Расчет теплообмена в теплообменнике пропана
Thread Content
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем 17156614 20.06.2018 в 13:25. Известные условия: теплообменник типа «труба-корпус»; пропан циркулирует внутри труб, а морская вода — в корпусе теплообменника. Пропан нагревается с 42°C (25 бар) до 0°C (1 бар) при расходе 500 м3/ч; температура входящей морской воды составляет 15°C при расходе 700 м3/ч. Необходимо рассчитать тепловую нагрузку. Я использовал метод теплоты химической реакции и выяснил, что теплота химической реакции пропана при температуре 42°C и давлении 25 бар составляет 102,86 кДж/кг, а плотность — 593,8 кг/м³ ； При температуре 0℃ и давлении 1 бар энтальпия составляет 589,53 кДж/кг. Значение Q равно: Q = m·(i1 – i2) = 500·593,8/3600·(589,53 – 102,86) = 40136,75 кВт. Из-за наличия фазового перехода, если использовать формулу с учетом удельной теплоемкости, то значение Q будет равно: Q = m·(r + cp·(t1 – t2)) = 500·593,8/3600·(425,47 + 2,2339·42) = 43191,36 кВт. Однако в технических характеристиках указано примерно 7600 кВт – это в разы меньше. Не понимаю, в чем может быть проблема. Прошу помощи от экспертов!
Ваш вопрос слишком специализированный. Решить нельзя
Попробую сам. Не знаю, как рассчитать эту жидкость с произошедшей фазовой трансформацией и как выбрать параметры
Автор, ваши расчеты верны, в технической документации не учитывается тепло, выделяющееся при газификации пропана.
Спасибо! Но в технической документации также указан расход морской воды — 700 м³/ч, а также температуры на входе и выходе: 5,4°C/15°C. Я подсчитал, что мощность составляет примерно 7600 кВт. Следовательно, этого количества морской воды недостаточно для охлаждения пропана, поэтому я всё ещё не понимаю
Проблема заключается в том, что давление на выходе пропана слишком высокое; падение давления слишком велико. Обычно оно должно составлять около 50 кПа. В таком случае давление на выходе пропана будет равно 24,5 бар, и все показатели станут соответствовать друг другу
Я только что кратко подсчитал: объем морской воды на горячей стороне — 700 м³/ч; температура воды при входе и выходе — от 15°C до 5,5°C; давление при входе и выходе составляет соответственно 3 бара и 2,5 бара； На холодной стороне пропан поступает со скоростью 500 м3/ч; температура на входе и выходе составляет от -42°C до 6,4°C. Давление на входе и выходе соответственно составляет 25 бар и 24,5 бар. Общая нагрузка на теплообмен составляет примерно 8000 кВт. Однако следует отметить, что при этих условиях доля газообразного фазы у выхода прохладной стороны составляет 0, то есть всё находится в жидкой фазе. Следовательно, этот теплообменник не способен к процессу газификации. Чтобы морская вода при температуре 15°C полностью превратилась в газ, необходимо обеспечить определенный перекрестный поток температур; ведь при рабочем давлении 24,5 бар температура полной газификации пропана составляет 69°C. Поэтому температура жидкости на горячей стороне должна быть не менее 90°C. Если вы хотите, чтобы пропан полностью превратился в газ, я бы посоветовал следующее: если подача пропана должна оставаться неизменной, сначала необходимо снизить давление пропана до 4,5 бар, а затем, после теплообмена, довести его до состояния полного газообразования при температуре 1,8℃ ； Температура входящей и исходящей морской воды остается неизменной — 15℃~5,5℃, однако объем воды должен составлять 2950 м³/ч. Общая тепловая нагрузка на теплообменник составляет 33500 кВт; данное значение приведено для справки