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。
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
问=能量或热量(kJ)
米=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))
米=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.oC来75oC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:
米年代= P / he（4）
在哪里
米年代蒸汽质量(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:
米年代= (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 / s从10oC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:
米年代= (628.5 kW) / (2030 kJ/kg)
＝0.31千克/秒
＝1115公斤/小时