книги / Процессы и аппараты химической технологии. Ч. 1

Значение коэффициента теплопроводности воды находят по табл. 6.2 при средней температуре воды.

Определение коэффициента теплоотдачи от стенки

квоздуху:

1.Находят среднюю температуру воздуха.

2.Определяют площадь сечения межтрубного пространства Sм(м2), по которому движется воздух:

72

dн – наружный диаметр труб, м.

3. Вычисляютрасходвоздухапри средней температуре (м3/ч):

V V0 tср , (6.27)

где tср – средняя температура воздуха, К; V0 – расход воздуха (при комнатной температуре t), м3/ч.

4.Находят скорость движения воздуха Wвозд (м/с).

5.Рассчитывают плотность воздуха при его средней температуре (кг/м3):

где 0 – плотность воздуха при нормальных условиях, 0 = 1,29 кг/м3. 6. По табл. 6.4, в которой приведены физические свойства воздуха при атмосферном давлении, определяют динамическую

вязкость воздуха при его средней температуре.

Таблица 6 . 4

7.Вычисляют по уравнению (6.9) критерий Рейнольдса, характеризующий режим течения газа.

8.По соответствующему критериальному уравнению находят критерий Нуссельта.

73

9. Определяют коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху

(Вт/(м2 К)):

Здесь эквивалентный диаметр определяют по формуле

Значение коэффициента теплопроводности воздуха находят по табл. 6.4 при средней температуре воздуха.

Определениетеоретическогокоэффициента теплопередачи:

1. Kтеор рассчитывают по уравнению (6.21). Со стороны воз-

ст = 384 Вт/(м К).

2. По уравнению (6.22) проверяют принятое значение tст, при необходимости выполняют повторный расчет.

Определение опытного коэффициента теплопередачи:

1.По табл. 6.2 находят теплоемкость воды Свод (кДж/(кг К)) при ее средней температуре.

2.Вычисляют тепловой поток (Вт) по формуле

начальная температура воды, °С; Тк – конечная температура воды, °С;

Lвод – массовыйрасходводыприсреднейтемпературе, кгс ,

74

средней температуре, мкг3 .

3.Составляют схему распределения температур и находят среднюю разность температур.

4.Определяют поверхность теплообмена (м2):

где dср – средний диаметр трубы, м; l – длина труб, м; n – число труб в одном ходе; z – число ходов.

5.По уравнению (6.12) находят опытное значение коэффи-

циента теплопередачи Kоп и сравнивают его с теоретическим значением.

6.Расчетные результаты заносят в табл. 6.5.

Часть II

Вариант А

1. По результатам опытов варианта А рассчитывают коэффициенты теплоотдачи вод и возд по формулам (6.25) и (6.29) и ко-

эффициент теплопередачи K по формуле (6.21).

2.Находят скорость течения воды Wвод.

3.Строят графики зависимостей вод и K от скорости движе-

ния горячего теплоносителя Wвод .

4. Расчетные результаты заносят в табл. 6.6.

75

Вариант Б

1. По результатам опытов варианта Б рассчитывают коэффициенты теплоотдачи вод и возд по формулам (6.25) и (6.29), ко-

эффициент теплопередачи K по формуле (6.21).

2.Находят скорость движения воздуха Wвозд.

3.Строят графики зависимостей возд и K от скорости движе-

ния воздуха Wвозд .

4. Расчетные результаты заносят в табл. 6.7.

Таблица 6 . 7

Отчет включает в себя цели работы; схему лабораторной установки; расчеты определяемых величин, графики зависимостей αвод и

K от Wвод или αвозд и K от Wвозд, табл. 6.1, 6.5, а также табл. 6.6 или 6.7, анализ полученных результатов.

Контрольные вопросы

1.Порядок выполнения работы.

2.Способы передачи тепла. Теплоотдача и теплопередача.

3.Тепловой баланс.

4.Уравнения Фурье и Ньютона, основное уравнение теплопередачи.

5.Физический смысл и размерности коэффициентов , , K. Ориентировочные значения коэффициентов и . Влияние коэффициентов теплоотдачи на коэффициент теплопередачи.

76

6.Основные и производные критерии тепловых процессов, обобщенное критериальное уравнение.

7.Вид критериальных зависимостей для различных случаев теплоотдачи.

8.Средняя движущая сила тепловых процессов, ее определение при прямотоке, противотоке, смешанном токе, выбор взаимного движения теплоносителя.

9.Порядок проектного и поверочного расчета теплообменных аппаратов.

10.Основные теплоносители и хладоагенты. Требования, предъявляемые к теплоносителям.

11.Способы нагревания и охлаждения.

12.Конструкции теплообменников (применение, сравнение, особенности, преимущества, недостатки).

13.Компенсация температурных удлинений, способы закрепления и размещения труб в трубных решетках.

77

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов / А.Г. Касаткин. – 12-е изд., стер.,

дораб. – М.: Альянс, 2014. – 750 с.

2.Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебник для вузов: в 2 ч. / Ю.И. Дытнерский. – М.: Хи-

мия, 2003.

3.Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию / под ред. Ю.И. Дытнерского. – М.:

Альянс, 2007. – 493 с.

4.Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков; под ред. П.Г. Романкова. – 13-е изд., стер. – М.: Альянс, 2006. – 575 с.

5.Плановский А.Н. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии: учебник для вузов / А.Н. Плановский, П.И. Николаев. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Химия, 1987. – 496 с.

6.Тимонин А.С. Основы конструирования и расчета химикотехнологического и природоохранного оборудования: справочник:

в3 т. / А.С. Тимонин. – Калуга: Изд-во Н. Бочкаревой, 2002.

78

Учебное издание

Ложкин Игорь Галактионович, Загидуллин Сафар Хабибуллович, Беляев Владимир Михайлович, Долганов Владислав Леонидович

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Лабораторный практикум

Часть 1

Редактор и корректор Е.В. Копытина

Подписано в печать 16.03.2017. Формат 60 90/16. Усл. печ. л. 5,0. Тираж 55 экз. Заказ № 39/2017.

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета.

Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.

Тел.: + 7 (342) 219-80-33.

79