|  Установки ожижения и разделения газовых смесей |
|
-
|
3,91
|
|
2 – 2
|
168
|
379,4
|
15,1
|
115,4
|
-
|
7,82
|
|
3 – 3
|
162
|
371,92
|
22,58
|
111,6
|
-
|
11,73
|
|
4 – 4
|
158
|
364,4
|
30,1
|
107,8
|
-
|
15,64
|
|
5 – 5
|
155
|
356,9
|
37,6
|
104
|
-
|
19,55
|
|
6 – 6
|
152
|
349,3
|
45,2
|
100,2
|
-
|
23,46
|
|
7 – 7
|
149
|
341,8
|
52,7
|
96,4
|
-
|
27,37
|
|
8 – 8
|
145
|
334,3
|
60,2
|
92,6
|
-
|
31,28
|
|
9 – 9
|
141
|
326,8
|
67,741
|
88,8
|
-
|
35,19
|
|
10 – 10
|
138
|
319,22
|
75,28
|
85
|
333,5
|
39,1
|
ΔТсринт
= n/Σ(1/ΔТср)
|
|
№
|
ΔТср
|
1/ΔТср
|
|
1
|
56
|
0,0179
|
|
2
|
53
|
0,0189
|
|
3
|
50
|
0,02
|
|
4
|
50
|
0,02
|
|
5
|
51
|
0,0196
|
|
6
|
52
|
0,0192
|
|
7
|
53
|
0,0189
|
|
8
|
52
|
0,0192
|
|
9
|
52
|
0,0192
|
|
10
|
53
|
0,0189
|
Σ(1/ΔТср)
= 0,192
ΔТср
= 10/0,245 = 52 К
г) Материальный
баланс теплообменника IV:
(VК – Vдк)(i6В – i5B)
+ Vq3 = К(i4 – i2К)
Из баланса
расчитываем истинное значение теплопритоков из окружающей среды:
(0,56 –
0,1)*2,204(188 - 138) + 1*q3 =
0,128*1,742(123 – 88)
q3 = 7,804 - 50,7
= - 42,9 кДж/кг
Рассчитываем
коэффициенты В и D:
(VК – Vдк)(i6В – i5B)
+ Vq3 = К(i4 – i2К)
(Vк - Vдк) ΔiB + Vq3
= К Δiк
ΔiB = К
Δiк/ (VК - Vдк) - V q3/VК | ΔiК/
ΔiК
ΔiB = К
ΔiК/ (VК - Vдк) - Vq3* ΔiК/ ΔiК
В =К/(VК - Vдк) = 0,128/0,46
= 0,278
D = V q3/(VК
- Vдк)
Δiк = -1*42,9/0,46*(372,6 – 332) = - 1,297
ΔiB = В
ΔiК - D ΔiК = С Δiк = (0,278 +
1,297) ΔiК = 1,488 ΔiК
Составляем таблицу:
|
№
|
ТВ , К
|
iв, кДж/кг
|
ΔiВ
|
ТК, К
|
iК, кДж/кг
|
ΔiК
|
|
0 – 0
|
188
|
394,5
|
0
|
140
|
332
|
0
|
|
1 – 1
|
174
|
387,17
|
7,33
|
134,8
|
-
|
5,06
|
|
2 – 2
|
167
|
379,8
|
14,7
|
129,6
|
-
|
10,12
|
|
3 – 3
|
162
|
371,6
|
22,9
|
124,4
|
-
|
15,18
|
|
4 – 4
|
158
|
365,2
|
29,3
|
119,2
|
-
|
20,24
|
|
5 – 5
|
155
|
357,9
|
36,6
|
114
|
-
|
25,3
|
|
6 – 6
|
152
|
350,5
|
44
|
108,8
|
-
|
30,36
|
|
7 – 7
|
149
|
343,2
|
51,3
|
103,6
|
-
|
35,42
|
|
8 – 8
|
146
|
335,9
|
58,6
|
98,4
|
-
|
40,48
|
|
9 – 9
|
143
|
328,6
|
65,9
|
93,2
|
-
|
45,54
|
|
10 – 10
|
138
|
319,22
|
75,28
|
88
|
372,6
|
50,6
|
ΔТсринт
= n/Σ(1/ΔТср)
|
№
|
ΔТср
|
1/ΔТср
|
|
1
|
40
|
0,025
|
|
2
|
37
|
0,027
|
|
3
|
38
|
0,026
|
|
4
|
39
|
0,0256
|
|
5
|
41
|
0,0244
|
|
6
|
43
|
0,0233
|
|
7
|
45
|
0,0222
|
|
8
|
47
|
0,0213
|
|
9
|
50
|
0,02
|
|
10
|
50
|
0,02
|
Σ(1/ΔТср)
= 0,235
ΔТср
= 10/0,245 = 42,6 К
д) Расчёт основного
теплообменника.
Для расчёта теплообменника
разбиваем его на 2 трёхпоточных. Для удобства расчёта исходные данные сводим в
таблицу.
|
Поток
|
Рср, ат.
|
Тср, К
|
Ср,
кДж/кгК
|
Уд. Объём v, м3/кг
|
μ, кг*с/м2
*107
|
λ, Вт/мК, *103
|
|
Прямой
(воздух)
|
45
|
226,5
|
1,187
|
0,005
|
18,8
|
23,6
|
|
Обратный
(О2 под
дав)
|
100
|
190
|
2,4
|
0,00106
|
108
|
15
|
|
Обратный
(N2 низ дав)
|
1,3
|
155
|
1,047
|
0,286
|
9,75
|
35,04
|
Прямой поток.
1)Скорость потока
принимаем ω = 1 м/с
2) Секундный расход
Vсек
= V*v/3600 = 1711*0,005/3600 = 2,43*10-3 м3/с
3) Выбираем тубку ф
12х1,5 мм
4) Число трубок
n = Vсек/0,785dвн ω = 0,00243/0,785*0,0092*1 = 39 шт
Эквивалентный диаметр
dэкв
= 9 – 5 = 4 мм
5) Критерий
Рейнольдса
Re = ω dвнρ/gμ = 1*0,004*85,4/9,81*18,8*10-7 =
32413
6) Критерий Прандтля
Pr = 0,802 (см. [2])
7) Критерий
Нуссельта:
Nu = 0,023 Re0,8 Pr0,33
= 0,015*324130,8*0,8020,33 = 63,5
8) Коэффициент теплоотдачи:
αВ = Nuλ/dвн = 63,5*23,6*10-3/0,007 = 214,1 Вт/м2К
Обратный поток
(кислород под давлением):
1)Скорость потока
принимаем ω = 1 м/с
2) Секундный расход
Vсек
= V*v/3600 = 320*0,0011/3600 = 9,8*10-5 м3/с
3) Выбираем тубку ф
5х0,5 мм гладкую.
4) Критерий
Рейнольдса
Re = ω dвнρ/gμ = 1*0,007*330,1/9,81*106*10-7 =
21810
5) Критерий Прандтля
Pr = 1,521 (см. [2])
6) Критерий
Нуссельта:
Nu = 0,023 Re0,8 Pr0,4
= 0,015*218100,8*1,5210,33 = 80,3
7) Коэффициент теплоотдачи:
αВ = Nuλ/dвн = 80,3*15*10-3/0,007 = 172 Вт/м2К
Обратный поток (азот
низкого давления)
1)Скорость потока
принимаем ω = 15 м/с
2) Секундный расход
Vсек
= V*v/3600 = 1391*0,286/3600 = 0,11 м3/с
3) Живое сечение для
прохода обратного потока:
Fж = Vсек/ω
= 0,11/15 = 0,0074 м2
4) Диаметр сердечника
принимаем Dc = 0,1 м
4) Критерий
Рейнольдса
Re = ω dвнρ/gμ = 15*0,004*2,188/9,81*9,75*10-7 =
34313
5) Критерий
Нуссельта:
Nu = 0,0418 Re0,85 =
0,0418*343130,85=299,4
7) Коэффициент теплоотдачи:
αВ = Nuλ/dвн = 299,4*35,04*10-3/0,01 = 1049 Вт/м2К
Параметры всего
аппарата:
1) Тепловая нагрузка
азотной секции
QA = AΔiA/3600
= 1391*(454,6 – 381,33)/3600 =
28,3 кВт
2) Среднеинтегральная
разность температур ΔТср = 54,7 К
3) Коэффициент
теплопередачи
КА =
1/[(1/αв)*(Dн/Dвн)
+ (1/αА)] = 1/[(1/214,1)*(0,012/0,009)
+ (1/1049)] = 131,1 Вт/м2
К
Страницы: 1, 2, 3, 4
|
© 2009 Все права защищены.
Наверх