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蒸汽加热过程。负荷计算

计算非流动间歇加热和连续流动加热过程中的蒸汽量。

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一般采用蒸汽加热

  • 改变产品或流体的温度
  • 维护产品或流体的温度

蒸汽的一个好处是可以传递大量的热能。蒸汽凝结成水时释放的能量在这个范围内2000 - 2250千焦/公斤(取决于压力)-与水相比80 - 120 kJ/kg(有温差)20 - 30oC).

改变产品温度-用蒸汽加热产品

提高物质温度所需的热量可以表示为:

Q = mpdT(1)

在哪里

=能量或热量(kJ)

=物质质量(kg)

cp=物质比热(kJ/kgoC) -材料性质和热容常见的材料

dT=物质温升(oC)

英制单位?-检查单位转换器!

这个方程可以用来确定a总热能为整个过程,但它没有考虑到换热速率这是:

  • 单位时间内传递的热量

在非流动型应用中,加热固定质量或单批产品。在流动型应用中,当产品或流体不断流过传热表面时,就会被加热。

非流动或分批加热

在非流动型应用中,工艺流体作为单个批次保存在罐体或容器中。蒸汽盘管或蒸汽夹套将流体从低温加热到高温。

这种应用的平均传热速率可以表示为:

P = mcpdT / t(2)

在哪里

P =平均传热速率或功率(kW (kJ/s))

=产品质量(kg)

cp=产品比热(kJ/kg。oC) -材料性质和热容常见的材料

dT=流体温度的变化(oC)

t=加热过程发生的总时间(秒)

示例-直接注入蒸汽加热水所需的时间

加热所需的时间75公斤的水(cp= 4.2 kJ/kgoC)从温度20.oC75oC用有容量的锅炉产生的蒸汽200kw (kJ/s)可以通过将eq. 2转换为

T = mcpdT / P

=(75公斤)(4.2焦每千克oC) ((75o20 .答案CoC)) / (200kJ /秒)

86年代

注意!—当蒸汽直接注入水中时,所有蒸汽都凝结成水,蒸汽中的所有能量立即转移。

当通过热交换器加热时——蒸汽和被加热流体之间的传热系数和温差。增加蒸汽压力增加温度-并增加热量传递。加热时间缩短。

根据实际系统的配置,由于更高的热损失,总蒸汽消耗可能会增加,或由于更短的加热时间而减少。

流动或连续加热过程

在热交换器中,产品或流体流动被连续加热。

蒸汽的一个好处是均匀的热表面温度,因为热表面的温度取决于蒸汽压力。

平均传热可以表示为

P = cpdT m / t(3)

在哪里

P =平均传热速率(kW (kJ/s))

M / t=产品质量流速(kg/s)

cp=产品比热(kJ/kg。oC)

dT=流体温度变化(oC)

计算蒸汽量

如果我们知道传热速率-蒸汽量,可以计算出:

年代= P / he(4)

在哪里

年代蒸汽质量(kg/s)

P=计算传热(kW)

he=蒸汽蒸发能(kJ/kg)

不同蒸汽压力下的蒸发能可由蒸汽台与SI单位或者在蒸汽表与帝国单位

例子-蒸汽分批加热

用蒸汽加热一定量的水5小节(6小节腹肌)从温度35oC到100oC在一段时间内20分钟(1200秒).水的质量是50公斤水的比热是4.19 kJ /公斤。oC

换热率:

P = (50 kg) (4.19 kJ/kgoC) ((100o35 .答案CoC) /(1200秒)

11.35千瓦

蒸汽量:

年代= (11.35 kW) / (2085 kJ/kg)

0.0055千克/秒

19.6公斤/小时

例子-蒸汽连续加热

水以恒定的速率流动3 l / s10oC到60oC蒸汽在8小节(9小节腹肌)

热流率可表示为:

P = (4.19 kJ/kg。oC) ((60o10 .答案CoC)(3升/秒)(1公斤/升)

628.5千瓦

蒸汽流量可表示为:

年代= (628.5 kW) / (2030 kJ/kg)

0.31千克/秒

1115公斤/小时

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