题目
二、一换热网络有2个工艺热物流和2个工艺冷物流,数据如下表所示。若热、冷物流间最小允许传热温差_(min)=(10)^circ C,试确定该过程的夹点温度、最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷,并利用夹点设计法设计该换热过程的初始网络。物流标号 热容流率 初始温度 终了温度 热流量 CP/(kW Q/kWH1 4.0 150 60 360H2 2.5 160 50 275C1 3.5 50 170 420C2 2.0 40 150 220
二、一换热网络有2个工艺热物流和2个工艺冷物流,数据如下表所示。若热、冷物流间最小允许传热温差
,试确定该过程的夹点温度、最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷,并利用夹点设计法设计该换热过程的初始网络。
物流标号 热容流率 初始温度 终了温度 热流量
CP/(kW Q/kW
H1 4.0 150 60 360
H2 2.5 160 50 275
C1 3.5 50 170 420
C2 2.0 40 150 220
题目解答
答案
答案:
(1)根据所给数据作出问题表格(1)
(2)对各个子网络进行热量恒算,得到问题表格(2)
得到如下信息:
在T =10℃的情况下,夹点温度在热流体夹点温度150℃和冷流体夹点温度140℃之间,故
夹点温度热流: T → 150℃;冷流:140℃ ← t
最小公用工程加热量 Q = 100 kw
最小公用工程冷却量 Q H min = 95 kw
(3)夹点上方子网络匹配
(4)夹点下方子网络匹配
(5)整个初始网络为:
解析
步骤 1：确定子网络
根据题目中给出的热物流和冷物流的初始温度和终了温度，可以确定子网络的温度范围。热物流的温度范围为150℃到60℃，冷物流的温度范围为50℃到170℃。因此，可以将温度范围划分为四个子网络，每个子网络的温度范围为10℃。
步骤 2：计算子网络的热量
根据题目中给出的热容流率和热流量，可以计算出每个子网络的热量。对于热物流，热量为热流量减去热容流率乘以温度差；对于冷物流，热量为热流量加上热容流率乘以温度差。
步骤 3：确定夹点温度
根据计算出的子网络热量，可以确定夹点温度。夹点温度是热物流和冷物流的热量相等的温度。根据计算结果，可以确定夹点温度在150℃和140℃之间。
步骤 4：计算最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷
根据夹点温度，可以计算出最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷。最小公用工程冷负荷为夹点温度以下的冷物流的热量，最小公用工程热负荷为夹点温度以上的热物流的热量。
步骤 5：设计初始网络
根据计算结果，可以设计出初始网络。初始网络包括热物流和冷物流的匹配，以及最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷的使用。
根据题目中给出的热物流和冷物流的初始温度和终了温度，可以确定子网络的温度范围。热物流的温度范围为150℃到60℃，冷物流的温度范围为50℃到170℃。因此，可以将温度范围划分为四个子网络，每个子网络的温度范围为10℃。
步骤 2：计算子网络的热量
根据题目中给出的热容流率和热流量，可以计算出每个子网络的热量。对于热物流，热量为热流量减去热容流率乘以温度差；对于冷物流，热量为热流量加上热容流率乘以温度差。
步骤 3：确定夹点温度
根据计算出的子网络热量，可以确定夹点温度。夹点温度是热物流和冷物流的热量相等的温度。根据计算结果，可以确定夹点温度在150℃和140℃之间。
步骤 4：计算最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷
根据夹点温度，可以计算出最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷。最小公用工程冷负荷为夹点温度以下的冷物流的热量，最小公用工程热负荷为夹点温度以上的热物流的热量。
步骤 5：设计初始网络
根据计算结果，可以设计出初始网络。初始网络包括热物流和冷物流的匹配，以及最小公用工程冷负荷和最小公用工程热负荷的使用。