Расчет теплообменного аппарата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание 1.

Задача 1. На прессуемое тело действует сила 100 кН. Определить, какую силу необходимо приложить к малому поршню гидравлического пресса, если диаметры поршней 100 и 800 мм, малый поршень расположен на 5 м выше уровня большого поршня.

Отношение сил, действующих на поршни, равно отношению их площадей

,

тогда , но .

Получаем .

Ответ: F2=640кН.

Задача 2. Определить перепад давления при движении потока воды через заслонку, если коэффициент местного сопротивления заслонки равен 3, скорость потока - 2 м/с, температура воды - 40⁰С.

Составляем уравнение Бернулли движения потока воды через заслонку.

откуда

Местные потери напора h_тр, м, определяются по уравнению:

При температуре t=40⁰C плотность воды составляет с=992,2 кг/м³.

Тогда искомый перепад давления равен

Ответ: ДР=6кПа.

Задание 2.

Задача 1. С какой скоростью будут осаждаться шарообразные частицы кварца плотностью с=2600кг/м³, диаметром d=10 мкм в воде при 10⁰С и при 80⁰С.

Определяем критерий Ar по формуле:

Необходимые величины определяем в зависимости от температуры

t₁=10⁰C с_с=999,7 кг/м³ м_с= 1, 308·10^-6 Па·с

t₂=80⁰C с_с=971,8 кг/м³ м_с= 0, 3565·10^-6 Па·с

По значению Ar находим расчетную формулу в зависимости от вида осаждения и вычисляем критерий Re.

При t₁=10⁰C и Ar₁=0,009 Re=0,0005

При t₂=80⁰C и Ar₁=0,122 Re=0,000678

Задача 2. Во время опытного фильтрования водной суспензии с содержанием карбоната кальция 13,9%, при 20⁰С и избыточном давлении 3,43* 10⁴ Па, на лабораторном фильтрпрессе с F=0,1м² и толщиной осадка 50 мм были получены следующие результаты: собрано фильтрата 2,92 дм³ через 146 с и 7,80 дм³ через 888 с. Определить константы фильтрования: К(м²/ч) и С(м³/м²).

Решение:

Изобразим схему лабораторного фильтр-пресса:

Численные значения констант фильтрования найдем из уравнения:

V²+2VC=Kф

V₁= 2,92/(1000·0,1) = 2,92·10^-2м³/м²

V₂= 7,8/(1000·0,1) = 7,8·10^-2м³/м²

ф₁= 146/3600 = 0,0405 ч

ф₂= 888/3600 = 0,246 ч

Подставим полученные значения в уравнение и решим систему уравнений:

(2,92·10^-2)²+2·2,92·10^-2С =К·0,0405

(7,8·10^-2)²+2·7,8·10^-2С =К·0,246

0,0584C+ 0,000853= 0,0405K

0,156С + 0,006084= 0,246K

1C + 0,0146 = 0,693493K

0,156C + 0,006084 = 0,246K

1C + 0,0146 =0,693493K

0 + 0,003806 = 0,137815K

К= 276·10^-4м²/ч

С= 4,5·10^-3м³/м²

Задание 3.

Задача 1. Определить температуру наружной поверхности теплоизоляции аппарата. Толщина изоляции дст = 50 мм, коэффициент теплоотдачи от поверхности изоляции к воздуху б 2= 10,4 Вт/(м2К). Коэффициент теплопроводности изоляции л= 0,12 Вт/(м * К).

Остальные необходимые для расчета данные взять из задачи № 8:

Температура жидкости в теплообменнике tж=80°С, температура наружного воздуха tвозд=10°С, коэффициент теплоотдачи от жидкости б1=232 Вт/(м2К)

Решение:

Определим коэффициент теплопередачи по формуле:

Удельные потери теплоты:

q= К·(t_г-t_х)

q=1,934·(80-10) = 135,38 Вт/м²

Температура внутренней поверхности:

t₁= t_ж - q(1/б₁) = 80 - 135,38(1/232) =79,4°С

Температура наружной поверхности теплоизоляции аппарата:

t₂= t₁ - q(д /л) =79,4 - 135,38(0,05/0,12) =23°С

давление теплоизоляция гидравлический пресс

Задача 2. Паропровод длиной 10м, диаметром 40*1,5 мм покрыт слоем изоляции из стекловаты толщиной 15мм. Температура наружной поверхности изоляции 55⁰C, внутренней=100⁰C. Коэффициент теплопроводности стекловаты л= 0,05 Вт/(м К). Определить потери теплоты от паропровода за 1 час.

Решение.

d_в=37мм=0,037 м

d_н=d+2д=0,037+2*0,015=0,067 м

Уравнение теплопроводности для установившегося теплового потока

Размещено на Allbest.ru