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標(biāo)題: 求助計算盤管加熱儲罐的水要用多長時間的問題 [打印本頁]
作者: 核級電壓    時間: 2023-11-24 17:39
標(biāo)題: 求助計算盤管加熱儲罐的水要用多長時間的問題
有一個儲水罐，里面是盤管加熱,，盤管直徑再接出儲罐外通過疏水閥排放到外面,。7 y) d0 b, O/ M9 D
已知飽和蒸汽表壓0.6Mpa，溫度165℃,；蒸汽管子內(nèi)徑45mm,，長50米，即換熱面積7㎡,；加熱的儲罐內(nèi)的水共2000kg,，溫度從50℃升到100攝氏度；通過查表得水比熱容CP=4.2kj/(kg·℃),，盤管傳熱系數(shù)U=1100w/m2·℃,。儲罐整體做保溫不考慮熱損失。
9 C0 p; u7 B5 k9 b9 B1 X5 @問水從50℃加熱到100℃要多長時間,？
% e. r) T. e1 k. \/ W) B5 e如果算50-100℃要用到盤管面積,，這樣的話會算；但是反過來算時間就不會了,，查了很多資料也沒搞明白,，麻煩各位求解4 y, p. y" l# V7 i3 ^- k' `
8 G9 v6 v2 |$ S& X# c
作者: 博越    時間: 2023-11-24 20:38
我算了一下大概是18分鐘
作者: 博越    時間: 2023-11-24 20:41
[attach]555061[/attach]可能不對你最好自己再找方法計算一下5 {5 Y. A, z0 b1 a# ?1 `
作者: 博越    時間: 2023-11-25 08:02
最好把加熱功率發(fā)一下- A# ]) O" b6 p2 L1 B6 S
作者: 閑著難受    時間: 2023-11-25 08:35
傳熱系數(shù)是咋計算的
作者: yddbs    時間: 2023-11-25 08:58
加熱成100℃的水還是100℃的水蒸氣
作者: 喂我袋鹽    時間: 2023-11-25 13:46
博越 發(fā)表于 2023-11-25 08:027 U' }: l  f; O$ H( X
最好把加熱功率發(fā)一下

2 r% e- W# }2 z( V. t預(yù)制菜，先冷后熱,。如果懂爐子加熱的應(yīng)用,，搞制冷應(yīng)該一樣的原理吧，搞懂壓縮機即可,？" Y+ c2 {  ~9 P
作者: 閑著難受    時間: 2023-11-25 13:56
博越 發(fā)表于 2023-11-24 20:38
& N3 G4 T$ d% \  m我算了一下大概是18分鐘
: U% F# }/ |3 [# d
有計算過程嗎( t$ j. @5 ^5 P1 Q, w! [
作者: 博越    時間: 2023-11-25 15:06
喂我袋鹽 發(fā)表于 2023-11-25 13:46
2 j( {6 M. }* `" e預(yù)制菜,，先冷后熱。如果懂爐子加熱的應(yīng)用,，搞制冷應(yīng)該一樣的原理吧,，搞懂壓縮機即可？
% l# h2 D+ b; e; I
大差不差一個是加熱器件,，換成一個冷凝器件都一樣+ v: Q# U7 S% J: P
作者: Lean_2017.feng    時間: 2023-11-25 15:07
分析計算前明確幾個單位的含義：W是功率單位(1J/s),，J是熱量單位9 ]% D2 u5 x9 i4 @
6 g" C; a% i0 x& D6 [8 d9 o2 y
換熱過程主要是，蒸汽冷凝,，水升溫,。& [2 w+ Q# B, m( _: Z9 g5 Z

. j- [; C( B* t即，蒸汽溫度下降釋放熱量,，水升溫吸收熱量,。% d! `% j5 [" k' C# O
6 g: b4 s7 _, j' u8 Y6 ~' I+ x
按照,，給定的傳熱系數(shù)1100W/m2.℃，計算實際傳熱功率=1100*7*溫度差
/ H( e/ _9 A4 {( L6 G) {1 j5 s- b
* |( ^; M0 M- n溫度差=熱源定性溫度-冷源定性溫度,，（定性溫度有多種計算方法,，概算可直接取其進出溫度的平均值）
" r7 G; B3 J( j$ @5 U' ^$ Z0 L那么：溫度差=（蒸汽初始溫度+蒸汽出口溫度）/2  - （水初始溫度+水終止溫度）/2
9 u2 D+ Q0 X5 a/ [2 s
! R+ r1 }6 W( Q但是，已知中沒有蒸汽出口溫度,，假定蒸汽僅僅是潛熱釋放供熱,，那么其出口溫度還是165℃2 T  [; c) j5 x; R, {, o
1 O  U# u: T# x3 y* R( c# e
那么，溫度差=165 -（50+100）/2=90℃5 U- B0 y% C+ \, E7 G0 W

8 \4 M7 v& h  T則,，加熱功率=1100*7*90=693kW
: w# K% j: ^, ]5 \. p" z" Y* q4 R( `- E# E. T1 \% e# V; x
加熱時間（s)= 總需熱 / 加熱功率 = 4.18 kJ/kg.℃ * 2000 kg * (100 -50) / 693 kW = 603.17...(S) = 10.05 分鐘; C8 Y; n! R$ R2 O

5 r3 K4 G5 n( p, E$ ?- i& T5 O
; g* \* V3 i5 T
, t# A2 `( G2 o4 @1 c7 K( D& G! u8 B  d9 h" {0 u2 }
6 Z# a1 c% a- u8 T! H2 g2 G# v
作者: 喂我袋鹽    時間: 2023-11-25 19:16
博越 發(fā)表于 2023-11-25 15:061 N2 u) g9 W7 e
大差不差一個是加熱器件,，換成一個冷凝器件都一樣

9 g0 N2 i7 B  _3 u( P, y應(yīng)該是冰火兩重天，一邊冷藏,，一邊加熱,；8 M+ v+ \% i% f7 {* t  s
作者: 核級電壓    時間: 2023-11-25 22:45
博越 發(fā)表于 2023-11-25 08:027 N2 J) u, [. {: e" W7 W
最好把加熱功率發(fā)一下

& F/ ^+ w7 V- b" ~加熱功率沒有哦,，接入儲罐盤管的是蒸汽,，應(yīng)該不用加熱功率吧
% }9 S0 Y2 O! Y. ^! o) @/ k0 c0 A
作者: 核級電壓    時間: 2023-11-25 22:46
本帖最后由 核級電壓 于 2023-11-25 22:55 編輯
; g6 V6 D! J) ^9 C7 p
閑著難受 發(fā)表于 2023-11-25 08:35
$ i# q5 L6 N$ ?0 l$ Z傳熱系數(shù)是咋計算的

( z. `6 ]" Q) W4 m4 D我是查斯派莎克的手冊資料的《蒸汽與冷凝水系統(tǒng)手冊》[attach]555093[/attach]
$ C% _$ W' H- E9 p+ m1 d“高壓盤管。,。,。”這列' o* a8 }6 O/ ]) Z1 c2 u
作者: 核級電壓    時間: 2023-11-25 23:08
博越 發(fā)表于 2023-11-24 20:41
' v* G, ]) o4 q% j可能不對你最好自己再找方法計算一下

9 G: @6 m# [8 d: Q! q% _非常感謝�,�,！不過這樣計算不就和蒸汽溫度沒有關(guān)系了嗎，蒸汽溫度高低都不影響換熱,，不太合理& h" ~' T, q7 }: H
“7700×50”這步的“50（△T）”應(yīng)該是有問題的,，這個△T應(yīng)該是10樓說的90℃- m; I  W5 s& l5 X" o/ R
" R% G7 _/ J5 F7 W1 w6 O

8 d+ K+ r* x" b% K  o
作者: 核級電壓    時間: 2023-11-25 23:58
Lean_2017.feng 發(fā)表于 2023-11-25 15:07
7 V( ~! w0 k+ G8 @4 L( m' \分析計算前明確幾個單位的含義：W是功率單位(1J/s)，J是熱量單位
& e/ j8 ]$ L! s5 ?* X  o- d4 V
換熱過程主要是,，蒸汽冷凝,，水升溫。
' g4 F, K: k1 o3 s2 Z% E
非常感謝�,。,。》浅Ｔ敿�(xì),，我對比了一下資料這樣算應(yīng)該是對的,。不過有個不明白的地方：溫度差計算時，為什么假定僅僅潛熱釋放供熱,，而不是潛熱 和 165℃的冷凝水降溫至100℃的熱量  一起釋放供熱,？這樣出口溫度是100度，溫度差是 （165+100）/2-(100+50)/2=57.5了,；這樣的物理意義是：蒸汽潛熱釋放完后,，水還沒加熱到100℃,，此時165℃冷凝水繼續(xù)換熱直至冷凝水降至100℃，換熱結(jié)束,。/ ?' }; B% ]- z# X; q8 r# E0 I

8 Z' Y: P3 ]* i/ I' r; C關(guān)于“溫度差”,，其實我也一直搞不懂該怎樣取值；因為在實際生產(chǎn)中,，一般只有確定的進口蒸汽溫度這些參數(shù),，蒸汽出口溫度一直不知道怎么計算。1 u5 Z4 ^, Z& u+ ]3 t
作者: 702736    時間: 2023-11-26 08:34
核級電壓 發(fā)表于 2023-11-25 23:58* F! X/ J1 S0 @/ ^$ s7 m8 N4 i) i% n# K
非常感謝�,。,。》浅Ｔ敿�(xì),，我對比了一下資料這樣算應(yīng)該是對的,。不過有個不明白的地方：溫度差計算時， ...

8 ?# i' L' }; ]/ I8 D由于是疏水閥出口,，出口管溫度是100度,，那里面的管子可以認(rèn)為平均是132.5度。
  c% d; b! g$ Y4 W) k% |. B  j初始溫度是50度,，最后是100度水,，平均是75度。' @  j$ O; a+ d; @4 e8 d
這樣就可以算出平均加熱功率了,，再計算出水體和罐體的熱容量,，再算出所需時間就可吧; h- c' g: N& {, ]; f, g* F
作者: Lean_2017.feng    時間: 2023-11-26 10:08
核級電壓 發(fā)表于 2023-11-25 23:584 u3 b) Q/ `. G, q( b
非常感謝！�,�,！非常詳細(xì)，我對比了一下資料這樣算應(yīng)該是對的,。不過有個不明白的地方：溫度差計算時,， ...
! _' o- ~% f$ J7 w
關(guān)于換熱或傳熱問題，建議看看傳熱學(xué)的教科書,，或者直接看GB的換熱器規(guī)范,。' S6 k% a- n" I* D7 j4 A) X

1 T  W6 _( o$ G9 |) `* n
( a1 [: B( L: k3 b) a3 {換熱中的起點一般是冷熱流體的流量（一般為質(zhì)量流量）、進出口溫度的選定,，主要確定的是穩(wěn)態(tài)熱平衡,。% \# G6 H0 M" a7 o) i

) i4 X6 X8 V, H# J7 S' f對于一般換熱，主要都是對流換熱,，為了提高換熱強度,，提高溫差、總傳熱系數(shù)是重點,。
: s5 `% v" ?1 {; y: \4 c
; l6 S  Q8 [1 M2 V5 G! d總傳熱系數(shù)受到流通狀態(tài),、流動型式等影響（主要是流通截面型式,、流速、粘度等）,。" `4 y. j/ N* Q! k# L9 J8 k, Y
9 f: Y5 b! g9 F2 j9 I3 c

! h5 d3 R" M9 P* o- H回到利用蒸汽熱的問題：
' l+ x4 [* }" K2 o  l0 V1. 對于設(shè)備使用者,，上面問題不用考慮，直接按照設(shè)備使用說明即可,；% V4 M, Z" z# ?2 d5 }2 z. C1 f
2. 對于設(shè)備設(shè)計者,，上面問題需要通盤整體考慮和計算。
) `" i/ d( ^& R8 n) v  l( ^8 @- h9 l  g" L& }$ \
0 \1 D8 T8 ?! u, Z0 N# l
蒸汽（飽和蒸汽,、飽和干蒸汽等有差異）熱源為什么一般說是用潛熱,，原因很直接，潛熱大：
# n4 x/ k: K" b  q0 X% ~; {溫度  ℃                          壓力 bar                     密度 kg/m3                    焓 kJ/kg                    熵 kJ/kg.℃                粘度   uPa.s$ x/ @2 u: k/ P# o" E7 S
9 o; c0 o7 l6 p5 h
165 （飽和干蒸汽）      7.00934                      3.67066                         2762.81                    6.70661                       14.5091  n. @. f) m- A! U
100 （蒸汽）                7.00934(在此壓力下)  0.001（m3/kg容積）       419.617                  1.03674                      281.903, P/ s, }2 }9 e* u
100   (水)                      1.01418                      958.349                           419.166                  1.30721                      281.7423 L. A/ L6 P0 j& Y/ i$ D( O# V
2 R' K, r* X7 A" s
" W' p6 _. P' C
看上述數(shù)據(jù),，考慮到保持傳熱系數(shù)的目的,，應(yīng)該一致保持氣態(tài)，將液化的水排出,。, b" p$ y; R- d! U& b, D* S
8 B+ @. t+ J& k% p- r: t9 z/ `
其實,，一般蒸汽夾套換熱中，熱源中的熱的70%被利用了,，30%被凝結(jié)水帶走（通常是回到加熱裝置循環(huán)利用了）,。% m6 i4 o. u3 a  i+ \( p" `
) ]) c2 {) h! \$ G9 n% `# j; o
' [9 c5 n! P; v8 p

7 e0 k8 [6 \; V1 u' C  z% Z5 V+ A, l9 i* c4 ?
作者: 核級電壓    時間: 2023-11-27 10:30
Lean_2017.feng 發(fā)表于 2023-11-26 10:08
6 o% P2 j) p% g' [5 h7 M關(guān)于換熱或傳熱問題,，建議看看傳熱學(xué)的教科書,，或者直接看GB的換熱器規(guī)范。

: E' `3 |$ J5 {好的,，謝謝,！
$ X. T2 T/ s" h$ o3 \
作者: 核級電壓    時間: 2023-11-27 10:47
Lean_2017.feng 發(fā)表于 2023-11-26 10:08
2 ]. q5 r6 R$ F8 T; J: I+ K6 L關(guān)于換熱或傳熱問題，建議看看傳熱學(xué)的教科書,，或者直接看GB的換熱器規(guī)范,。

6 _  q- h( _/ L還有個問題，按照上面的計算,；
* Q' t1 d0 p3 L6 G# b# [) C水總需熱=4.18 kJ/kg.℃ * 2000 kg * (100℃ -50℃) =418000KJ;
6 H1 Z7 E. B  U, ?$ k+ n蒸汽在這個溫度和壓力下潛熱=2066KJ/kg;0 D: V; `+ I3 t5 p. u) g3 m
總需蒸汽量=418000/2066=202.32kg;
; ]6 |6 O! }8 i3 E- y3 i, y2 F; H$ r: J/ n& N6 Y
按照上面計算的加熱時間10.05min,，換算小時=0.1675h；
; K) o% ]+ Y: O那么蒸汽質(zhì)量流量=202.32/0.1675=1207.9kg/h;9 X: w% f6 P, R9 i

7 w. |- I' o0 V: l$ u- E[attach]555140[/attach]8 i, u4 W  C) d
查蒸汽壓力管徑流速表可以看到,，0.6Mpa下45mm管徑推薦流量最大才約800kg/h,，
! _7 J! r- \6 p+ f0 S, A' f+ X; k這樣是不是不太合理？
1 `: ~4 I% l( K# i* j3 J# ^% P  _
作者: Lean_2017.feng    時間: 2023-11-27 15:42
核級電壓 發(fā)表于 2023-11-27 10:47! Y, O7 i4 `, a1 ~" S/ ^* z8 t
還有個問題,，按照上面的計算,；5 X: S( i; |; W+ x
水總需熱=4.18 kJ/kg.℃ * 2000 kg * (100℃ -50℃) =418000KJ;. A4 w, z1 p0 P% N
蒸汽在 ...
7 ^% M2 _( W; \/ t7 ~( @
單獨看這個問題，計算邏輯沒有問題,。8 g$ L' ?! t, _, s6 }# J# u7 A

4 i* C( i* U3 M2 S4 ], E% p; i關(guān)于具體的計算,，建議手算一下,，然后綜合考慮下，準(zhǔn)備用這個結(jié)果去評價什么,，或者說這個結(jié)果的含義到底是什么,。: c' q/ v1 j! u. b1 R
8 k% R0 p8 [' L6 |
. ]) \1 n; f$ Z$ Y. R+ [* I# @% e
先簡單算下：1 ~. p& z4 S* ~4 a; }
按流量1207.9 kg/h = 0.3356 kg/s ,50m管長：
. Y# H: W" S8 a, m* r$ P
3 l( T! W1 T/ |( E/ b0 @( W
. s  i/ n  ~3 ?- a: G: U9 [* n1.5' 標(biāo)準(zhǔn)壁厚管，內(nèi)徑40.9mm,，推出 流速=69.4m/s,，壓損=332.86kPa/100m             (按照手冊推薦的流速，壓損    均超標(biāo))* ^& \+ s! X& l8 i
2'    標(biāo)準(zhǔn)壁厚管,，內(nèi)徑52.5mm,，推出 流速=42.2m/s，壓損=  94.75kPa/100m             (按照手冊推薦的流速,，壓損    均超標(biāo))
6 i5 H. Z# T( u2 L- T* C3 U) @4 F: d4 a/ W; t9 L7 B5 ^
$ J; F1 f8 H  a/ ^
如果流量按800 kg/h = 0.2223 kg/s
* R/ |0 f; ]8 ?
  l, {1 Q- A& [/ \! c/ X# l1.5' 標(biāo)準(zhǔn)壁厚管,，內(nèi)徑40.9mm，推出 流速=46.0m/s,，壓損=150.44kPa/100m             (按照手冊推薦的流速,，壓損    均超標(biāo))
6 H6 a- }0 C! m1 H5 d5 [+ m0 S- p* m/ y" w6 d
2'    標(biāo)準(zhǔn)壁厚管，內(nèi)徑52.5mm,，推出 流速=28.0m/s,，壓損=  43.24kPa/100m             (按照手冊推薦的流速，壓損    均合適)8 @  C4 ?( X/ |! y4 G2 g" T

+ B- V: w8 D: q: E+ D2 [0 M
4 I% e  O4 g, r! C僅看這些數(shù)據(jù),，然后和手冊對比,，那結(jié)果是不合適的。
4 K+ e3 ^6 i4 U5 q5 ~) d4 T# A& T
但是,，如果就有設(shè)備被要求和允許運行在這樣的數(shù)據(jù)下,，也是被允許的。因為可能設(shè)計使用工況允許（這里的工況,，不僅指存粹的設(shè)計,，還包含可能的經(jīng)濟因素等等）。2 V( K1 A, X1 J- v/ p- _4 ^/ K
僅就一個點去探討,，一般意義不大,。
" R' \3 g* v9 ]' X+ }, J- J, Q% ^! ^" ]1 l) f" p1 V
# C" k( H: b# z! A
6 z  c; c: ?- U8 l0 _6 m& X# t
就個人而言，僅僅談?wù)劻髁�,、流速,、壓損相關(guān)問題的話：$ q6 W! J  d# X" O  j
定管徑時，流速越大,，流量越大,，壓損當(dāng)然越大，簡單看其結(jié)果有好壞兩方面,，好的一面是換熱系數(shù)會提高,，壞的一面則是輸送成本上升,。2 q8 O. v& w9 H8 m8 w' \5 ?. A

- t' O3 p+ N! H所以，數(shù)據(jù)合不合理是一回事,，能不能接受是另一回事,。# M& Q+ Y7 ~. M$ M! B
- m' f4 d2 ~2 {" d+ K
最后，對于工程問題,，通常是針對不同的側(cè)重點,，采用不同的數(shù)據(jù)（也就是設(shè)計）。能完全實現(xiàn),，則真的具有核心競爭力,。$ p# L+ b* e4 |# \7 \
( Q( c- ~1 d, D3 \% X
/ f9 R- ]# m: t9 X1 I

2 h6 O" e4 p( C% ?* z/ p# N
; H/ U- q7 {/ a
作者: 核級電壓    時間: 2023-12-8 08:59
Lean_2017.feng 發(fā)表于 2023-11-27 15:42; `$ e6 F: g$ p9 B4 z: j& F1 `
單獨看這個問題，計算邏輯沒有問題,。
( [" N) h8 K3 e8 X& ?9 F, W
$ N$ A! u% u8 {關(guān)于具體的計算,，建議手算一下，然后綜合考慮下,，準(zhǔn)備用這個結(jié)果 ...

% T' v0 Z0 l0 U& b3 G  d9 w  ?  z0 f5 ~好的,，謝謝！
* j2 [3 T- u5 H/ b



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