skanuj0001

Zadanie [ Płaska ściana aparatu, wykonanego z blachy stalowej o grubości 5 mm, jest wyłożona wewnątrz wykładziną z cegieł kwasoodpomych o grubości 50 mm, a z zewnątrz jest pokryta warstwą izolacji o grubości 80 mm. Temperatura otoczenia wynosi -6°C, zaś temperatura wewnątrz aparatu wynosi 650°C.

•    Obliczyć straty cieplne aparatu oraz temperatury wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni blachy.

•    Jak zmienią się straty' cieplne i temperatury powierzchni blachy jeśli zlikwiduje się izolację. Współczynniki przewodzenia ciepła wynoszą: dla cegły kwasoodpomej 0,8 W/(m-K), dla stali 45 W/(m*K), dla izolacji 0.14 W/(m*K). Współczynnik wnikania ciepła na zewnątrz aparatu wynosi 18 W/(nrK), zaś wewnątrz 55 W/(m²K). Powierzchnia ściany wynosi 6 m².

Zadanie 2. Rurą wewnętrzną wymiennika ciepła typu rura w mrze płynie 1,5 kg/s roztwom soli nieorganicznej, który ogrzewa się od 20°C do 70°C odbierając ciepło od skraplającej się pary wodnej o temperaturze 100°C. Ciepło Vv^?łaściwe roztworu wynosi 2000 J/(kgK). Wewnętrzna rura stalowa wymiennika ma wymiary poprzeczne d_z/d_w =* 64/60 mm. W obliczeniach przyjąć następujące wartości współczynników' wnikania ciepła: dla roztworu soli 1200 W/(m²K), dla kondensującej pary' - 10000 W/(m²K).

a.    Obliczyć niezbędną powierzchnię grzejną wymiennika bez uwzględniania oporów' cieplnych zanieczyszczeń ścian.

W związku z możliwością powstawania zanieczyszczeń powierzchni grzejnej wymiennik zaprojektowano z 30% naddatkiem tej powierzchni w^? stosunku do w'artości obliczonej w punkcie a.

b.    Obliczyć graniczną- grubość osadu jaka może osadzić się na ściance (zanieczyszczenia występują tylko z jednej strony) zapewniającą jeszcze prawidłowe działanie wymiennika zaprojektowanego z naddatkiem powierzchni grzejnej.

W obliczeniach potraktować ‘ścianę rury jak płaską i przyjąć współczynnik przewidzenia ciepła stalowej ściany l_st = 46 W/(mK) oraz osadu X_QS = 0,8 W/(mK).

Zadanie 1. Ściana pieca o powierzchni 12 m² jest wykonana z cegły szamotowej i pokryta iia zewnątrz warstwą izolacji. Grubość warstwy szamotu wynosi 500 mm, grubość izolacji wynosi 200 mm. Temperatura otoczenia jest równa -6°C, a temperatura wewnątrz pieca wynosi 930°C. Współczynniki przewodzenia ciepła wynoszą: dla cegły szamotowej 1,3 W/(m-K), dla izolacji 0,16W/(m*K). Współczynniki wnikania ciepła są następujące: wewnątrz pieca 70W/(m²K), na zewnątrz 17 W/(m²K).

a.    Obliczyć straty cieplne pieca oraz temperaturę na styku ściana-izolacja.

b.    Jak zmienią się straty cieplne pieca oraz temperatura na styku ściana-izolacja jeśli grubość izolacji zostanie zwiększona dwmkrotnie.

Zadanie 2. W wymienniku ciepła typu „rura w^f rurze” rurą wewnętrzną przepływa 0,592 m³/h toluenu ochładzając się od 80°C do 44°C. Rurą zewnętrzną płynie przeciw'prądowo w'oda w ilości 2000 kg/h o temperaturze początkowej 20°C. Rura wewnętrzna ma wymiary poprzeczne 58/50 mm oraz długość 5 m. Współczynnik wnikania ciepła dla w⁷ody wynosi 520 W/(m"K), współczynnik przewodzenia ciepła materiału ruiy 41 W/(mK.). Średnie ciepła właściwe czynników wynoszą: toluenu 2000 J/(kgK), wody 4184 J/(kgK), zaś gęstość toluenu w średniej temperaturze 3^s;845 kg/m³. Obliczyć:

a)    współczynnik przenikania ciepła w wymienniku

b)    współczynnik wnikania ciepła dla toluenu (na podstawie współczynnika przenikania ciepła). Powierzchnię grzejną wymiennika można potraktować jako płaską.