Процессы и аппараты Необходимо испарять 1600 кг/ч жидкости, кипящей при t = 137 °С и поступающей в испаритель при этой температуре.
Удельная теплота испарения жидкости г = 377.108 Дж/кг. Температура греющего пара должна быть не ниже 150 °С. Определить расход греющего пара: а) сухого насыщенного, Ризб = 4 кгс/см* (~0,4 МПа); б) перегретого до 250 °С, Ризб = 4 кгс/см* (~0,4 МПа);
в) перегретого до 250 °С, Ризб = 3 кгс/см°
(~0,3 МПа). Удельная теплоемкость перегретого пара 2,14.109
Дж/(кг. К).
Изобразить процессы изменения состояния греющего пара на диаграмме Т — S. Конденсат греющего пара отводится при температуре конденсации.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи мы будем использовать уравнения теплового баланса и свойства пара для каждого из указанных случаев.

1. Основные данные:Расход жидкости: ( \dot{m}_{ж} = 1600 \, \text{кг/ч} = \frac{1600}{3600} \, \text{кг/с} \approx 0.444 \, \text{кг/с} )Температура кипения жидкости: ( t_{ж} = 137 \, \text{°C} )Удельная теплота испарения: ( \lambda = 377.108 \times 10^3 \, \text{Дж/кг} )Температура греющего пара: ( t_{пара} ) для каждого случая.2. Расчет расхода греющего пара:а) Сухой насыщенный пар (Ризб = 4 кгс/см² ~ 0.4 МПа)

Температура конденсации: ( t_c \approx 150 \, \text{°C} ) (по таблицам пара).

Удельная теплота конденсации: ( \lambda_{сн} ) (взято из таблиц, около ( 2676.6 \, \text{кДж/кг} ) при ( 0.4 \, \text{МПа} )).

Теплота, необходимая для испарения жидкости:
[
Q{ж} = \dot{m}{ж} \cdot \lambda
]
[
Q_{ж} = 0.444 \, \text{кг/с} \cdot 377.108 \times 10^3 \, \text{Дж/кг} \approx 167 \, \text{кВт}
]

Расход греющего пара:
[
Q{\text{пара}} = \dot{m}{пара} \cdot \lambda{сн}
]
[
\dot{m}{пара} = \frac{Q{ж}}{\lambda{сн}} \approx \frac{167 \times 10^3 \, \text{Вт}}{2.676 \times 10^6 \, \text{Вт/кг}} \approx 0.0623 \, \text{кг/с}
]
При переводе в кг/ч: ( 0.0623 \cdot 3600 \approx 224.3 \, \text{кг/ч} ).

б) Перегретый пар до 250 °C (Ризб = 4 кгс/см²)Удельная теплота перегретого пара (по таблицам):
[
\lambda_{пер} = 2 \, \text{МДж/кг} \quad (примерно, для перегретого пара)
]Расход греющего пара:
[
Q{\text{пара}} = \dot{m}{пара} \cdot \lambda{пер}
]
[
\dot{m}{пара} = \frac{Q{ж}}{\lambda{пер}} \approx \frac{167 \times 10^3 \, \text{Вт}}{2 \times 10^6 \, \text{Вт/кг}} \approx 0.0835 \, \text{кг/с}
]
При переводе в кг/ч: ( 0.0835 \cdot 3600 \approx 300.6 \, \text{кг/ч} ).в) Перегретый пар до 250 °C (Ризб = 3 кгс/см²)Аналогично: ( \lambda_{пер} = 2.1 \, \text{МДж/кг} \quad (примерно, для перегретого пара) )Расход греющего пара:
[
\dot{m}{пара} = \frac{Q{ж}}{\lambda_{пер}} \approx \frac{167 \times 10^3 \, \text{Вт}}{2.1 \times 10^6 \, \text{Вт/кг}} \approx 0.0796 \, \text{кг/с}
]
При переводе в кг/ч: ( 0.0796 \cdot 3600 \approx 286.6 \, \text{кг/ч} ).3. Диаграмма T-S

Для создания диаграммы T-S вам понадобится таблица термодинамических свойств воды и пара (например, таблицы насыщенного пара). На диаграмме вы можете изобразить следующие точки:

Состояние 1: Пара перед теплообменом (например, перегретый пар).Состояние 2: Процесс теплообмена, где происходит конденсация.Состояние 3: Конденсат при температуре конденсации.

Таким образом, данные показывают, как изменяется состояние греющего пара затем при теплообмене с испаряемой жидкостью.