Другие предметы \ Тепломассообмен

Тепломассообмен при глубоком охлаждении продуктов сгорания природного газа, страница 4

f-

1 -Г

dr

СУХ' (1 - г)2

Так как tnCyXf— const, то


n = 0.615m    f



(20')

(21)


Сравнение (21) и (15) дает


dr

(22)

■dF .

(1-гГ(г-гст)        0.615я»сух/Проинтегрировав левую часть (22) от го до г, а правую соответственно от 0 до F, получим изменение относительной объемной концентрации г водяного пара вдоль поверхности теплообмена F

I


1

■ - г

(г - гст) (1 - г0)

In

(1-гстГ      (г0 - гст) (1 - г)     (1 - гст) (1 - г) (1 - г0)        0.615/ясу/


(23)



Подставив значение рр из (19), окончательно будем иметь




Гл-Г

{г - гст) (1 - г0)

(1-гст)2      (г0 - гст) (1 - г)     (1 - гст) (1 - г) (1 - го)        cpmcyxf

Зависимость г от безразмерного комплекса А = ocKOHBF/(Cp7ncyx/) представлена на рис. 2. 2


(24)

А. П. БАСКАКОВ, Е. В. ИЛЬИНА


 

0.15 -

0.10 ■

0.05

150 t


Рис. 3. Изменение относительной объемной - а и массовой - 6 концентраций водяного пара в потоке газов в процессе их охлаждения: / - W^-cx = 157/17, 2 - 10777, 3 - 157/7, 4 - в состоянии насыщения, t, °C; р, г/м

Поскольку параллельно с процессом массоотдачи газ охлаждается за счет теплоотдачи к той же поверхности, зависимость (24) справедлива лишь до достижения газспаровой смесью температуры точки росы.

Изменение состояния пара в процессе охлаждения. При t > 100 °С относительная влажность ф = р/рнас продуктов сгорания в процессе их охлаждения в поверхностном теплообменнике уменьшается из-за конденсации пара, поскольку в этом случае под рнас понимается плотность насыщенного пара при барометрическом давлении (р = 0.5977 кг/м   при р = 0.101 МПа).

При охлаждении газов ниже 100 °С в поверхностном теплообменнике ф в итоге будет увеличиваться, достигая единицы при охлаждении газопаровой смеси до определенной температуры. В связи с этим целесообразно найти зависимость между температурой и влажностью газа в процессе охлаждения. Количество теплоты dQ, переданное конвекцией при охлаждении потока, по уравнению теплоотдачи равно

dQ = «конв К - *сг) dF , по уравнению теплового баланса

dQ = - mfcpdt = - —*— fcpdt . Приравнивая (25) и (26) и подставляя dF из (15), получим

(25) (26)

„.-Mfc/y*.

dG  =—22L

" 'ст)

Учитывая (19) и (21), имеем

«ко

0.615

(27) (28)

и окончательно запишем

dt

dr

(l-r)(r-rCT)     t-tc

Интегрирование левой части от го до г и правой части от зований к зависимости вида

1

Г ((Г - Гст) (1 - ro)Y"rci        t

(29) до t приводит после небольших преобраW                                             (зо)

I (г0 ~ гст) (1 ~ rM               t0 ~ tcr

Расчеты по (30) приведены на рис. 3, а. В подписи цифрами через дробную черту обозначены: в числителе - температура газопаровой смеси на входе в теплообменник и в знаменателе - температура стенки. Так, например, при £ст = 7 °С водяные пары, содержащиеся в газах, достигают состояния насыщения при t = 40 °С, если £о = Ю7 °С, и t = 25 °С, если to = 157 °С. При более глубоком охлаждении в потоке газа появляются капельки воды (туман). Уравнение (30) для этой области значений (слева от кривой насыщения) не выполняется.

Для сравнения на рис. 3, 6 приведена по сути та же зависимость, но полученная ранее исходя из уравнения массообмена, записанного в форме (1), а не (1') (без учета уменьшения объема газопаровой смеси за счет конденсации пара) [12]:


92


Гп Г-Г.

П-


■г-ст


- Т      Т- Тг


Скачать файл