【例4-3】 在外徑為140mm的蒸氣管道外包扎保溫材料,以VIP

我們所做的一切就是把這門課學(xué)好、學(xué)好。因為它將是本專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程之一，我們將用它來解決實際問題。在流程工業(yè)中，實際問題差異很大，但經(jīng)過提煉后，沒有多少內(nèi)容可以上升到理論水平。這門課程涵蓋許多實用理論。然而，由于課時有限，我們只能選擇一些更基本的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)和練習(xí)。因為這是基礎(chǔ)知識，每個人都必須扎實地學(xué)習(xí)，多讀書，多練習(xí)。我一直為你以優(yōu)異的成績被這所學(xué)校錄取而自豪。在人生的整個過程中，大學(xué)是學(xué)習(xí)的地方。大學(xué)時期是我們精力和能力的巔峰時期，但我們的經(jīng)驗和經(jīng)驗不足以做出貢獻(xiàn)。對我們來說最合適的事情是努力學(xué)習(xí)，從書本中學(xué)習(xí)前人的優(yōu)秀經(jīng)驗。在現(xiàn)代社會，我們不可能學(xué)到一切。我們有選擇。這給了我們一個專業(yè)的概念。我們的專業(yè)是工程，研究對象是工程技術(shù)。事實上，工程的理論基礎(chǔ)有許多相似之處，關(guān)鍵在于“通”字。這就要求重視低年級基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，這將是今后專業(yè)學(xué)習(xí)和解決問題的關(guān)鍵?；仡櫸覀兊膶W(xué)習(xí)階段，在大學(xué)里學(xué)到的知識是豐富多彩的，有的在課堂上，有的自學(xué)，有的來自同學(xué)之間的交流.這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了以前學(xué)到的所有知識。從另一個角度來看，勤奮的學(xué)生和困惑的學(xué)生之間的生活分界線也已經(jīng)形成。隨便寫幾個字。以下答案僅供參考：例4-3在外徑為140毫米的蒸汽管外包裹隔熱材料，以減少熱量損失。蒸汽管外壁溫度為390，保溫層外表面溫度不超過40。絕熱材料的與t的關(guān)系為=0.10.0002t(單位t為，單位為W/(m)。如果要求每米管道長度的熱損失Q/L不超過450瓦/米，試著找出保溫層的厚度和保溫層內(nèi)的溫度分布。解決方法：這就是所謂的圓筒壁熱傳導(dǎo)問題。已知r2=0.07m米t2=390 t3=40首先，計算平均溫度下保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)，即W/(m)(1)絕緣層溫度(教科書中的公式)改寫為R3=0.141m米因此，絕緣層厚度為b=R3-R2=0.141-0.07=0.071米=71毫米(2)在絕緣層的半徑r處，絕緣層中的溫度分布被設(shè)置為t，這可以通過代入等式(4-15)來獲得求解上述公式，并將其排序至t=-501lnr-942計算結(jié)果表明，即使導(dǎo)熱系數(shù)不變，圓筒壁的溫度分布也不是直線，而是曲線。例4-7有一個由碳鋼制成的雙管熱交換器。內(nèi)管直徑為89mm3.5mm，流量為2000kg/h的苯在內(nèi)管中從80冷卻至50。冷卻水在環(huán)空中從15上升到35。苯的對流傳熱系數(shù)h=230 w/(m2k)，水的對流傳熱系數(shù)c=290 w/(m2k)。忽略污垢熱阻。試驗要求：冷卻水消耗量；(2)并行和逆流操作所需的傳熱面積；(3)如果用于逆流操作的傳熱面積與用于順流的傳熱面積相同，則計算出口溫度和冷卻水消耗量，假設(shè)總傳熱系數(shù)隨溫度的變化可以忽略不計。溶液苯的平均溫度，比熱容cph=1.86103J/(kgK)苯流量Wh=2000kg/h，水的平均溫度，比熱容cpc=4.178103J/(kgK)。熱平衡方程是(忽略熱損失)熱負(fù)荷w冷卻水消耗千克/小時(2)基于內(nèi)表面積Si的總傳熱系數(shù)是Ki，并且碳鋼的傳熱系數(shù)=45W/(mK)=4.3510-3 7.4610-5 3.1810-3=7.5410-3m2K/WKi=133W/(m2K)，本課題中管壁的熱阻與其他傳熱熱阻相比非常小，可以忽略不計。平行流操作8050傳熱面積m2逆流操作8050傳熱面積m2因為。(3)逆流操作硅=6.81m2，如果冷卻水出口溫度為t2，則8050，33.4，t2=80-33.4=46.6水的平均溫度t=(1546.6)/2=30.8，cpc=4.174103J(kg)冷卻水控制器如果逆流和同時運行時的傳熱面積相同，逆流時冷卻水出口溫度將從35變化到46.6，在相同的熱負(fù)荷下，冷卻水消耗將減少36.6%。實施例4-9在傳熱面積為15.8m2的逆流雙管熱交換器中，冷水用油加熱。油的流速為2.85公斤/秒，入口溫度為110；水的流速為0.667千克/秒，入口溫度為35。油和水的平均比熱容分別為1.9千焦/(千克)和4.18千焦/(千克)。換熱器總傳熱系數(shù)為320瓦/(平方米)。試著找出水的出口溫度和熱傳遞。解決方案：本主題通過-NTU方法計算。Whcph=2.851900=5415W瓦/WCC CP=0.6674180=2788 W/因此，水(冷流體)是熱容量最小的流體。=0.73，見圖4-27。因為冷流體是具有最小熱容量和流速的流體，所以它由傳熱效率來定義所得水的出口溫度為T2=0.73 (110-35) 35=89.8換熱器的傳熱能力為千瓦實施例5-5在常壓下操作的連續(xù)蒸餾塔用于分離苯含量為0.44(摩爾分?jǐn)?shù)，下同)的苯-甲苯混合溶液。要求塔頂產(chǎn)品的苯含量不小于0.975，塔底產(chǎn)品的苯含量不大于0.0235。操作回流比是3.5。在以下兩種進(jìn)料情況下，用圖解法找出理論塔板數(shù)和進(jìn)料板位置。(1)原料液為20的冷液。(2)原料為液化率等于1/3的氣液混合物。已知數(shù)據(jù)如下：苯在操作條件下的汽化熱為389千焦/千克；甲苯的蒸發(fā)熱為360千焦/千克。苯-甲苯混合物的氣液平衡數(shù)據(jù)和t-x-y圖見實施例5-1和圖5-1。解決方案：(1)20冷液體進(jìn)料(1)使用平衡數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)圖上畫出平衡曲線和對角線，如本例的圖1所示。點a(xD，xD)、點e(xF，xF)和點c(xW，xW)在圖上定義。(2)截距=，整流段操作線設(shè)定點B在Y軸上。連接ab，獲得精餾段操作線。(3)首先按以下方法計算Q值。進(jìn)料液體的汽化熱是kJ/kmol圖1-1顯示當(dāng)進(jìn)料組成xF=0.44時，溶液的泡點為93(注：泡點用于近似te值)，平均溫度為=。根據(jù)附錄，苯和甲苯在56.5時的比熱容為1.84kJ/(kg)，因此料液的平均比熱容為kJ/(mol)因此然后從E點畫一條斜率為3.76的直線，得到Q線。Q線在點D處與整流段工作線相交(4) cd連接，即剝離段操作線。(5)從a點開始，在操作線和平衡線之間畫一個臺階。圖示的理論塔板層數(shù)為11層(包括再沸器)，從塔頂算起的第五層是進(jìn)料板，如本主題的圖1所示。(2)氣液混合物進(jìn)料與上述項目相同；(2)與上述第(2)項相同；項目和的結(jié)果如本主題的圖2所示。(3)從q值的定義來看，q=1/3，因此q線斜率=將點E視為斜率為-0.5的直線，以獲得Q線。線G在點D處與整流段工作線相交(4) cd連接，即剝離段操作線。根據(jù)上圖，理論塔板層數(shù)為13層(包括再沸器)，塔頂?shù)谄邔訛檫M(jìn)料板，如圖2所示。從計算結(jié)果可以看出，對于某些分離任務(wù)和要求，如果進(jìn)料熱條件不同，所需理論塔板數(shù)和進(jìn)料板位置也不同。冷液體進(jìn)料所需的理論塔板數(shù)小于氣液混合進(jìn)料所需的理論塔板數(shù)。這是因為精餾段和汽提段的內(nèi)部循環(huán)增加，這增加了分離度或減少了理論塔板數(shù)。實施例5-7當(dāng)摩爾分?jǐn)?shù)xF=0.3時，乙醇-水體系需要摩爾分?jǐn)?shù)xD=0.8和泡點進(jìn)料。最小回流比是多少？乙醇-水系統(tǒng)的平衡數(shù)據(jù)如下表所示，y-x圖如所示實施例5-7的汽液平衡數(shù)據(jù)液相中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)氣相中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)液相中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)氣相中乙醇的摩爾分?jǐn)?shù)0.00.00.250.