试设计一列管式冷凝器,用水来冷凝常压下的乙醇蒸气。乙醇的流量为3000kg/h,冷水进口温度为30℃,出口温度为40℃。在常压下乙醇的饱和温度为78℃,汽化潜热为925kJ/kg。乙醇蒸气冷凝给热系数估计为1660W/(m2•℃)。设计内容:(1)程数、总管数、管长;(2)管子在花板上排列;(3)壳体内径。
从传热角度来看,工业锅炉与工业冷凝器的设计是依据______现象来考虑的。
(A)核状沸腾及滴状冷凝
(B)膜状沸腾和膜状冷凝
(C)核状沸腾及膜状冷凝
(D)膜状沸腾及滴状冷凝
欲将体积流量为3000m3/h(标准状态[*]305的常压空气用绝对力为200kPa的饱和水蒸气加热,空气从10℃加热到90℃。现有一列管式换热器,其规格如下:钢管φ25mm×2.5mm,管长1.6m,管数271根。如用此换热器使空气在管内流动,水蒸气在管外冷凝,试验此换热器面积是否够用?水蒸气冷凝时的对流传热系数可取为10000W/(m2.K)。
某厂准备选用规格为φ25×2.mm,长3m的管子组成的列管式换热器来将25℃的液体加热到40℃。已知液体的流量为36m3·h-1,相对密度为1.1,平均比热为2.9kJ·K-1·K-1,加热剂用410K的饱和水蒸汽(走管外),其冷凝潜热为2155kJ·kg-1,冷凝水在饱和温度下排出,此换热器的散热损失为21000w,传热系数K0=660W·m-2·K-1,试求:
(1) 加热剂的消耗量为多少kg·h-1?
(2) 此换热器应用多少条管子组成?
有一氨压缩制冷机组,制冷能力Q01为4.0×104kJ·h-1,在下列条件下工作:蒸发温度为-25℃,进入压缩机的是干饱和蒸气,冷凝温度为20℃,冷凝过冷5℃。试求
(1) 单位质量制冷剂的制冷能力;
(2)每小时制冷剂循环量;
(3) 冷凝器中制冷剂放出热量;
(4) 压缩机的理论功率;
(5) 理论制冷系数。
在一常压下连续操作的精馏塔中分离含丙酮0.25(质量分数)、流量为1000kg/h的丙酮水溶液。要求溜出液中含丙酮0.99(质量分数)。进料中的丙酮有80%(摩尔分数)进入溜出液中。进料温度为25℃,回流比为最小回流比的2.5倍。蒸馏釜的加热水蒸气绝对压力为0.25MPa。塔顶蒸汽先进入一个分凝器中进行部分冷凝,冷凝液用于大定回流,为泡点回流。其余蒸汽继续进入全凝器中冷凝,并冷却至20℃,作为溜出液。101.325kPa下的丙酮-水溶液的相平衡数据,见教材附录。 (1)计算理论板数及实际板数,取全塔板效率为0.65;
(2)计算蒸馏釜的水蒸气消耗量。
载热体的流量为1500kg/h,试计算下列各过程中载热体放出或吸收的热量。(1)100℃的饱和水蒸气冷凝成100℃的水;(2)苯胺由383K降温至283K;(3)比热容为3.77kJ/(kg.K)的NaOH水溶液,从290K加热到370K;(4)常压下20℃的空气加热到150℃;(5)绝对压力为250kPa的饱和水蒸气,冷凝冷却成40℃的水。
列管式换热器的改造
某化工公司真空精馏塔的塔顶冷凝冷却器是一个4管程列管式换热器,传热面积有600m2,价值20余万元,在装置开车后始终不能达到预计的传热速率,导致精馏塔塔压偏高,影响正常操作。工厂不得不考虑重新设计制造一个面积更大的换热器。