Определить расход пара на обогрев воды в пароводяном теплообменнике при условии, что весь пар в теплообменнике превращается в конденсат

Уравнение теплового баланса (нагрев холодного теплоносителя происходит за счет конденсации греющего водяного насыщенного пара):
Q = D*(h1вх _ h1вых) = m*сB* ( t” – t’),
где h1вх = h”х – энтальпия нагревающего пара, кДж/кг;
h1вых = h’к – энтальпия конденсата, кДж/кг;
h”х = h”*х + h’ *(1-х).
Oпределяем при Р = 0,13МПа[1]: :
h’ = 449,2 кДж/кг; h”= 2687 кДж/кг; tнас = 107,140С.
Т.к. конденсат отводится при температуре tнас = 107,140С, то h’к = 449,2 кДж/кг.
h”х = 2687*0,98 + 449,2*(1 - 0,98) = 2642 кДж/кг.
Расход греющего теплоносителя (пара) определяем из уравнения теплового баланса:
D = m*сB* ( t” – t’) / (h1вх _ h1вых)
D = (104/3600)*4,19*(80 - 30) / (2642 – 449,2) = 0,27 кг/с.
Определяем поверхность нагрева подогревателя из уравнения теплопередачи:
F = Q / (k *tср) ,
где tср - средний температурный напор oC;
k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2К).
.,
где tб и tм – больший и меньший температурный напор на концах теплообменника.
.Δtб = tнас - t' = 107,14 – 30 = 77,14 oC,
Δtм = tнас – t’’ = 107,14 - 80 = 27,14 oC.
= 47,86 oC.
F = Q / (k *tср) = D*(h1вх _ h1вых)/ (k *tср)
F = 0,27*(2642 – 449,2)*103/(3000*27,14) = 7,27 м2.
пар
tнас=107,140C
t
вода
ΔtM
t’’=800C
Δtб
t’=300C
F
Так как весь пар в теплообменнике превращается в конденсат, выходящий из теплообменника в состоянии насыщения при давлении греющего пара (т.е.температура греющего теплоносителя постоянна), то средний логарифмический температурный напор и площадь поверхности нагрева в таком пароводяном теплообменнике от включения теплоносителей по схеме «прямоток» и «противоток» не зависит.