Условие задачи
Определить площадь поверхности одноходового теплообменника, количество труб и их длину для нагревания 10 %-го этилового спирта при массовом расходе 9 т/ч от 20 до 45оС водой, протекающей в межтрубном пространстве, которая охлаждается от 80 до 45оС. Скорость движения спирта в трубах 0,5 м/с. Диаметр труб 25 х 2,5 мм. Коэффициент теплоотдачи от воды к стенкам труб α1 = 800 Вт/(м2·К); термическое тепловое сопротивление загрязнений стенок с обеих сторон rзагр = 0,00067 (м2·К)/Вт; средняя температура поверхности стенки со стороны спирта 43оС.
Справочные данные для решения:
- плотность спирта при его средней температуре ρ = 980 кг/м3;
- теплоемкость спирта при его средней температуре c = 3078 Дж/(кг·К);
- динамическая вязкость спирта при его средней температуре μ = 2,1·10-3Па·с;
- коэффициент теплопроводности спирта при его средней температуре λ = 0,52 Вт/(м·К);
- коэффициент теплопроводности материала стенки труб (стали) λ = 46,5 Вт/(м·К).
Ответ
Определяем количество теплоты, которое необходимо подвести при для нагревания спирта:
где - массовый расход спирта, кг/с; =9 т/ч=2,5 кг/с;