Расчёт и проектирование установки для получения жидкого кислорода (стр. 3 из 5)

ΔТ_ср^инт = n/Σ(1/ΔТ_ср)

№	ΔТср	1/ΔТср
1	32	0,03125
2	34	0,0294
3	34	0,0294
4	40	0,025
5	41	0,0244
6	42	0,0238
7	45	0,0222
8	48	0,0208
9	48	0,0208
10	48	0,0208

Σ(1/ΔТ_ср) = 0,245

ΔТ_ср = 10/0,245 = 40,3 К

в) Материальный баланс теплообменника III:

(V_A – V_да)(i_6В – i_5B) + Vq₃ = A(i₃ – i_2A)

Из баланса расчитываем истинное значение теплопритоков из окружающей среды:

(0,54 – 0,1)*2,204(188 - 138) + 1*q₃ = 0,813*1,684(123 – 85)

q₃ = 55,8 – 33,9 = 21,9 кДж/кг

Рассчитываем коэффициенты В и D:

(V_A – V_да)(i_6В – i_5B) + Vq₃ = A(i₃ – i_2A)

(V_А - V_да) Δi_B + Vq₃ = А ΔiА

Δi_B = А Δi_А/ (V_А - V_да) - V q₃/V_А | Δi_А/ Δi_А

Δi_B = А Δi_А/ (V_А - V_да) - Vq₃* Δi_А/ Δi_А

В =А/(V_А - V_да) = 0,813/0,44 = 1,982

D = V q₃/(V_А - V_да) Δi_А = 1*21,9/0,44*(372,6 – 333,5) = 0,057

Δi_B = В Δi_А - D Δi_А = С Δi_А = (1,982 – 0,057) Δi_А = 1,925 Δi_А

Составляем таблицу:

№	ТВ , К	iв, кДж/кг	ΔiВ	ТА, К	iА, кДж/кг	ΔiА
0 – 0	188	394,5	0	123	372,6	0
1 – 1	175	387	7,527	119,2	-	3,91
2 – 2	168	379,4	15,1	115,4	-	7,82
3 – 3	162	371,92	22,58	111,6	-	11,73
4 – 4	158	364,4	30,1	107,8	-	15,64
5 – 5	155	356,9	37,6	104	-	19,55
6 – 6	152	349,3	45,2	100,2	-	23,46
7 – 7	149	341,8	52,7	96,4	-	27,37
8 – 8	145	334,3	60,2	92,6	-	31,28
9 – 9	141	326,8	67,741	88,8	-	35,19
10 – 10	138	319,22	75,28	85	333,5	39,1

ΔТ_ср^инт = n/Σ(1/ΔТ_ср)

№	ΔТср	1/ΔТср
1	56	0,0179
2	53	0,0189
3	50	0,02
4	50	0,02
5	51	0,0196
6	52	0,0192
7	53	0,0189
8	52	0,0192
9	52	0,0192
10	53	0,0189

Σ(1/ΔТ_ср) = 0,192

ΔТ_ср = 10/0,245 = 52 К

г) Материальный баланс теплообменника IV:

(V_К – V_дк)(i_6В – i_5B) + Vq₃ = К(i₄ – i_2К)

Из баланса расчитываем истинное значение теплопритоков из окружающей среды:

(0,56 – 0,1)*2,204(188 - 138) + 1*q₃ = 0,128*1,742(123 – 88)

q₃ = 7,804 - 50,7 = - 42,9 кДж/кг

Рассчитываем коэффициенты В и D:

(V_К – V_дк)(i_6В – i_5B) + Vq₃ = К(i₄ – i_2К)

(V_к - V_дк) Δi_B + Vq₃ = К Δi_к

Δi_B = К Δi_к/ (V_К - V_дк) - V q₃/V_К | Δi_К/ Δi_К

Δi_B = К Δi_К/ (V_К - V_дк) - Vq₃* Δi_К/ Δi_К

В =К/(V_К - V_дк) = 0,128/0,46 = 0,278

D = V q₃/(V_К - V_дк) Δi_к = -1*42,9/0,46*(372,6 – 332) = - 1,297

Δi_B = В Δi_К - D Δi_К = С Δi_к = (0,278 + 1,297) Δi_К = 1,488 Δi_К

Составляем таблицу:

№	ТВ , К	iв, кДж/кг	ΔiВ	ТК, К	iК, кДж/кг	ΔiК
0 – 0	188	394,5	0	140	332	0
1 – 1	174	387,17	7,33	134,8	-	5,06
2 – 2	167	379,8	14,7	129,6	-	10,12
3 – 3	162	371,6	22,9	124,4	-	15,18
4 – 4	158	365,2	29,3	119,2	-	20,24
5 – 5	155	357,9	36,6	114	-	25,3
6 – 6	152	350,5	44	108,8	-	30,36
7 – 7	149	343,2	51,3	103,6	-	35,42
8 – 8	146	335,9	58,6	98,4	-	40,48
9 – 9	143	328,6	65,9	93,2	-	45,54
10 – 10	138	319,22	75,28	88	372,6	50,6

ΔТ_ср^инт = n/Σ(1/ΔТ_ср)

№	ΔТср	1/ΔТср
1	40	0,025
2	37	0,027
3	38	0,026
4	39	0,0256
5	41	0,0244
6	43	0,0233
7	45	0,0222
8	47	0,0213
9	50	0,02
10	50	0,02

Σ(1/ΔТ_ср) = 0,235

ΔТ_ср = 10/0,245 = 42,6 К

д) Расчёт основного теплообменника.

Для расчёта теплообменника разбиваем его на 2 трёхпоточных. Для удобства расчёта исходные данные сводим в таблицу.

Поток	Рср, ат.	Тср, К	Ср, кДж/кгК	Уд. Объём v, м3/кг	μ, кг*с/м2 *107	λ, Вт/мК, *103
Прямой (воздух)	45	226,5	1,187	0,005	18,8	23,6
Обратный (О2 под дав)	100	190	2,4	0,00106	108	15
Обратный (N2 низ дав)	1,3	155	1,047	0,286	9,75	35,04

Прямой поток.