Порядок выполнения работы.
Изучить инструкцию по выполнению практического занятия. Подготовить необходимое оборудование и литературу..
Выписать задание по своему номеру по журналу в таблицу:
Задании на практическую.
Таблица 1.
№ |
|
вещество 1 |
вещество 2 |
t1н, °С |
t1К, °С |
t2Н, °С |
t2К, °С |
1 |
Без изменения |
|
|
|
|
|
|
2 |
Без изменения |
|
|
|
|
|
|
2 |
С изменением одного |
|
|
|
|
|
|
3 |
С изменением обоих |
|
|
|
|
|
|
Выписать физические свойства органических жидкостей (таблицы XLIV Павлов Романков Носков), или другие справочники. С указанием источника информации.
Физические свойства органических жидкостей.
Таблица 2 .
Вещество |
Химическая формула |
М, кг/кмоль |
|
Температура кипения, °С |
Давление насыщенного пара при 20°С, Па |
Источник информации |
Бензол |
С6Н6 |
78,11 |
900 |
80,2 |
10000 |
[1], [2] |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
кг/м3Источники:
К.Ф. Павлов, п.Г. Романков, а.А. Носков Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии
Варгафтик Справочник физико-химических свойств веществ.
Определить для первой задачи средние разности температур потоков.
При средних разностях температур потоков найти в справочниках (например номограмма ХI стр 535 Павлов, Романков, Носков) значения теплоёмкости.
Составить тепловой баланс аппрата и определить тепловую нагрузку.
Выразить из уравнения теплового баланса расход второго теплоносителя и определить его.
Сделать вывод для первой задачи.
Определить для второй задачи теплоёмкости потоков по справочным данным.
Составить тепловой баланс.
Выразить из уравнения теплового баланса значение неизвестной температуры и наитии его.Сделать вывод для второй задачи.
..Составить схему движения теплоносителей для третьей задачи. Определить среднюю разность температур потока, не изменяющего своё агрегатное состояние.
Найти теплоты парообразования (конденсации) веществ при данной температуре.
Составить тепловой баланс.
Найти расход охлаждающей воды. Сделать вывод для третьей задачи.
Определить температуру 10 атм. водяного пара по таблицам зависимости температуры пара от давления. Найти теплоту его парообразования.
Составить тепловой баланс.Определить необходимый расход пара.
Сделать вывод для четвёртой задачи.
Ответь на контрольные вопросы в конце методики.
Записать задание для портфолио.
Оформить отчёт и сдать преподавателю на проверку.
Задание на практическую работу. «Определение тепловой нагрузки теплообменника при постоянных агрегатных состояниях теплоносителей и при изменении агрегатного состояния теплоносителей»
Задача 1 : Составить тепловой баланс теплообменника , если вещество (столбец 2) охлаждается в количестве (столбец 3) кг/ч от температуры (столбец 4) до температуры столбец (5) водой с начальной температурой 20 °С. Определить при данных условия необходимый расход охлаждающей воды.
Задача2. Составить тепловой баланс теплообменника, если вещество (столбец 2) охлаждается в количестве (столбец 3) оборотной в количестве (столбец 6) до температуры 30 °С. Определить начальную температуру вещества поступаемого в теплообменный аппарат. В условиях этой же задачи определить до какой температуры можно охладить это же вещество, если оно поступает в теплообменник при температуре на 2 градуса ниже температуры его кипения.
Задача 3. Составить тепловой баланс, если происходить конденсация паров вещества (столбец 2) в количестве (столбец 3) при температуре конденсации равной его температуре кипения оборотной водой. Найти расход охлаждающей воды.
Задача 4. Составить тепловой баланс, если испаряется вещество (столбец 2) в количестве (столбец 3) при температуре испарения равной температуре кипения за счёт тепла 10 атм. водяного пара конденсирующегося. Определить необходимый расход пара.
№ |
вещество |
кг/ч |
t1н, °С |
t1К, °С |
кг/ч |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
бензол |
10000,00 |
79 |
40 |
5000 |
2 |
метанол |
11000,00 |
63 |
35 |
6000 |
3 |
Уксусная кислота |
12000,00 |
50 |
40 |
7000 |
4 |
Ацетон |
13000,00 |
55 |
35 |
8000 |
5 |
Анилин |
14000,00 |
180 |
40 |
9000 |
6 |
Этанол |
15000,00 |
76 |
30 |
1000 |
7 |
Толуол |
16000,00 |
109 |
30 |
1100 |
8 |
бензол |
17000,00 |
70 |
43 |
1200 |
9 |
метанол |
18000,00 |
62 |
44 |
1300 |
10 |
Уксусная кислота |
19000,00 |
50 |
40 |
1400 |
11 |
Ацетон |
20000,00 |
54 |
40 |
1500 |
12 |
Анилин |
21000,00 |
170 |
70 |
1600 |
13 |
Этанол |
22000,00 |
77 |
32 |
1700 |
14 |
Толуол |
23000,00 |
101 |
40 |
1800 |
15 |
бензол |
24000,00 |
75 |
44 |
1900 |
16 |
метанол |
25000,00 |
60 |
40 |
2000 |
17 |
Уксусная кислота |
26000,00 |
50 |
40 |
2100 |
18 |
Ацетон |
27000,00 |
55 |
42 |
2200 |
19 |
Анилин |
28000,00 |
150 |
30 |
2300 |
20 |
Этанол |
29000,00 |
67 |
35 |
2400 |
21 |
Толуол |
30000,00 |
99 |
39 |
2500 |
22 |
бензол |
31000,00 |
76 |
38 |
2600 |
23 |
метанол |
32000,00 |
59 |
56 |
2700 |
24 |
Уксусная кислота |
33000,00 |
50 |
40 |
2800 |
25 |
Ацетон |
34000,00 |
54 |
45 |
2900 |
26 |
Анилин |
35000,00 |
140 |
40 |
3000 |
27 |
Этанол |
36000,00 |
68 |
34 |
3100 |
28 |
Толуол |
37000,00 |
90 |
56 |
3200 |
29 |
метанол |
38000,00 |
61 |
51 |
3300 |
30 |
бензол |
39000,00 |
77 |
41 |
3400 |
31 |
Ацетон |
40000,00 |
53 |
40 |
3500 |
32 |
Анилин |
41000,00 |
110 |
30 |
3600 |
Задание для портфолио (задание А) для всех: На трёх отдельных листах выписать формулы с расшифровкой и схему движения теплоносителей: 1 лист – тепловой баланс теплообменника без изменения агрегатного состояния 2 лист – тепловой баланс теплообменника при изменении агрегатного состояния одного теплоносителя 3 лист – тепловой баланс теплообменника при изменении агрегатного состояния обоих теплоносителей |
Контрольные вопросы.
Какой процесс называют теплообменом?
Тепловой баланс для идеального и реального процесса. Основные отличия.
Какие вы знаете способы передачи тепла. Перечислите и поясните.
Что означает размерность количества теплоты Вт.
Переведите 20 ккал/кг*°С в Дж/кг*К.
Переведите 1 атм в Па, и МПа.
Переведите 35 мм.рт.ст. в Па и МПа, в атм.
Напишите формулу теплового баланса без изменения агрегатного состояния теплоносителей.
Напишите формулу теплового баланса с изменением агрегатного состояния одного теплоносителя.
Напишите формулу теплового баланса с изменения агрегатного состояния обоих теплоносителей.
Напишите формулу теплового баланса в случае использования в качестве теплоносителя перегретого водяного пара.
Дайте понятие энтальпия.
Формула для определения энтальпии для веществ не изменяющих своё агрегатное состояние.
Практическое занятие .
Наименование работы: «Укрупнённый расчёт теплообменника»
Цель работы: получить практические навыки расчёта основных параметров кожухотрубчатых теплообменников и определить наиболее эффективную схему движения теплоносителей.
Задание для портфолио: Добавить на каждый из листов (см задание А): Формулы определения ∆tср. Источники нахождения физико-химических свойств вещества Например: Теплоёмкость 1.К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии 2. Варгафтик Справочник физико-химических свойств веществ. И так далее. Формулы для определения из теплового баланса: неизвестной температуры, неизвестного расхода. ( с пояснениями) |
Практическое занятие .
Наименование работы: « Полный расчёт теплообменника»
Цель работы: получить практические навыки расчёта основных параметров кожухотрубчатых теплообменников и определить наиболее эффективную схему движения теплоносителей.
Задание для портфолио: Добавить на каждый из листов (см задание А): Последовательность расчёта коэффициентов теплоотдачи для трубного и межтрубного пространства. Начать нужно с формулы определения скорости движения , далее критерий Re, далее …..Закончить задание нужно отдельным списком (1-2 листа) ГОСТов на кожухотрубчатые теплообменники. |
В портфолио необходимо выполнить эскиз одноходового кожухотрубчатого теплообменника жесткой конструкции и показать разным цветом: прямоточную схему и противоточную схему подачи в него теплоносителя. |