ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Расчет в основном касается определения технологических,
тепловых, гидравлических и др. показателей машин и аппаратов.
В технологическом расчете студент должен произвести
технологический, конструктивный расчеты, определяя технологическую
производительность, размеры и площади аппарата и машины, и другие
показатели.
Пример.
Расчет ферментатора с механической мешалкой и барботером.
3.1.Технологический расчет.
Производительность ферментатора определяем по формуле:
Q=к.V.g, где (3.1)
Q-производительность, кг/ч;
V-вместимость, м
3
;
g-объемная масса питательных сред, кг/м
3
;
и т.д.
Тепловой расчет производится согласно технологическому или
тепловому режиму работы машины или аппарата. При расчете
определяют тепловые показатели работы оборудования, например,
расход пара на подогрев продукта, количество вторичных паров,
количество воды, продукции, коэффициенты теплопередачи,
теплоотдачи, тепловую нагрузку, средний температурный напор и т.д. по
приведенным в учебной литературе формулам.
Например, тепловой расчет теплообменных аппаратов.
3.2.Тепловой расчет теплообменных аппаратов
Тепловой расчет теплообменных аппаратов сводится к
определению площади поверхности теплопередачи теплообменника (м
2
),
которую находят из основного уравнения теплопередачи:
F=Q/(К∆t
ср
),
где Q–тепловая нагрузка теплообменника, Вт; К-коэффициент
теплопередачи, Вт/(м
2
К); ∆t
ср
-средняя разность температур
теплоносителей, К.
Тепловую нагрузку без учета выделения теплоты или
поглощения ее в процессах, протекающих в теплоносителях, и без
потерь в окружающую среду, можно выразить уравнением теплового
баланса:
Q=Q
1
=Q
2
,
где Q
1
-количество теплоты, переданное горячим теплоносителем,
Вт; Q
2
-количество теплоты, приобретенное холодным теплоносителем,
Вт.
Уравнение теплового баланса можно выразить через расход
горячего теплоносителя G
1
(кг/с), его начальную і
1н
и конечную і
1к
энтальпии (Дж/кг) и расход холодного теплоносителя G
2
с энтальпиями
і
2н
и і
2к
:
Q=G
1
(і
1н
-і
1к
)=G
2
(і
2к
-і
2н
).
Если процесс теплообмена в теплоносителях протекает без
изменения агрегатного состояния, то:
Q=G
1
с
1
(t
1н
-t
1к
)=G
2
с
2
(t
2к
-t
2н
), (3.4)
где t
1н
, t
1к
и t
2н
, t
2к
– соответственно начальные и конечные
температуры теплоносителей, К; с
1
и с
2
-средние удельные теплоемкости
горячего и холодного теплоносителей, Дж/(кг К).
Если в качестве горячего теплоносителя используется
насыщенный водяной пар, то его расход D(кг/с):
D=kG
2
с
2
(t
2к
-t
2н
)/(і
1н
-і
1к
),
где k-коэффициент тепловых потерь (k=1,02…1,05); і
1н
-энтальпия
греющего пара, Дж/кг (определяется по таблицам свойств водяного
пара); і
1к
-энтальпия конденсата, Дж/кг.
і
1к
=с
к
t
1к
,
где с
к
-удельная теплоемкость конденсата, Дж/(кг.К); t
1к
-средняя
температура конденсата, К.
Коэффициент теплопередачи для плоской стенки К (Вт/(м
2
К)
определяется:
для приближенного расчета
К=
21
1/αδ/λ1/α ++
ϕ
для точного расчета
К=
2111
1/α/λδδ/λ1/α
1
+++
где φ-коэффициент использования поверхности теплообмена
(при слабом загрязнении поверхности φ=0,7…0,8, при сильном
Расчет в основном касается определения технологических, потерь в окружающую среду, можно выразить уравнением теплового
тепловых, гидравлических и др. показателей машин и аппаратов. баланса:
В технологическом расчете студент должен произвести Q=Q1=Q2,
технологический, конструктивный расчеты, определяя технологическую где Q1-количество теплоты, переданное горячим теплоносителем,
производительность, размеры и площади аппарата и машины, и другие Вт; Q2-количество теплоты, приобретенное холодным теплоносителем,
показатели. Вт.
Пример. Уравнение теплового баланса можно выразить через расход
Расчет ферментатора с механической мешалкой и барботером. горячего теплоносителя G1(кг/с), его начальную і1н и конечную і1к
энтальпии (Дж/кг) и расход холодного теплоносителя G2 с энтальпиями
3.1.Технологический расчет. і2н и і2к:
Q=G1(і1н-і1к)=G2(і2к-і2н).
Производительность ферментатора определяем по формуле: Если процесс теплообмена в теплоносителях протекает без
Q=к.V.g, где (3.1)
изменения агрегатного состояния, то:
Q-производительность, кг/ч; Q=G1с1(t1н-t1к)=G2с2(t2к-t2н), (3.4)
V-вместимость, м3; где t1н, t1к и t2н, t2к – соответственно начальные и конечные
g-объемная масса питательных сред, кг/м3; температуры теплоносителей, К; с1 и с2-средние удельные теплоемкости
и т.д. горячего и холодного теплоносителей, Дж/(кг К).
Тепловой расчет производится согласно технологическому или Если в качестве горячего теплоносителя используется
тепловому режиму работы машины или аппарата. При расчете насыщенный водяной пар, то его расход D(кг/с):
определяют тепловые показатели работы оборудования, например, D=kG2с2(t2к-t2н)/(і1н-і1к),
расход пара на подогрев продукта, количество вторичных паров, где k-коэффициент тепловых потерь (k=1,02…1,05); і1н-энтальпия
количество воды, продукции, коэффициенты теплопередачи, греющего пара, Дж/кг (определяется по таблицам свойств водяного
теплоотдачи, тепловую нагрузку, средний температурный напор и т.д. по пара); і1к-энтальпия конденсата, Дж/кг.
приведенным в учебной литературе формулам. і1к=скt1к,
Например, тепловой расчет теплообменных аппаратов. где ск-удельная теплоемкость конденсата, Дж/(кг.К); t1к-средняя
температура конденсата, К.
3.2.Тепловой расчет теплообменных аппаратов Коэффициент теплопередачи для плоской стенки К (Вт/(м2К)
определяется:
Тепловой расчет теплообменных аппаратов сводится к для приближенного расчета
определению площади поверхности теплопередачи теплообменника (м2),
ϕ
которую находят из основного уравнения теплопередачи: К=
F=Q/(К∆tср), 1/α1 + δ/λ + 1/α2
где Q–тепловая нагрузка теплообменника, Вт; К-коэффициент для точного расчета
теплопередачи, Вт/(м2К); ∆tср-средняя разность температур 1
теплоносителей, К. К=
1/α1 + δ/λ + δ1/λ1 + 1/α2
Тепловую нагрузку без учета выделения теплоты или
поглощения ее в процессах, протекающих в теплоносителях, и без где φ-коэффициент использования поверхности теплообмена
(при слабом загрязнении поверхности φ=0,7…0,8, при сильном
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
