例题 1、某工厂一工段需要流量为10m3h1,温度为80℃的热水。现有03MPa的饱和水蒸汽 和30℃的循环回水可供调用。请你设计一个热水槽,进入该槽的蒸汽和冷水各为多少流率? 相应的蒸汽管和冷水管尺寸如何? 解:这是一个稳定流动系统,动能及势能不是很突出,可以忽略不计。若忽略混合时的 热量损失,而混合过程无机械轴功产生,即Q=0,W3=0。 稳流系统热力学第一定律,△H=Q-W=0,即进出焓相等 冷水的热力学性质:30℃,近似为饱和液体,H冷水=125.79kJ·kg,比容 1.00431*103m3·kg1 饱和蒸汽的热力学性质:0.3MPa,饱和温度为133.55℃,H蒸=27253kJ·kg 606℃103m3·kg1 热水的热力学性质:80℃,近似为饱和液体,H热*=33491k·kg 比容为1029×10-=m3kg 设冷水的流量为m*,蒸汽的质量流量为m汽。 10m3·h 热水流量为m=1029×10~3m3kg =9718.2kg·h 则m×H++ma×H 蒸汽=m m×12579+(9718.2-mk)×27253=9718.2×33491 解得m水=89364kg·h m蒸汽=781.8kg·h-1 查阅“化工工艺设计手册”,可知:一般工业用水在管中的流速要求在1.0m/s左右,低 压蒸汽流速为20m/s左右 则 式中A为管道截面积,D为管径,U为流速,V为比容, 4m·I 冷水管径D=(4x8964×1003×10-)y2 =0.056m 3.14×1.0×3600 按照管道规格尺寸,选取D50的冷水管道。 蒸汽管径 4×781.8×606×10-3)12 =0.092m 14×20×3600 选取DN100的蒸汽管道。1 例题 1、某工厂一工段需要流量为 10 m3·h -1，温度为 80℃的热水。现有 0.3MPa 的饱和水蒸汽 和 30℃的循环回水可供调用。请你设计一个热水槽，进入该槽的蒸汽和冷水各为多少流率？ 相应的蒸汽管和冷水管尺寸如何？ 解：这是一个稳定流动系统，动能及势能不是很突出，可以忽略不计。若忽略混合时的 热量损失，而混合过程无机械轴功产生，即 Q=0，Ws=0。 稳流系统热力学第一定律，ΔH=Q-Ws=0，即进出焓相等 冷水的热力 学性质 ：30 ℃， 近似 为饱和 液体 ，H 冷 水 =125.79 kJ ·kg-1 ，比容 1.0043l*10-3m3·kg-1 饱和蒸汽的热力学性质：0.3MPa，饱和温度为 133.55℃，H 蒸汽=2725.3 kJ·kg-1，比容 606℃10-3 m3·kg-1 热水的热力学性质：80℃，近似为饱和液体，H 热水=334.91 kJ·kg-1 比容为 3 3 1 1.029 10− −  = m  kg 设冷水的流量为 m 水，蒸汽的质量流量为 m 汽。 热水流量为 1 3 3 1 3 1 9718 2 1029 10 10 − − − − =     = . k g h . m k g m h m热水 则 m水  H冷水 + m汽  H蒸汽 = m热水  H热水 m水 125.79 + (9718.2 − m水 ) 2725.3 = 9718.2334.91 解得 1 8936.4 − m水 = kg  h 1 781.8 − m蒸汽 = kg  h 查阅“化工工艺设计手册”，可知：一般工业用水在管中的流速要求在 1.0m/s 左右，低 压蒸汽流速为 20m/s 左右。 则 AU = m V 即 式中 A 为管道截面积，D 为管径，U 为流速，V 为比容。 1/ 2 4         = U m V D  冷水管径 D 0.056m 3.14 1.0 3600 4 8936.4 1.0043 10 1/ 2 3 =              = − 按照管道规格尺寸，选取 DN50 的冷水管道。 蒸汽管径 D 0.092m 3.14 20 3600 4 781.8 606 10 1/ 2 3 =              = − 选取 DN100 的蒸汽管道