124852 (577777), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Геометрические размеры аппарата

Диаметр - 350 мм

Высота - 1050 мм

Температура наружных поверхностей

Вертикальные - 40

Горизонтальные - 45

Температура окружающей среды равна: 20 С

Степень черноты полного нормального излучения поверхности = 0,92

Решение:

Количество теплоты, передаваемой от горячего теплоносителя, прямо пропорционально площади теплопередающей поверхности F, действующей средней разности температур Δt, продолжительности процесса τ и коэффициенту теплоотдачи :

Коэффициент теплоотдачи показывает, какое количество теплоты передаётся от горячего теплоносителя к холодному через 1 м² поверхности при средней разности температур в 1 градус за 1 с:

Коэффициент теплоотдачи зависит от: скорости жидкости , её плотности и вязкости , т.е. переменных определяющих режим течения жидкости, тепловых свойств жидкости (удельной теплоёмкости ср, теплопроводности ), а также коэффициента объёмного расширения , геометрических параметров - формы и определяющих размеров стенки (для труб - их диаметр d и длина L), а также шероховатости стенки.

Вследствие сложной зависимости коэффициента теплоотдачи от большого числа факторов невозможно получить расчётное уравнение для , пригодное для всех случаев теплоотдачи, поэтому для расчётов используют обобщённые (критериальные) уравнения для типовых случаев теплоотдачи.

Для определения коэффициента теплоотдачи необходимо знать температурный градиент жидкости у стенки, т.е. распределение температур в жидкости. Исходной зависимостью для обобщения опытных данных по теплоотдаче является общий закон распределения температур в жидкости, выражаемый дифференциальным уравнением конвективного теплообмена, которое носит название уравнение Фурье-Кирхгофа:

где ,

где - теплопроводность, с - теплоёмкость, - плотность.

Принимаем материал теплообменного аппарата - сталь

Из справочников находим:

Удельная теплоемкость стали равна 460 Дж/кг К

Теплопроводность стали равна 46 Вт/ (мК)

Плотность стали равна: 7,8*10³ кг /м³

а = 46/460*7,8*10³ = 0,0128*10^-3

Тогда количество тепла, отдаваемое в окружающую среду горизонтальными поверхностями равно:

Q₁= 0,0128*10^-3 * 2* S₁* (45-20) * 3600 * 0.92 = 815.3*10^-3 Дж

где S₁ - площадь круга (горизонтальных поверхностей)

S₁ = 3,14*0,35*0,35/4 = 0,096

Количество тепла, отдаваемое в окружающую среду вертикальными поверхностями равно:

Q₂= 0,0128*10^-3 * S* (40-20) * 3600 * 0.92 = 997.6*10^-3 Дж

Площадь поверхности цилиндра (вертикальных поверхностей)

где R - радиус основания цилиндра, H - его высота.

S = 2*3.14*0.35/2*1.05 = 1.153

Общее количество теплоты равно:

Q₁ + Q₂ = 815.3*10^-3 + 997.6*10^-3 = 1192.610^-3 Дж

Задание 2

Определить коэффициент диффузии заданной система аммиак-вода. Температура среды равна 90 С, давление среды равно 10⁵

Коэффициент диффузии найдем по формуле:

D = 1/3 u * l

Где u - их средняя арифметическая скорость; l - средняя длина свободного пробега молекул

Среднюю длину свободного пробега молекул найдем по формуле:

l = 1/√2πd²n

где n - концентрация молекул аммиака

u = √8RT/πM

M=17*10^-3 кг/моль - молярная масса NH₃; R =8,31 Дж/ (мольК) - универсальная газовая постоянная.

Концентрацию молекул можно найти по формуле

P=nkT,

где k =1,3810^-23 Дж/K - постоянная Больцмана.

n = P/kT = 10⁵/1.38*10^-23/363 = 199.62*10²³

Вычислим среднюю арифметическую скорость

u " √8RT/πM = √8*8,31*363/3,14*17*10^-3 = 2,91*10³ м/с

Найдем среднюю длину свободного пробега молекул

l = 1/√2πd²n = 1/√2*3,14* 199.62*10²³* (5*10^-10) ²

Диаметр молекул аммиака равен 3-10^-10 м, принимаем равным 5*10^-10 м

Тогда D = 1/√2*3,14* 199.62*10²³* (5*10^-10) ² = 4,51*10^-8 м²/с

Список использованной литературы

1. Алексеев Е.Л., Пахомов В.Ф. Моделирование и оптимизация технологических процессов в пищевой промышленности. М.: ВО "Агропромиздат", 1987 г., 272 с.

2. Брык М.Г., Голубев В.Н., Чагаровский А.П. Мембранная технология в пищевой промышленности. Киев.: Урожай, 1991 г., 222 с.

3. Гинзбург А.С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1966 г., 407 с.

4. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зерноперерабатывающих предприятиях. М.: Колос, 1973 г.

5. Кавецкий Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: ВО "Агропромиздат", 1991 г., 432 с.

6. Липатов Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Экономика, 1987 г., 272 с.

7. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 книжках. Под ред.В.А. Панфилова. М.: Высшая школа, 2001 г., 680 с.

8. Панфилов В.А., Ураков О.А. Технологические линии пищевых производств. М.: Пищевая промышленность, 1996 г.

9. Рогов И.А., Горбатов А.В. Физические методы обработки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1974 г., 583 с.

10. Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Агропромиздат, 2005 г., 510 с.

11. Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1983 г., 431 с.

12. Элмати Э., Эрдели Л., Шарой Т. Быстрое замораживание пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 20011 г., 480 с.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)