Помогите, пожалуйста, эксперты — проблема теплообмена с паром
Thread Content
У нас есть теплообменник, в котором для нагрева используется пар под давлением 0,8 Мпа (температура 175 градусов Цельсия). Я хочу заменить его на устройство, работающее с паром под давлением 0,4 Мпа (температура 143 градуса Цельсия). Материал, который необходимо нагреть, имеет удельную теплоемкость 2020 кДж/кг·К. Температура материала должна повыситься с 50 до 150 градусов Цельсия; масса материала составляет 1500 кг. Размер теплоты, передаваемой, Q = 2020 * 100 * 1500 = 303 * 10^-6 Дж. Пар под давлением 0,8 МПа поступает на флэш-систему, где превращается в пар под давлением 0,2 МПа. Обратный поток воды имеет давление 0,4 МПа. После преобразования в пар под давлением 0,4 МПа, вода поступает в трубопроводы с нормальным давлением. В моих расчетах, поскольку они являются приблизительными, не учитывалась видимая теплота; учитывалась только скрытая теплота. Было выяснено, что энтальпия пара при давлении 0,8 МПа составляет 2768 Дж/кг, а при давлении 0,4 МПа — 2738 Дж/кг. Таким образом, количество теплоты для воды при давлении 0,8 МПа составляет 303 * 10^-6 Дж, а для воды при давлении 0,4 МПа — также 303 * 10^-6 Дж. Масса воды при давлении 0,8 МПа составляет 109 кг, а при давлении 0,4 МПа — 110 кг. Неужели разница в теплоте между паром под давлением 0,8 МПа и паром под давлением 0,4 МПа так мала? Правильна ли моя процедура расчёта? Кто-нибудь из мастеров может дать совет?
Вы, наверное, имеете в виду перегретый пар. Разница в теплоте пара при давлении 0,8 Мпа и 0,4 Мпа действительно невелика. Для снижения давления можно использовать тепло низкой температуры, однако чем ниже температура, тем меньше разница температур при передаче тепла, и тем больше должна быть площадь оборудования для теплообмена. Здесь возникает экономический вопрос: необходимо определить, какой вариант с паром более выгоден.
Пожалуйста, проверьте: в моих расчетах нет ошибок, верно? Формула для определения количества тепла, необходимого для обработки материала, — это масса пара умноженная на энтальпию пара, так?
Рассчитать расход пара — не проблема, но учитывал ли автор того, достаточно ли площади теплообменника? Поскольку вы снизили давление пара, разница температур между холодным и горячим потоками уменьшилась; необходимо проверить, достаточно ли площади для теплообмена.
Вдруг выяснилось, что заказчик хочет нагреть материал до 150°C; пар под давлением 0,4 Мпа (143°C) не способен нагреть материал до такой температуры.
Нарисуйте схему разницы температур при передаче тепла, при которой кривая изменения температуры пара не должна пересекаться с кривой изменения температуры материала. Первый должен находиться сверху
Тогда я понял. Я упустил один момент, главное — чтобы расчёты были правильными
Я никогда раньше не рисовал схему разницы температур при теплопередаче, я посмотрю на Дуёне. Большое спасибо