Методические указания 2 страница

Указания к решению

Рассчитать потери давления на трение и местные сопротивления в нагревательном трубопроводе и всасывающем трубопроводе. Учесть различие в скоростях движений в разных трубопроводах.

Задача 6

Определить потери давления при прохождении жидкости А в кожухотрубчатом теплообменнике.

Исходные данные

1. Расход жидкости V, м³/ч.

2. Температура жидкости:

начальная t_н, ⁰С;

конечная t_к, ⁰С.

3. Трубки в теплообменнике:

диаметр d, мм;

длина ℓ, м;

число n.

4. Число ходов в теплообменнике z.

5. Скорость жидкости в штуцере w_шт, м/с.

6. Абсолютная шероховатость труб ∆, мм.

7. Диаметр аппарата D_ап, м.

№ п/п	Жидкость А	V, м3/ч	tн, 0С	tк, 0С	d, мм	ℓ, м	n	∆, мм	z	wшт, м/с	Dап, м
1.	Вода	0,02			25х2			0,1		1,5	0,6
2.	Бензол	0,01			25х2			0,1		2,5	0,85
3.	Толуол	0,03			25х2			0,1		2,2	1,1
4.	Этанол	0,04			25х2			0,2		2,0	0,7
5.	Ацетон	0,03			25х2			0,2		1,8	0,75
6.	Вода	0,02			38х2			0,2		2,0	0,9
7.	Бензол	0,03			38х2			0,5		2,6
8.	Толуол	0,01			38х2			0,5		1,8	0,60
9.	Этанол	0,02			38х2			0,5		2,1	0,5
10.	Ацетон	0,01			38х2			0,1		3,0	0,4
11.	Вода	0,04			25х2			0,1		1,8	0,6
12.	Бензол	0,02			25х2			0,1		2,5	0,85
13.	Толуол	0,06			25х2			0,1		2,0	1,1
14.	Этанол	0,08			25х2			0,2		1,8	0,7
15.	Ацетон	0,06			25х2			0,2		2,3	0,75
16.	Вода	0,03			38х2			0,2		1,4	0,9
17.	Бензол	0,03			38х2			0,5		2,6	1,1
18.	Толуол	0,04			38х2			0,5		2,1	0,65
19.	Этанол	0,05			38х2			0,5		1,5	0,5
20.	Ацетон	0,04			38х2			0,1		1,4	0,45
21.	Вода	0,08			25х2			0,1		1,5	0,6
22.	Бензол	0,04			25х2			0,1		2,5	0,85
23.	Толуол	0,05			25х2			0,1		2,2	1,1
24.	Этанол	0,07			25х2			0,2		1,8	0,7
25.	Ацетон	0,08			25х2			0,2		2,0	0,75
26.	Вода	0,06			38х2			0,2		2,6	0,9
27.	Бензол	0,06			38х2			0,5		1,8	1,1
28.	Толуол	0,02			38х2			0,5		2,1	0,65
29.	Этанол	0,08			38х2			0,5		3,2	0,5
30.	Ацетон	0,10			38х2			0,1		3,0	0,45

Указания к решению

При расчете потерь учесть сопротивление трения, а также местные сопротивления, связанные с поворотами потока и внезапными расширениями и сужениями его. Физические свойства жидкости определить при ее средней температуре.

Задача 7

Определить средний диаметр и высоту дымовой трубы Н, м для отвода продуктов горения из промышленной печи.

Исходные данные

1. Количество образующихся газов V, м³/ч.

2. Состав продуктов горения: СО₂ – 13%, О₂ – 5%, N₂ – 77%, Н₂О – 5% (объемных).

3. Температура отходящих газов t_г, ⁰С.

4. Температура окружающего воздуха t_в, ⁰С.

5. Барометрическое давление воздуха у основания дымовой трубы Р_б = 101300 Па.

6. Средняя скорость газов в трубе w_г, м/с.

7. Коэффициент сопротивления в трубе λ.

8. Разряжение в борове у основания дымовой трубы Р_раз, Па.

№ п/п	V, м3/ч	tг, 0С	tв, 0С	wг, м/с	λ	Рраз, Па
1.				2,5	0,04
2.				2,2	0,03
3.				1,8	0,05
4.				2,4	0,04
5.				1,9	0,03
6.				2,3	0,04
7.				2,1	0,03
8.				2,5	0,05
9.				2,4	0,04
10.				2,7	0,03
11.				2,6	0,04
12.				2,8	0,03
13.				2,0	0,05
14.				1,8	0,04
15.				1,9	0,03
16.				2,4	0,04
17.				2,3	0,05
18.				2,5	0,03
19.				1,7	0,04
20.				2,7	0,05
21.				2,5	0,03
22.				2,4	0,05
23.				1,8	0,04
24.				2,1	0,05
25.				2,3	0,03
26.				2,4	0,04
27.				2,5	0,04
28.				2,6	0,05
29.				2,7	0,03
30.				1,8	0,04

Указания к решению

По фактическому объему газа и его скорости определить площадь и средний диаметр трубы. Выразив гидравлическое сопротивление трубы через ее высоту Н, по уравнению Бернулли вычислить неизвестную величину Н.

При решении задачи учесть разницу барометрических давлений воздуха, связанную с высотой Н.

Задача 8

Определить число ступеней сжатия и распределение давления по ступеням в поршневом компрессоре, расходуемую мощность и температуру газа после сжатия в каждой ступени, а также расход охлаждающей воды в холодильниках компрессора при охлаждении газа до начальной температуры.

Исходные данные

1. Сжимаемый газ Г.

2. Расход газа V, м³/с.

3. Давление газа до сжатия Р_н, МПа.

4. Давление газа после сжатия Р_к, МПа.

5. Температура газа до сжатия t_н, ⁰С.

6. КПД компрессора η.

7. Нагрев воды в холодильнике ∆t, град.

№ п/п	Газ	V, м3/с	Рн, МПа	Рк, МПа	tн, 0С	η	∆t, град
1.	Воздух	0,06	0,1			0,60
2.	Двуокись углерода	0,12	0,11			0,60
3.	Азот	0,10	0,12			0,60
4.	Кислород	0,04	0,13			0,65
5.	Метан	0,06	0,14			0,65
6.	Воздух	0,03	0,15			0,65
7.	Двуокись углерода	0,07	0,16			0,70
8.	Азот	0,05	0,17			0,70
9.	Кислород	0,10	0,18			0,70
10.	Метан	0,02	0,19			0,60
11.	Воздух	0,08	0,11			0,55
12.	Двуокись углерода	0,14	0,12			0,60
13.	Азот	0,12	0,13			0,65
14.	Кислород	0,06	0,14			0,65
15.	Метан	0,08	0,15			0,65
16.	Воздух	0,06	0,16			0,70
17.	Двуокись углерода	0,10	0,17			0,70
18.	Азот	0,08	0,18			0,70
19.	Кислород	0,12	0,19			0,70
20.	Метан	0,04	0,12			0,70
21.	Воздух	0,10	0,14			0,60
22.	Двуокись углерода	0,08	0,16			0,55
23.	Азот	0,06	0,18			0,65
24.	Кислород	0,12	0,19			0,65
25.	Метан	0,04	0,13			0,70
26.	Воздух	0,10	0,14			0,70
27.	Двуокись углерода	0,05	0,15			0,70
28.	Азот	0,09	0,16			0,65
29.	Кислород	0,05	0,17			0,65
30.	Метан	0,08	0,18			0,65

Указания к решению

При расчете расхода воды на охлаждение газа потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Задача 9

Определить количество конденсирующегося насыщенного водяного пара, проходящего по изолированному паропроводу, выполненному из металла А.

Исходные данные

1. Характеристика паропровода:

длина ℓ, м;

диаметр d, мм;

2. Давление насыщенного водяного пара Р, МПа.

3. Материал изоляции В.

4. Толщина изоляции δ, мм.

5. Температура наружной поверхности t_н, ⁰С.

№ п/п	А	ℓ, м	d, мм	Р, МПа	В	δ, мм	tн, 0С
1. 1.	Сталь		76/70	0,196	Асбест
2.	Сталь нержавеющая		49/45	0,294	Войлок шерстяной
3.	Медь		37/35	0,392	Асбест
4.	Латунь		35/30	0,196	Совелит
5.	Сталь		80/73	0,294	Стекловата
6.	Сталь нержавеющая		24/20	0,392	Войлок шерстяной
7.	Медь		25/23	0,196	Асбест
8.	Латунь		31/29	0,294	Совелит
9.	Сталь		55/50	0,392	Войлок шерстяной
10.	Сталь нержавеющая		27/25	0,196	Стекловата
11.	Сталь		55/50	0,196	Асбест
12.	Сталь нержавеющая		25/23	0,195	Войлок шерстяной
13.	Медь		80/75	0,392	Совелит
14.	Латунь		80/75	0,290	Пробка
15.	Сталь		25/23	0,294	Стекловата
16.	Сталь нержавеющая		31/29	0,195	Асбест
17.	Медь		35/30	0,294	Войлок шерстяной
18.	Латунь		49/45	0,196	Совелит
19.	Сталь		49/45	0,392	Пробка
20.	Сталь нержавеющая		55/50	0,392	Стекловата
21.	Медь		27/25	0,392	Войлок шерстяной
22.	Латунь		27/25	0,294	Совелит
23.	Сталь		31/29	0,294	Пробка
24.	Сталь нержавеющая		31/29	0,294	Асбест
25.	Медь		35/30	0,196	Войлок шерстяной
26.	Латунь		35/30	0,196	Пробка
27.	Сталь		27/25	0,196	Стекловата
28.	Сталь нержавеющая		27/25	0,92	Совелит
29.	Медь		31/29	0,392	Асбест
30.	Латунь		31/29	0,392	Войлок шерстяной

Указания к решению

Определить количество тепла, теряемое водяным паром в окружающую среду за счет передачи теплопроводностью через многослойную цилиндрическую стенку. Температуру внутренней стенки трубопровода принять равной температуре проходящего водяного пара.

Задача 10

Определить коэффициент теплоотдачи конвекцией α, Вт/(м²*К) от стенки к охлаждающей воде, проходящей по трубчатке одноходового кожехотрубчатого теплообменника, служащего для конденсации насыщенного пара вещества А. Потерями тепла в окружающую среду и охлаждением конденсата пренебречь.

Исходные данные

1. Количество конденсирующегося пара G, кг/ч.

2. Температура конденсации t_к, ⁰С.

3. Характеристика теплообменника:

число труб n, шт.;

диаметр труб d_н/ d_в, мм.

4. Температура воды

начальная t₁, ⁰С;

конечная t₂, ⁰С.