Практическая работа №3

Тема: Определение режима движения жидкостей для труб каналов некруглого сечения.

Цель работы: Научиться рассчитывать режимы движения жидкостей в трубном и межтрубном пространствах для теплообменника типа “труба в трубе’’.

Оборудование: методические рекомендации по выполнению практической работы, счетное устройство.

Краткая теория:

 В гидравлике различают ламинарный, турбулентный устойчивый и турбулентный неустойчивый режимы движения жидкости. Критерий Рейнольдса в прямых трубах круглого сечения определяется по формуле:

Re=υ*d*ρ/μ,

где Re- критерий Рейнольдса;

  υ – линейная скорость, м/с;

d – диаметр трубопровода, м;

ρ – плотность,кг/м³;

μ – вязкость, н*с/м².

При движении жидкости в  каналах некруглого сечения в выражение критерия Рейнольдса вместо диаметра подставляют величину эквивалентного диаметра, тогда для труб некруглого сечения межтрубного пространства критерий Рейнольдса определяется по формуле:

где Re- критерий Рейнольдса;

 - эквивалентный диаметр,м;

  ρ – плотность,кг/м³;

  μ – вязкость, н*с/м².

Эквивалентный диаметр кольцевого канала в межтрубном пространстве теплообменника типа «труба в трубе» определяется по формуле:

где D- диаметр большей трубы, м;

d- диаметр меньшей трубы, м.

Задания для аудиторной работы:

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе»,если по внутренней трубе движется NaOH(20%) в количестве 500 л в течение часа. Диаметр внутренней трубы 16×1,5 мм. В межтрубном пространстве движется вода в количестве 21т в течение суток. Диаметр внешней трубы 65×2,5 мм.

Контрольные вопросы:

1.Какой режим движения жидкости называется ламинарным?

2.Какой режим движения жидкости называется турбулентным?

3.Какое значение критерия Рейнольдса считается критическим?

Критерии оценки за работу:

Оценка «5» ставится, если:

- решены все задачи, согласно заданию.

Оценка «4» ставится, если:

-решены все задачи, согласно заданию, имеются 3-4 несущественные ошибки, исправленные по требованию преподавателя.

Оценка «3» ставится, если:

-решены все задачи, согласно заданию, имеется одна существенная ошибка.

Оценка «2» ставится, если:

-допущены грубые ошибки при решении задач, которые студент не может исправить даже с помощью наводящих вопросов преподавателя.

 

Задания для самостоятельной работы:

Вариант 1

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает октан в количестве V_в=4,5 м³/ч при средней температуре 20⁰С, а в межтрубном пространстве движется метиловый спирт в количестве G_м=6250 кг/ч, средняя температура которого 50⁰С. Диаметр внутренней трубы 45×3,5 мм, внешней трубы 92×5 мм.

Вариант 2

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает толуол в количестве V_в=10,3 м³/ч при средней температуре 60⁰С, а в межтрубном пространстве движется анилин в количестве G_м=5000 кг/ч, средняя температура которого 80⁰С. Диаметр внутренней трубы 37×5 мм, внешней трубы 84×4,5 мм.

Вариант 3  

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает вода в количестве V_в=7,6 м³/ч при средней температуре 100⁰С, а в межтрубном пространстве движется 50% NaOH в количестве G_м=3900 кг/ч, средняя температура которого 70⁰С. Диаметр внутренней трубы 56×2,5мм, внешней трубы 97×5 мм.

Вариант 4

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает гексан в количестве V_в=11,0 м³/ч при средней температуре 50⁰С, а в межтрубном пространстве движется сероуглерод в количестве G_м=5680 кг/ч, средняя температура которого 10⁰С. Диаметр внутренней трубы 29×5 мм, внешней трубы 64×4,7 мм.

Вариант 5

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает вода в количестве V_в=3,6 м³/ч при средней температуре 20⁰С, а в межтрубном пространстве движется фенол в количестве G_м=2990 кг/ч, средняя температура которого 60⁰С. Диаметр внутренней трубы 44×3,5мм, внешней трубы 91×5 мм.

Вариант 6

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает вода в количестве V_в=8,1 м³/ч при средней температуре 10⁰С, а в межтрубном пространстве движется октан в количестве G_м=7520 кг/ч, средняя температура которого 60⁰С. Диаметр внутренней трубы 31×5 мм, внешней трубы 63×2,5 мм.

Вариант 7

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает уксусная кислота в количестве V_в=5,6 м³/ч при средней температуре 0⁰С, а в межтрубном пространстве движется этилацетат в количестве G_м=4550 кг/ч, средняя температура которого 20⁰С. Диаметр внутренней трубы 43×4,5 мм, внешней трубы 95×5 мм.

Вариант 8

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает вода в количестве V_в=7,4 м³/ч при средней температуре 40⁰С, а в межтрубном пространстве движется толуол в количестве G_м=7610 кг/ч, средняя температура которого 0⁰С. Диаметр внутренней трубы 29×3,5 мм, внешней трубы 79×5 мм.

Вариант 9

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает фенол в количестве V_в=8,5 м³/ч при средней температуре 60⁰С, а в межтрубном пространстве движется дихлорэтан в количестве G_м=4300 кг/ч, средняя температура которого 10⁰С. Диаметр внутренней трубы 47×5 мм, внешней трубы 87×4,5 мм.

 

 

Вариант 10

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает вода в количестве V_в=1,7 м³/ч при средней температуре 40⁰С, а в межтрубном пространстве движется изопропиловый спирт в количестве G_м=6100 кг/ч, средняя температура которого 120⁰С. Диаметр внутренней трубы 39×3,5 мм, внешней трубы 80×5 мм.

Вариант 11

 Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает этилацетат в количестве V_в=6,5 м³/ч при средней температуре 80⁰С, а в межтрубном пространстве движется нитробензол в количестве G_м=5230 кг/ч, средняя температура которого 40⁰С. Диаметр внутренней трубы 51×2,5 мм, внешней трубы 86×5 мм.

Вариант 12

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает вода в количестве V_в=8,7 м³/ч при средней температуре 70⁰С, а в межтрубном пространстве движется ацетон в количестве G_м=4130 кг/ч, средняя температура которого 20⁰С. Диаметр внутренней трубы 38×5 мм, внешней трубы 69×3,5 мм.

Вариант 13

 Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает изопропиловый спирт в количестве V_в=9,3 м³/ч при средней температуре 40⁰С, а в межтрубном пространстве движется бензол в количестве G_м=3670 кг/ч, средняя температура которого 20⁰С. Диаметр внутренней трубы 49×4,5 мм, внешней трубы 81×5 мм.

Вариант 14

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает вода в количестве V_в=13,2 м³/ч при средней температуре 20⁰С, а в межтрубном пространстве движется гексан в количестве G_м=6900 кг/ч, средняя температура которого 60⁰С. Диаметр внутренней трубы 37×5 мм, внешней трубы 65×3,5 мм.

Вариант 15

 Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает аммиак в количестве V_в=7,3 м³/ч при средней температуре 0⁰С, а в межтрубном пространстве движется глицерин в количестве G_м=5260 кг/ч, средняя температура которого 80⁰С. Диаметр внутренней трубы 41×2,5 мм, внешней трубы 83×5 мм.

Вариант 16

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает фенол в количестве V_в=8 м³/ч при средней температуре 70⁰С, а в межтрубном пространстве движется дихлорэтан в количестве G_м=4300 кг/ч, средняя температура которого 20⁰С. Диаметр внутренней трубы 45×5 мм, внешней трубы 83×5 мм.

Вариант 17

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает толуол в количестве V_в=11,3 м³/ч при средней температуре 50⁰С, а в межтрубном пространстве движется анилин в количестве G_м=4600 кг/ч, средняя температура которого 50⁰С. Диаметр внутренней трубы 30×5 мм, внешней трубы 80×4,5 мм.

Вариант 18

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает вода в количестве V_в=7,6 м³/ч при средней температуре 30⁰С, а в межтрубном пространстве движется фенол в количестве G_м=2870 кг/ч, средняя температура которого 60⁰С. Диаметр внутренней трубы 40×3,5мм, внешней трубы 81×5 мм.

Вариант 19

Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает вода в количестве V_в=6,4 м³/ч при средней температуре 56 ⁰С, а в межтрубном пространстве движется толуол в количестве G_м=6610 кг/ч, средняя температура которого 10⁰С. Диаметр внутренней трубы 31×3,5 мм, внешней трубы 60×5 мм.

Вариант 20

 Определить режим движения жидкости в теплообменнике типа «труба в трубе» если по внутренней трубе протекает этилацетат в количестве V_в=7 м³/ч при средней температуре 78⁰С, а в межтрубном пространстве движется нитробензол в количестве G_м=4780 кг/ч, средняя температура которого 50⁰С. Диаметр внутренней трубы 50×2,5 мм, внешней трубы 76×5 мм.