Время охлаждения электролита технической водой

Найдем за какое время охладится наш электролит от t_нач(э)=96, 43⁰С, до t_кон(э)=60⁰С, именно 60⁰С, т.к. температура электролита в электролизере должна быть не меньше 60-80 ⁰С, поэтому для уменьшения затрат электроэнергии для подогрева электролита до нужной температуры, мы сильно не охлаждаем электролит. Охлаждение происходит за счет холодной воды поступающей в рубашку с t_нач(в)=10⁰С, а температуру на выходе воды я возьму с t_кон(в)=30⁰С.

Расчёт проводится по [7] (стр. 152-200)

Итак, знаем, что коэффициент теплопроводности:

t_г = 96, 43⁰С - температура горячей стороны стенки аппарата;

t_х =10⁰С - температура холодной стороны стенки аппарата;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/м²*К;

∆ t_ср – средняя разность температур горячей и холодной стороны стенки, К:

r – термическое сопротивление стенки:

δ = 0, 004м - толщина стенки аппарата;

λ =16, 8 Вт/м*К - коэффициент теплопроводности стенки;

Из этого мы можем найти коэффициент теплопередачи:

Зная формулу:

F=1, 3 м²

с_в = 4190 Дж/кг*К - теплоёмкость воды;

G_в – расход воды., кг/с.

с_э = 4190 Дж/кг*К - теплоёмкость электролита;

G_э – расход электролита., кг/ч.

Проходной диаметр штуцера для входа и выхода воды в рубашке:

где:
W₁ – скорость потока воды, вода под напором, принимаем скорость равной 1 м/с;
G = 5, 7 м³/с объемный расход воды;

м = 30мм;
Принимаем диаметр штуцера d₁ = 32 мм.