sиз, кДж/кг.К	Hмс, кДж/кг	Sмс, кДж/кг.К	hвп, кДж/кг	Sвп, кДж/кг.К
Т кг3	477	750		5,0191		4,9316		8,49821
Т КГ4	502	775		5,108		5,013		8,56798
Т КГ5	527	800		5,1960		5,0947		8,6360

Найдем энтропию шихты при температуре T_ш3 = 227°С, T_ш4 = 327°С, T_ш5 = 427°С:

S_из3=4,0760 кДж/(кг·К)

S_из4=4,4696 кДж/(кг·К)

S_из5=4,8422 кДж/(кг·К)

S_в.п.3=7,9166+(227-220)(7,9564-7,9166)/(230-220)=7,8887 кДж/(кг·К)

S_в.п.4=8,2853+(327-320)(8,3192-8,2853)/(330-320)=8,3090 кДж/(кг·К)

S_в.п.5=8,6046+(427-420)(8,6345-8,6046)/(430-420)=8,62553 кДж/(кг·К)

S_ш3=4,0760·0,75+7,8887·0,25=5,0292 кДж/(кг·К)

S_ш4=4,4696·0,75+8,3090·0,25=5,4295 кДж/(кг·К)

S_ш5=4,8422·0,75+8,6255·0,25=5,7880 кДж/(кг·К)

Значения энтальпии и энтропии компонентов шихты.

Температура	0С	К	Изопропилбензол	Водяной пар
			Hиз, кДж/кг	Sиз, кДж/кг.К	hвп, кДж/кг	Sвп, Дж/кг.К
Тш3	227	500		4,0760		7,8887
Тш4	327	600		4,4696		8,3090
Т ш5	427	700		4,8422		8,62553

4. Вычисляем изменение эксэргии

Изменение эксэргии контактного газа, кВт:

ДЕ_кг = G_кг [(h_кг1 - h_кг2) - Т₀ (S_кг1 - S_кг2)] (2.7)

где G_кг - расход контактного газа, кг/с;

h_кг1, h_кг2 - энтальпия контактного газа на входе в перегреватель и выходе из него, кДж/кг;

S_кг1, S_кг2 - энтропия контактного газа на входе в перегреватель и выходе из него, кДж/кг К.

Т₀ - температура окружающей среды (принимаемТ₀=20°С=293К)

ДЕ_КГ = 3,333·[(3007,10 - 2757,29) - 293·(7,8456 -7,5150)] = 509,76 кВт

Изменение эксэргии шихты, кВт:

ДЕ_ш = G_ш [(h_ш2 - h_ш1) - Т₀ (S_ш2 - S_ш1)], (2.8)

где G_ш - расход шихты, кг/с;

h_ш1, h_ш2 - энтальпия шихты на входе в перегреватель и выходе из него, кДж/кг;

S_ш1, S_ш2 - энтропия шихты на входе в перегреватель и выходе из него, кДж/кг К.

ДЕ_ш = 1,111·[(1746,92 - 997,5I) - 293·(5,9395- 4,6645)] = 417,18кВт

5. Эксэргетический КПД перегревателя

з= ДЕ_ш/ ДЕ_кг (2.9)

з=417,18/509,76=0,818

з=81,8%

6. Диаграмма потоков и потерь эксэргии Грассмана-Шаргута

Эксэргетический баланс пергревателя паров шихты.

Вычислим эксэргии потоков контактного газа и шихты на входе в перегреватель и выходе из него по формулам:

Е_ш1 = G_ш[(h_ш1 - h_ш0) - T_o (S_ш1 - S _ш0)], (2.10)

Е_кг1= G_кг[(h_кг1 - h_кг0) - Т₀ (S_кг1 - S_кг0)], (2.11)

Е_ш2 = G_ш[(h_ш2 - h_ш0) - T_o (S_ш2 - S _ш0)], (2.10)

Е_кг2= G_кг[(h_кг2 - h_кг0) - Т₀ (S_кг2 - S_кг0)], (2.11)

где Е - эксэргия потока, кВт;

G_ш, G_кг - расход соответсвенно щихты и контпктного газа, кг/с;

h_кг1и S_кг1 - энтальпия и энтропия контактного газа на входе в перегреватель (при температуре Т_кг1=547°С)

h_кг1=3007,10кДж/кг

S_кг1=7,8456 кДж/(кг·К)

h_кг2и S_кг2 - энтальпия и энтропия контактного газа на выходе из перегревателя (при температуре Т_кг2=432°С)

h_кг2=2757,29 кДж/кг

S_кг2=7,5150 кДж/(кг·К)

h_кг0 и S_кг0 - энтальпия и энтропия контактного газа при температуре окружающей среды (Т₀=20°С)

h_кг0=h_из0·х_из+h_мс0·х_мс+h_вп0·х_вп=206,90·0,13+210,97·0,12+2530,83·0,75=1950,34 кДж/кг

где h_из0,h_мс0,h_вп0 - энтальпия изопропилбензола, а-метилстирола и водяного пара при температуре Т₀=20°С

h_из0=206,90 кДж/кг[1]

h_мс0=210,97 кДж/кг[1]

h_вп0=2530,83 кДж/кг[1]

S_кг0=S_из0·х_из+S_мс0·х_мс+S_вп0·х_вп=3,2133·0,13+3,2240·0,12+8,6679·0,75 = 7,3055кДж/кг

где S_из0,S_мс0,S_вп0 - энтропия изопропилбензола, метилстирола и водяного пара при температуре Т₀=20°С

S_из0=3,2133 кДж/(кг·К)[1]

S_мс0=3,2240 кДж/(кг·К)[1]

S_вп0=8,6679 кДж/(кг·К)[1]

h_ш1 и S_ш1 - энтальпия и энтропия шихты при температуре Тш1=150°С

h_ш1=997,51 кДж/кг

S_ш1=4,6645 кДж/(кг·К)

h_ш2 и S_ш2 - энтальпия и энтропия шихты при температуре Тш2=490°С

h_ш2=1746,92кДж/кг

S_ш2=5,9395 кДж/(кг·К)

h_ш0 и S_ш0 - энтальпия и энтропия шихты при температуре Т0=20°С

h_ш0=h_из0·х_из+h_вп0·х_вп0=206,90·0,75+2530,83·0,25=787,88кДж/кг

S_ш0=S_из0·х_из+S_вп0·х_вп0=3,2133·0,75+8,6679·0,25=4,5770 кДж/(кг·К)

Е_кг1=3,333·[(3007,10 - 1950,34) - 293·(7,8456 - 7,3054)]=2994,64 кВт

Е_кг2=3,333·[(2757,29 - 1950,34) - 293·(7,5150- 7,3054)]=2484,88 кВт

Е_ш1=1,111·[(997,51 - 787,88) - 293·(4,6645 - 4,5770)]=204,23 кВт

Е_ш2=1,111·[(1746,92 - 787,88) - 293·(5,9395 - 4,5770)]=621,41 кВт

Составим уравнение эксэргетического баланса перегревателя:

Е_кг1+Е_ш1=Е_кг2+Е_ш2+D

Где Е_кг1 и Е_ш1 - эксэргии на входе в испаритель соответственно контактного газа и шихты, кВт

Е_кг2 и Е_ш1 - эксэргии на выходе из испарителя соответственно контактного газа и шихты, кВт

D - потери эксэргии в испарителе, кВт

На основе уравнения эксэргетического баланса вычислим эксэргетический КПД и потери эксэргии в перегревателе:

з=(Е_кг2+Е_ш2)/(Е_кг1+Е_ш1)

з=(2484,88+621,41)/(2994,64+204,23)=0,971

з=97,1%

Потери эксэргии в перегревателе:

D=(Е_кг1+Е_ш1)-(Е_кг2+Е_ш2)=(2994,64+204,23)-(2484,88+621,41)=92,58 кВт

Расчет поверхности нагрева перегревателя паров шихты

Контактный газ и пары шихты движутся противотоком (контактный газ в межтрубном пространстве, пары шихты в трубках). Температурная схема:

432°С 547°С

150°С 490°С

?t_б=282°С ?t_м=57°С

Средняя разность температур:

?tср=	?tб-?tм	=	282-57	=141°С
	2,3·lg(?tб-?tм)		2,3·lg(282/57)

Количество тепла, переданное от контактного газа парам шихты:

Q = G_кг.(h_кг1-h_кг2)

Q = 3,333-(3007,10 - 2757,29) = 832,62 кВт

Коэффициент теплопередачи принимаем ориентировочно К= 25 Вт/(м²·К) [9].

Тогда поверхность нагрева перегревателя будет равна:

F =	Q	=	832,62·10	=236м2
	К·?tср		25·141

Заключение

Эксэргетические потери в перегревателе представляют собой сумму четырех потерь:

1)потери, связанные с большой разностью температур между контактным газом и парами шихты,

потери, связанные с гидравлическим сопротивлением перегревателя,

потери, связанные с теплообменом с окружающей средой,

потери, связанные теплопроводностью вдоль перегревателя.

Общие потери в перегревателе составляют 2,9 %, эксэргетический КПД перегревателя - 97,1 %. Это при условии, что эксэргия контактного газа не теряется (контактный газ после перегревателя направляется на совершение какого-либо полезного действия).

В случае если эксэргия контактного газа безвозвратно теряется (контактный газ после перегревателя сбрасывается в атмосферу) общие потери эксэргии составят 18,2 %, эксэргетический КПД перегревателя в этом случае-81,8%.

Повысить уровень совершенства процесса можно, взяв многоходовый (по трубному или межтрубному пространству) кожухо-трубчатый теплообменник.

Библиографический список

1. Гребенкина З.И. Техническая термодинамика и теплотехника/ Учебное пособие для выполнения курсовой работы. - Киров, ВятГУ, 2010.

2. Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для химико - технологических специальностей вузов / Чечеткин А.В., Занемонец Н.А. - М.: Высш. Шк., 1986.

3. Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике. Учеб. пособие. - М.: Высш. Шк., 1995.

4. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М.: Наука, 1972.

5. Ривкин С.Л. Теплофизических свойств воды и водяного пара / Ривкин С.Л., Александров А.А. - М.: Энергия, 1980.

6. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию /Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред. Ю И. Дытнерского, 4-е изд., стереотипное. М.: ООО ИД «Альянс», 2008 - 496 с.

7.Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химико-технологического и природоохранного оборудования. Справочник. Т. 2.- Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2002.

8. Кудинов В.А. Техническая термодинамика. Учеб. пособие для вузов/В.А. Кудинов, Э.М. Карташов. - 3-е изд., испр. - Высш. шк., 2000. - 261 с.

9. Павлов К.Ф., Романков П.Г.,Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов,12-е изд., стереотипное. М. ООО ИД «Альянс» 2005 - 576 с.

Размещено на Allbest