酒精水、液态二氧化碳换热面积计算

工作条件：用-24℃、2.2Mpa的液态二氧化碳给6℃的酒精水（酒精含量40%）降温，使酒精水达到-1℃。试计算其换热面积。

（一） 计算传热量Q（酒精水放出热量）

Q Mcp T

Q

1 2.4 103 40% 95 801 (6 1) 5.11 105kJQ2 4.12 103 60% 95 1000 (6 1) 1.644 106kJ

Q Q1 Q2 2.155 106kJ

(二) 液态二氧化碳单位时间吸热（假设二氧化碳出口温度-5℃）

二氧化碳由-24℃升温到-5℃过程中含有汽化过程需要考虑企划潜热。2.2Mpa下二氧化碳沸点-16.2℃。故二氧化碳吸热分三个部分。

液态二氧化碳吸热过程：

Q

Q1 2 3.5 103 (24 16.2) 54.6 103kJ 3.5 10 309.1 1.082 10kJ36 汽化潜热：

2

气态二氧化碳吸热过程：

Q3 31.4 10kJ3

Q Q1 Q2 Q3 1.168 106kJ

（三）当二氧化碳出口温度定为-5℃时，所需的工作时间： T Q放

Q吸 1.85h

（四）计算对数平均温差

t1mc6 ( 24) ( 1) ( 5) 12.96 ( 24) ln( 1) ( 5)

1 （五）计算传热系数K 1 1 K r1 r2 2 1

根据经验值估算K 400

(六)换热面积

Q2F 625mK tm