87004

WYMIENNIKI, ZATĘŹANIE

1.    W przeciwprądowym wymienniku ciepła typu „rura w rurze” gorące powietrze podgrzewa wodę. Powietrze przepływa z prędkością 10 m/s w przestrzeni pomiędzy rurami. Temperatura powietrza na wlocie wynosi 300°C. Natężenie masowe przepływu wody wynosi 0,3 kg/s, temperatura na wlocie 10 °C, a na wylocie 30 °C. Średnice rur wynoszą: mniejszej wewnętrzna 26mm, mniejszej zewnętrzna 31,8 mm, wewnętrzna większej 150 mm. Współczynnik przewodzenia dla ścianki 40 W/mK. Obliczyć długość wymiennika. Porównać z długością dla współ prądowego, przy tych samych danych.

2.    Woda w ilości 0,756 kg/s jest ogrzewana od temperatury 38 °C do 71 °C przez olej o cieple właściwym 1,844 kJ/kgK w wymienniku typu „rura w rurze” o przeciwprądowym biegu cieczy. Temperatura wlotowa oleju wynosi 110°C, a wylotowa 66 °G Całkowity współczynnik przenikania ciepła 341 W/m²K. Określić powierzchnię wymiany ciepła i niezbędny strumień oleju.

3.    Obliczyć zużycie pary grzejnej w jednodziałowej wyparce ciągłej zatężającej 2,22 kg/s roztworu wodnego NaN03. Stężenie początkowe roztworu wynosi 145°C. Kondensat pary grzejnej odpływa w temperaturze kondensacji. Straty ciepła wyparki przyjąć 7% ilości ciepła potrzebnego do odparowania wody. Obliczenia wykonać dla trzech wariantów:

a)    roztwór dopływa do wyparki w temperaturze 30 °C

b)    roztwór dopływa do wyparki w temperaturze wrzenia

c)    roztwór dopływa do wyparki podgrzany do temperatury 120 °C.

Temperatura wrzenia 50% roztworu NaNOal 10 °C, ciepło parowania wody w 100 °C 2230

kJ/kg, ciepło właściwe 15% roztworu soli 3,74 kJ/kgK.

4.    W wyparce rurkowej osiągany jest współczynnik przenikania ciepła 4300 W/nrK. Określić wymaganą powierzchnię wymiany ciepła takiej wyparki, aby można było w niej zatężać pod ciśnieniem 47 kPa 200 kg/h syropu klonowego o początkowym stężeniu 3% do stężenia 48% używając do ogrzewania parę wodną pod normalnym ciśnieniem. Policzyć również zapotrzebowanie pary grzejnej. Gepła właściwe wody i cukru odpowiednio 4,19 kJ/kgK i 1,32 kJ/kgK.