Практична частина

Задача. Визначити поверхню конденсатора для конденсації пари аміаку продуктивністю П. Пара надходить перегрітою із температурою Т₁. Конденсат охолоджується до температури Т₂=25 °С. Початкова температура води, що охолоджує, становить t₁=20°С, кінцева температура води – t₂=27 °С (рис. 2). Температура насиченої пари Т_н=30 °С.

Рис. 2. Схема зміни температур теплоносіїв при конденсації пари.

Послідовність виконання роботи

1. Виписати вихідні дані з таблиці 1 згідно з варіантом (за порядковим номером в журналі).

2. Визначити теплове навантаження зони охолодження перегрітої пари (Вт)

,

де І₁=1665∙10³ Дж/кг – ентальпія перегрітої пари, що надходить, І_н=1470∙10³ Дж/кг – ентальпія насиченої пари.

3. Визначити теплове навантаження зони конденсації (Вт)

,

де r=1145∙10³ Дж/кг – теплота випаровування аміаку.

4. Визначити теплове навантаження зони охолодження конденсату (Вт)

,

де С_р=4770 Дж/(кг∙°С) – питома теплоємність рідкого аміаку.

5. Визначити загальне теплове навантаження (Вт)

.

6. Визначити витрати води (м³/год.)

,

де С_р=4770 Дж/(кг∙°С) – питома теплоємність води.

7. Визначити температуру води при переході із зони охолодження конденсату у зону конденсації (°С)

.

8. Визначити температуру води при переході із зони конденсації у зону охолодження перегрітої пари (°С)

.

9. Визначити максимальний та мінімальний температурні напори в зоні охолодження перегрітої пари (°С)

,

,

де Т_н=30 °С – температура насиченої пари.

10. Визначити середній температурний напір в зоні охолодження перегрітої пари (°С)

.

11. Визначити максимальний та мінімальний температурні напори в зоні конденсації (°С)

,

.

12. Визначити середній температурний напір в зоні конденсації (°С)

.

13. Визначити максимальний та мінімальний температурні напори в зоні охолодження конденсату (°С)

,

.

14. Визначити середній температурний напір в зоні охолодження конденсату (°С)

.

15. Визначити поверхню теплообміну в зоні охолодження перегрітої пари (м²)

,

де k_пер=116 Вт/(м²∙°С) – коефіцієнт теплопередачі в зоні охолодження перегрітої пари.

16. Визначити поверхню теплообміну в зоні конденсації (м²)

,

де k_кон=696 Вт/(м²∙°С) – коефіцієнт теплопередачі в зоні конденсації.

17. Визначити поверхню теплообміну в зоні охолодження перегрітої пари (м²)

,

де k_ох=232 Вт/(м²∙°С) – коефіцієнт теплопередачі в зоні охолодження конденсату.

18. Визначити загальну поверхню теплообміну конденсатора (м²)

.

Вихідні дані

Таблиця 1

Варіант	Величина та її розмірність		Варіант	Величина та її розмірність
	П (кг/год.)	Т1 (°С)		П (кг/год.)	Т1 (°С)
1	175	100	16	250	115
2	180	101	17	255	116
3	185	102	18	260	117
4	190	103	19	265	118
5	195	104	20	270	119
6	200	105	21	275	120
7	205	106	22	280	121
8	210	107	23	285	122
9	215	108	24	290	123
10	220	109	25	295	124
11	225	110	26	300	125
12	230	111	27	305	126
13	235	112	28	310	127
14	240	113	29	315	128
15	245	114	30	320	129

Контрольні запитання

1. В чому полягає процес конденсації?

2. Що таке конденсатор?

3. Які конденсатори розрізняють за способом охолодження?

4. Який принцип роботи конденсаторів змішування?

5. Який принцип дії поверхневих конденсаторів?

Розділ 4. холодильні і механічні процеси

Практична робота № 1

РОЗРАХУНОК холодильника

із потоковим та протитоковим режимами роботи

Мета роботи: Вивчити процес охолодження, освоїти практично методику розрахунку параметрів холодильника із потоковим та протитоковим режимами роботи.

Теоретична частина

Теплопередачею називається процес перенесення теплоти від більш нагрітого ("гарячого") теплоносія до менш нагрітого ("холодного") теплоносія через роздільну стінку.

Теплопередача являє собою складний теплообмін, який складається із ланцюжка окремих його видів.

Теплопередача при змінних температурах залежить від взаємного напрямку руху теплоносія. В безперервних процесах теплообміну можливі наступні варіанти напрямку руху рідин одна відносно одної вздовж стінки, що їх розділяє:

1. прямоток, при якому теплоносії рухаються в одному ї тому ж напрямку;

2. протиток, при якому теплоносії рухаються в протилежних напрямках

3. перехресний струм, при якому теплоносії рухаються взаємно перпендикулярно один одному;

4. з мішаний струм, який включає в себе всі три основні.

Рис. 1. Схеми напрямів руху теплоносіїв при різних режимах теплообміну:

а – потоковий режим; б – протитоковий режим;

в – перехресний режим; г – змішаний режим.

По мірі протікання теплоносіїв вздовж стінки їх температури будуть змінюватись внаслідок теплообміну. Відповідно буде змінюватись і різниця температур ∆t між теплоносіями.

На рис. 2 та рис. 3 наведені схеми зміни температури для нагрівання та охолодження при русі рідин прямотоком та протитоком.

Рис. 2. Зміна температури теплоносіїв при русі рідин потоком.

Рис. 3. Зміна температури теплоносіїв при русі рідин протитоком.