Обсуждение 20-го вопроса утром во второй день 2014 года
Thread Content
【2014-верх】 20. В водяной щели котел нагревается насыщенным паром при температуре 135°C для нагрева определенного раствора внутри него. Эффективный объем жидкости в котле составляет 6,2 м³, средняя площадь теплообмена — 12,5 м². Плотность раствора — 1950 кг/м³, а удельная теплоемкость — 2,1 кДж/(кг·°C). Для обеспечения равномерной температуры нагрева в реакторе установлен принудительный миксер; коэффициент полного теплопередачи составляет 1200 Вт/(м²·°C). Каково время (ч), необходимое для нагрева раствора с 10°C до 90°C? 0,28 (B) 0,38 (C) 0,48 (D) 0,58. Решение этой задачи, предложенное братом zxm, выглядит следующим образом: Хотел бы обсудить это с вами: 1. Необходимо ли здесь учитывать процесс нестационарного теплопередачи? 2. Как понимать способ нахождения △tm? @zhanghp30 @zwp997 @Higee
Нельзя рассматривать, и не нужно рассматривать.
Ну что ж. . . △Как понимать способ нахождения tm?
Посмотрите первую главу издания Тяньда, там есть эмпирическая формула для расчета эффективной температурной разницы в смесителе. Но кто-то говорил мне, что в формуле есть небольшая ошибка, но я не знаю, где именно.
Этот результат, должно быть, без проблем; если строго вывести его с помощью интегрирования, получится тот же результат
Последнее изменение в этом посте было сделано Higee 16.07.2015 в 15:14. Расчет разницы температур △tm здесь отличается от расчета разницы температур при стационарном теплопереносе, с которым мы знакомы; хотя формулы схожи, это всего лишь совпадение. Конкретная процедура решения выглядит следующим образом: предположим, что в момент времени θ температура жидкости в резервуаре равна t. Через промежуток времени dθ температура жидкости становится t+dt. За этот промежуток времени происходит передача тепла в количестве (mCp)c*dt = dQ = KA(T-t)dθ. Следует отметить, что за промежуток времени dθ происходит передача тепла при постоянной разнице температур: температура горячей жидкости равна T, а температура холодной жидкости — t (температура в резервуаре одинакова во всех точках). После разделения переменных и их интегрирования получаем соотношение ln(T-t1)/(T-t2) = θ. Для описания всего процесса передачи тепла используется уравнение баланса энергии: Q = (mCp)c*(t2-t1). Используя это уравнение, можно заменить (mCp)c в выражении ln(T-t1)/(T-t2) на соответствующее значение. Таким образом, получаем (t2-t1)Q = KA*θ = KA△tmθ·ln(T-t1)/(T-t2). Примечания: ① Здесь Q — это количество переданного тепла, измеряемое в единицах Джоулей; это не скорость передачи тепла, которая измеряется в ватах. ② Логарифмическая разница температур здесь представляет собой среднее значение разницы температур в начальном и конечном состояниях; обычно же под разницей температур понимается среднее значение разницы температур на входе и выходе теплообменника. ③ В данном примере температура горячей жидкости не меняется (пар конденсируется), поэтому ситуация простая. В противном случае ситуация становилась бы более сложной. Я немного посчитал и сдался. Друзья, которые заинтересованы, могут попробовать
Последнее изменение в этом посте было сделано tiyiss 17.07.2015 в 16:02. Брат HIGEE — настоящий гений!! Днем я изучил формулу разницы температур при теплообмене в реакторах с промежуточной обработкой, предложенную университетом Тяньцзинь. В этий формуле учитывается изменение температуры нагревающей среды, поэтому она очень сложная. . . Здесь речь идет о конденсации пара, то есть метод брата ZXM основан именно на этой формуле~ Большое спасибо, вы открыли для меня еще одну дверь{:3_67:}
Брат HIGEE — настоящий гений~~ Днем я просмотрел формулу разницы температур теплообмена для реакторов с заменой содержимого, представленную в издании Тяньцзиньского университета. В этой формуле учитывается изменение температуры нагревающей среды, поэтому она очень сложная. . . Здесь речь идет о конденсации пара, то есть метод брата ZXM основан именно на этой формуле~ Большое спасибо, вы открыли для меня еще одну дверь{:3_67:}
Установлен принудительный миксер, вот в чем суть. △Тm можно понимать так: рассматривайте этот манжет как теплообменник с трубчатым корпусом, в порядке? Температура на входе... температура на выходе...
Эм, господин Y, не могли бы вы подробнее рассказать, каково влияние принудительного миксера?
Миксер влияет только напрямую на значение K, не имея прямой связи с разницей температур при теплопередаче.
Не нужно ничего учитывать! Просто пар нагревает его в течение определенного времени, и вся выделившаяся теплота идет на повышение температуры раствора. Расчет теплообмена можно производить обычным способом!
deta Tm= (90-10)/Ln((135-10)/(135-90))
Я думаю, что эту задачу следует решать так: 6,2*1950*2100*dT=1200*12,5*(135-T)*dt, где dT обозначает прирост температуры. После интегрирования получаем t=0,4803
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем lp3484 22.09.2020 в 18:22. Похоже, я неправильно понял ситуацию; выводы верны, а коэффициент λ учитывает временную переменную