Определить поверхность противоточного теплообменника (труба в трубе), в котором горячая жидкость (хлороформ (50%)-ЧХУ (50%)) в количестве 4,3 т/ч охлаждается от 65до 300С холодной жидкостью, нагревающейся от 10 до 140С. Известно, что коэффициент теплопередачи – 700 Вт/(м2·К).
Решение
Выполним расчет кожухотрубчатого теплообменника для охлаждения 4,3 т/ч (1,194 кг/с) жидкой смеси. Охлаждающая среда – промышленная вода среднего качества с начальной температурой 100С и конечной температурой 140С. Потери теплоты в окружающую среду примем в размере 5% от полезной теплоты.
Вода, нагреваясь, будет двигаться по межтрубному пространству теплообменного аппарата, а жидкая смесь органических веществ - по трубному пространству.
Составляем температурную схему процесса:
Теплоноситель 1 (смесь): 65→300С
Теплоноситель 2 (вода): 14←100С
tб=65-14=510С
tм=30-10=200С
tб/tм=51/20=2,55
Отношение tб/tм>2, значит, средняя движущая сила будет рассчитана как среднелогарифмическая:
∆tср=∆tб-tмln∆tб∆tм=51-20ln5120=330С
Средняя температура воды в теплообменнике:
tсрв=(tнв+ tкв)/2=(10+14)/2=120С
Средняя температура смеси в теплообменнике:
tср= tсрв+∆tср=12+33=450С
Удельную теплоемкость смеси хлороформ-четыреххлористый углерод рассчитываем по правилу аддитивности:
ссм=сх∙хх-+счху∙хчху-,
где сх,счху-удельная теплоемкость хлороформа и четыреххлористого углерода при средней температуре в аппарате, Дж/(кг∙К).
Удельная теплоемкость хлороформа при 450С составляет сх=1006 Дж/(кг∙К), удельная теплоемкость четыреххлористого углерода при 450С составляет 838 Дж/(кг∙К) [4, рис.ХI, с
на новый заказ в Автор24.
