Реферат
19 с., 2 таб., 5 рис.
Теплообменники, процесс, теплоносители, температурная схема, оптимизация, стоимость, суммарные затраты, критерий оптимальности
Объект исследования — процесс рекуперативного теплообмена двух технологических потоков.
Цель работы — спроектировать оптимальную с точки зрения суммарных затрат схему рекуперативного теплообмена двух технологических потоков.
В результате работы произведен расчет оборудования для процесса рекуперативного теплообмена, его стоимости, затрат на эксплуатацию, произведена оптимизация на основании критерия оптимальности.
Содержание
Задание
Описание рекуперативного теплообмена
Обсуждение результатов расчета
Вывод
Список используемых источников
ЗаданиеСпроектировать оптимальную с точки зрения совокупных затрат схему теплообмена для рекуперации тепла первого технологического потока, n–гексана 105000 кг/ч путем нагрева второго технологического потока, n–бутанола 180000 кг/ч. Начальная температура n–гексана 130 О С, конечная 50 О С, начальная температура n–бутанола 60 О С, конечная 120 О С. Недостающее количества тепла и холода вносится с использованием греющего водяного пара с температурой 151,1 О С и оборотной воды с начальной температурой 25 О С, конечной 45 О С. Срок окупаемости 5 лет.
Схема процесса рекуперативного теплообмена представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 — Схема рекуперативного теплообмена
Данные для расчета [1] приведены в таблице 1.
Таблица 1. Данные для расчета
| Первый поток | Второй поток | ||
| Соединение | n–гексан | n–бутанол | |
| Теплоемкость, кДж/(кг∙К) | 2,51 | 2,64 | |
| Коэффициенты уравнения Антуана | А | 15,8366 | 17,2160 |
| В | 2697,55 | 3137,02 | |
| С | –48,78 | –94,43 | |
Для процесса рекуперации тепла применяют специальное технологическое оборудование — рекуперативный противоточный теплообменник (или противопоточный) — это теплообменник, в котором горячий и холодный теплоносители движутся навстречу друг другу по каналам, расположенным параллельно. При взаимодействии теплоносителей происходит теплообмен, в ходе которого охлаждающая среда нагревается до температуры нагревающей среды, а последняя охлаждается до температуры охлаждающей среды.
Рекуперативный противоточный теплообменник состоит из двух полостей, контактирующих между собой своими стенками. Конструкция в целом может быть теплоизолирована от окружающей среды. Трубы располагают как рядом, так и одна в другой. Вследствие маленького температурного градиента между трубами, в соответствии с уравнением теплопроводности, удельный перенос тепловой энергии также маленький. Поэтому, для того чтобы среды успели достаточно провзаимодействовать, применяются специальные конструктивные приемы, такие как увеличение длины труб или увеличение количества каналов, при котором увеличивается суммарная площадь. Поэтому к конструктивным недостаткам противоточного теплообменника следует отнести громоздкость конструкции. Однако, наряду с этим приемом, может быть применен другой прием — технологический, когда вводятся два дополнительных хвостовых теплообменника — это холодильник на выходе горячего потока для дополнительного охлаждения до заданной конечной температуры, и нагреватель на выходе холодного потока для дополнительного нагрева до заданной конечной температуры. Для доохлаждения обычно применяют воду, а для подогрева применяют водяной пар.
В рекуперативном теплообменнике фактически происходит обычный теплообмен между потоками, которые в процессе своего встречного движения непрерывно меняют взаимодействующий с ними объект. Теплообмен уравновешивает температуру в каждой точке вдоль трубы, но за счёт встречного движения, охлаждающий поток в начале своего движения взаимодействует с уже достаточно охлажденным нагревающим потоком, и наоборот. Рекуперативный противоточный теплообменник широко используется в многоконтурных тепловых системах.
Обсуждение результатов расчетаВ данной схеме теплообмена редко удается стопроцентно использовать содержание одного из потоков. Если содержание потоков разное, то полностью передать тепло потоки не могут. Здесь вводиться понятия "процент использования тепла" (kит ), изменяющийся от 0 до 100 %.
В данной работе будем выполнять расчет согласно известной методики [2].
Для расчета мы задаемся коэффициентом использования тепла от 0 до 0,99 с шагом равным 0,05. Используем этот коэффициент для потока, у которого количество передаваемого тепла меньше.
Определяем количество тепла для каждого потока:
Q1 = ∙ C1 ∙ Δt1 , кВт, (1)
Q2 = ∙ C2 ∙ Δt2 , кВт, (2)
G
Одними из наиболее популярных услуг на рынке IT-технологий являются создание и продвижение лендингов. Они способны положительно влиять на деятельность любого бизнес-проекта в интернете. Судя по многочисленным отзывам, заказавшие создание лендингов люди ни разу не пожалели о потраченных деньгах. Они вложили в будущее, которое неразрывно связано с интернетом. Всё больше и больше предпринимателей обращаются к услугам разных агентств, веб-студий, чтобы заказать создание лендинга у профессионалов.