Задача 25. Определение плотности газа.

Определить плотность оксида азота (IV) при избыточном давлении
12 кгс/см² и температуре 20ºС. При расчетах принять за нормальные условия давление 1 атм, температура – 0ºС.

 

Решение:

Плотность однородного газа определяется из зависимости

,

где М _г – молярная масса вещества, для оксида азота (IV) (NO₂), М _г =46 моль;

  Т ₀ – температура при нормальных условиях, Т ₀ =273 К;

  Р ₀ – давление при нормальных условиях, Р ₀ = 1 атм;

  Т – расчетная температура, Т =293 К;

  Р – расчетное абсолютное давление, Р = 13 кгс/см²=13 атм

 кг/м³.

Ответ:  кг/м³.

Задача 26. Определение плотности газа.

Определить плотность воздуха при вакуумметрическом давлении
600 мм. рт. ст. и температуре -30ºС. При расчетах принять за нормальные условия давление 1 атм, температура – 0ºС.

 

Решение:

Плотность однородного газа определяется из зависимости

,

где М _г – молярная масса вещества, для воздуха, М _г =28,8 моль;

  Т ₀ – температура при нормальных условиях, Т ₀ =273 К;

  Р ₀ – давление при нормальных условиях, Р ₀ = 1 атм = 760 мм.рт.ст.;

  Т – расчетная температура, Т =293 К;

  Р – расчетное абсолютное давление, Р = 760-600 = 160 мм.рт.ст

 кг/м³.

Ответ:  кг/м³.

 

Задача 27. Определение режима движения жидкости в аппарате.

Определить режим движения жидкости массовым расходом 4200 кг/ч, плотностью 1200 кг/м³ и коэффициентом динамической вязкости 1,15∙10^-3 Па∙с, в межтрубном пространстве теплообменника типа «труба в трубе». Размеры наружной трубы Ø59х4,5 мм, внутренней трубы – Ø25х2,5 мм.

 

Решение:

Режим движения зависит от критерия Рейнольдса

,

где d _э – эквивалентный диаметр сечения

,

    S – площадь поперечного сечения,

    П – смоченный периметр сечения.

Так как теплообменник работает полным сечением, то

.

    D _вн – внутренний диаметр наружной трубы теплообменника,

D _вн=59–2∙4,5=50 мм

    d _н – наружный диаметр внутренней трубы теплообменника, d _н = 25 мм.

 мм.

υ – скорость движения жидкости в межтрубном пространстве теплообменника

 м/с

.

Так как значение Re =17191>2320, то режим движения жидкости в межтрубном пространстве теплообменника турбулентный.

Ответ: режим движения жидкости в межтрубном пространстве теплообменника типа «труба в трубе» турбулентный.

 

Задача 28. Определение массового и объемного расходов.

Определить массовый и объемный расходы воздуха, проходящего по трубам одноходового трубчатого теплообменника с диаметром труб Ø25х2,5 мм. Количество труб в теплообменнике – 60 шт. Рабочие температура воздуха 75ºС, давление 2 атм. Средняя скорость движения воздуха в трубе 8 м/с. При расчетах принять плотность воздуха при н.у. 1,293 кг/м³.

 

Решение:

Объемный расход воздуха

 м³/с

Массовый расход воздуха

где  – плотность воздуха при расчетных давлении и температуре

 кг/м³.

 кг/с.

Ответ:  кг/с,  м³/с.