Нахождение теплофизические свойства теплоносителей при их средних температурах

Теперь для найденных средних температур дихлорэтана и воды нам нужно найти теплофизические свойства – плотность, вязкость, теплоѐмкость и теплопроводность. Для органической жидкости возьмѐм их из таблиц 3÷6, а для воды – из таблицы 7.

Таблица 3

ПЛОТНОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ, кг/ м 3

№

Жидкость

Температура, 0С

ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Гексан

Гептан

Октан

Пентан

АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ

Бензол

м-Ксилол

Толуол

Хлорбензол

СПИРТЫ И ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ

Бутиловый спирт

Изопропиловый спирт

Метиловый спирт

Муравьиная кислота

Уксусная кислота

Этиловый спирт

ЭФИРЫ, КЕТОНЫ, СЕРО- И ХЛОРСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Ацетон

Дихлорэтан

Диэтиловый эфир

Сероуглерод

Хлороформ

Четырѐххлористый углерод

Этилацетат

Таблица 4 ВЯЗКОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ, мПа ´ с

№	Жидкость	Температура, 0С
ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
	Гексан	0,32	0,29	0,264	0,241	0,221	0,206	0,19	0,174	0,158	0,132	0,119	0,093
	Гептан	0,45	0,41	0,37	0,32	0,29	0,27	0,24	0,22	0,21	0,18	0,17	0,14
	Октан	0,54	0,479	0,428	0,386	0,35	0,321	0,291	0,268	0,245	0,208	0,19	0,172
	Пентан	0,25	0.23	0,21	0,19	0,18	0,17	0,155	0,14	0,13	0,115	0,11	0,09
АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
	Бензол	0,65	0,56	0,492	0,436	0,39	0,353	0,316	0,289	0,261	0,219	0,198	0,156
	м-Ксилол	0,61	0,56	0,50	0,46	0,43	0,39	0,35	0,33	0,29	0,25	0,23	0,20
	Толуол	0,586	0,522	0,466	0,42	0,381	0.350	0,319	0,295	0,271	0,231	0,211	0,171
	Хлорбензол	0,80	0,71	0,64	0,57	0,52	0,478	0,435	0,403	0,37	0,32	0,295	0,245
СПИРТЫ И ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ
	Бутиловый спирт	2,95	2,28	1,78	1,41	1,14	0,95	0,76	0,65	0,54	0,38	0,30	0,14
	Изопропиловый спирт	2,39	1,76	1,33	1,03	0,80	0,66	0.52	0,45	0,38	0,29	0,245	0,155
	Метиловый спирт	0,584	0,51	0,45	0,396	0,351	0,321	0,29	0,265	0,24	0,21	0,195	0,165
	Муравьиная кислота	1,78	1,46	1,22	1,03	0,89	0,785	0,68	0.61	0,54	0,40	0,33	0,19
	Уксусная кислота	1,22	1,04	0,90	0,79	0,70	0,63	0,56	0,51	0,46	0,37	0,325	0,235
	Этиловый спирт	1,19	1,00	0,825	0,701	0,591	0,513	0,435	0,381	0,326	0,248	0,209	0,131
ЭФИРЫ, КЕТОНЫ, СЕРО- И ХЛОРСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ
	Ацетон	0,322	0,293	0,268	0,246	0,230	0,215	0,20	0,185	0,17	0,15	0,14	0,12
	Дихлорэтан	0,84	0,74	0,65	0,565	0,51	0,465	0,42	0,39	0,36	0,31	0,285	0,235
	Диэтиловый эфир	0,243	0,22	0,199	0,182		0,153	0,14	0,129	0,118	0,10	0,091	0,073
	Сероуглерод	0,366	0,319	0,29	0,27	0,25	0,23	0,21	0,20	0,19	0,17	0,16	0,14
	Хлороформ	0,57	0,51	0,466	0,426	0,39	0,36	0,33	0,31	0,29	0,26	0,245	0,215
	Четырѐххлористый углерод	0,97	0,84	0,74	0,65	0,59	0,531	0,472	0,430	0,387	0,323	0,291	0,2700
	Этилацетат	0,449	0,40	0,36	0,326	0,297	0,273	0,248	0,229	0,210	0,178	0,162	0,130

Таблица 5

Дж

ТЕПЛОЁМКОСТЬЖИДКОСТЕЙВ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ кг × К

№ п/п

Жидкость

Температура, 0С

ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

Гексан

Гептан

Октан

Пентан

АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ

Бензол

м-Ксилол

Толуол

Хлорбензол

СПИРТЫ И ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ

Бутиловый спирт

Изопропиловый спирт

Метиловый спирт

Муравьиная кислота

Уксусная кислота

Этиловый спирт

ЭФИРЫ, КЕТОНЫ, СЕРО- И ХЛОРСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ

Ацетон

Дихлорэтан

Диэтиловый эфир

Сероуглерод

Хлороформ

Четырѐххлористый углерод

Этилацетат

Вт

Таблица 6 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЖИДКОСТЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ, м × К

№	Жидкость	Температура, 0С
ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
	Гексан	0,137	0,137	0,137	0,137	0,137	0,137	0,137	0,137	0,137	0,137	0,137	0,137
	Гептан	0,126	0,123	0,120	0,117	0,114	0,111	0,108	0,105	0,102	0,098	0,093	0,087
	Октан	0,152	0,151	0,150	0,149	0,148	0,147	0,146	0,146	0,145	0,144	0,143	0,141
	Пентан	0,116	0,114	0,112	0,109	0,107	0,105	0,102	0,100	0,098	0,093	0,091	0,087
АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ
	Бензол	0,147	0,144	0,141	0,138	0,136	0,133	0,130	0,128	0,126	0,121	0,118	0,113
	м-Ксилол	0,133	0,130	0,128	0,128	0,124	0,122	0,120	0,118	0,116	0,113	0,111	0,108
	Толуол	0,136	0,133	0,131	0,130	0,128	0,125	0,123	0,121	0,119	0,114	0,111	0,106
	Хлорбензол	0,129	0,127	0,126	0,124	0,121	0,118	0,116	0,114	0,113	0,109	0,107	0,103
СПИРТЫ И ОРГАНИЧЕСКИЕ КИСЛОТЫ
	Бутиловый спирт	0,154	0,152	0,150	0,148	0,147	0,145	0,143	0,142	0,140	0,137	0,135	0,132
	Изопропиловый спирт	0,151	0,150	0,148	0,146	0,144	0,142	0,141	0,139	0,137	0,134	0,132	0,129
	Метиловый спирт	0,212	0,210	0,208	0,207	0,206	0,204	0,202	0,201	0,200	0,198	0,197	0,195
	Муравьиная кислота	0,257	0,255	0,253	0,251	0,249	0,247	0,245	0,243	0,241	0,236	0,233	0,228
	Уксусная кислота	0,173	0,170	0,167	0,165	0,164	0,162	0,160	0,158	0,156	0,151	0,148	0,143
	Этиловый спирт	0,169	0,168	0,167	0,166	0,165	0,164	0,164	0,163	0,162	0,159	0,157	0,154
ЭФИРЫ, КЕТОНЫ, СЕРО- И ХЛОРСОДЕРЖАЩИЕ СОЕДИНЕНИЯ
	Ацетон	0,170	0,168	0,165	0,163	0,160	0,158	0,156	0,153	0,151	0,147	0,145	0,141
	Дихлорэтан	0,135	0,133	0,130	0,127	0,124	0,122	0,120	0,117	0,114	0,109	0,106	0,101
	Диэтиловый эфир	0,137	0,136	0,136	0,135	0,135	0,134	0,134	0,133	0,133	0,131	0,130	0,128
	Сероуглерод	0,165	0,163	0,162	0,158	0,155	0,152	0,150	0,147	0,145	0,141	0,139	0,135
	Хлороформ	0,132	0,127	0,122	0,117	0,113	0,107	0,102	0,097	0,092	0,083	0,079	0,074
	Четырѐххлористый углерод	0,117	0,114	0,110	0,107	0,104	0,101	0,097	0,094	0,090	0,083	0,080	0,073
	Этилацетат	0,145	0,142	0,139	0,136	0,133	0,130	0,127	0,123	0,120	0,114	0,111	0,105

,

r

с,

Таблица 7 СВОЙСТВА ВОДЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

Темпер атура, оС	Плотность, кг м3	Теплоѐмкость, кДж кг ´ К	Вязкость, m ´103, Па ´ с	Теплоп воднос   l ´102,	ро-ть, Вт		Критерий Прандтля Pr
м ´ К
		4,19	1,310	57,5	9.52
		4,19	1,155	58,7	8.24
		4,18	1,000	59,9	7.02
		4,18	0,902	60,9	6.19
		4,18	0,804	61,8	5.42
		4,18	0,731	62,6	4.88
		4,18	0,657	63,4	4.31
		4,18	0,549	64,8	3.54
		4,18	0,470	65,9	2.98
		4,19	0,406	66,8	2.55
		4,19	0,355	67,5	2.21
		4,19	0,315	68,0	1.95
		4,23	0,282	68,3	1.75
		4,23	0,256	68,5	1.58
		4,23	0,231	68,6	1.45
		4,27	0,212	68,6	1.32
		4,27	0,196	68,5	1.23
		4,32	0,185	68,4		1.17

Полученные сведения сведѐм в таблицу. Для дихлорэтана также вычислим значение критерия Прандтля

l

Pr = c 1×m1, 1

где с1 – удельная теплоѐмкость толуола, μ1 – динамический коэффициент вязкости, λ1 – коэффициент теплопроводности.

При переносе чисел обращаем внимание на размерность, которая указана в заголовке столбцов.

,

r

Дж

,

l

m

c

Таблица 8

Вещество	tср,   0 С	Плотность,   кгм 3	Вязкость, m ,Па ´ с	Теплоѐмкость,   с,кг ´ К	Теплопровод ность Втм ´ К	Критерий Прандтля   Pr = l
Дихлорэтан			0,00046		0,122	5,18
Вода			0,0008		0,618	5,42

2.4. РАСЧЁТ МАССОВОГО И ОБЪЁМНОГО РАСХОДОВ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ (1)

Обычно при проектировании теплообменника величина расхода (массового или объѐмного) всегда задана и в процессе расчѐта необходимо определить скорость потока. Но в нашей учебной задаче как раз задана скорость дихлорэтана в трубах трубного пучка

1 1

w1 =2, 0 м/с. Объѐмный расход дихлорэтана V найдѐм по формуле V = Sтрw,

где Sтр - площадь сечения одного хода по трубам трубного пучка. Эту величину

определим по уравнению

d

в

z 1 4

Sтр = n ×p4 н =1083×3, 14×0, 0212=0, 374 м 2, где dвн - внутренний диаметр труб трубного пучка

dвн = d -2d =0, 025-2×0, 002=0, 021 м. Тогда объѐмный расход дихлорэтана будет равен

м

3 V = Sтрw 1= 0, 374×2, 0 = 0, 748 с.

Массовый расход толуола G 1 найдѐм по известному соотношению массы и объѐма

с

1 1

G 1= r V =0,748×1179=881 кг

Дата добавления: 2015-07-08