Определить поверхность нагрева рекуперативного теплообменника (ТО)

Площадь поверхности теплообменника определяется из уравнения теплопередачи:
Q = k·F·∆tср → F= Q /( k·∆t),
где k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К);
F - площадь поверхности теплообмена, м2;
∆tср - средняя разность температур,0С;
Q – количество тепла, полученное холодным теплоносителем в теплообменнике.
Q = V·Cр2(t''в – t'в) ,
где Cр2 = 0,847 кДж/(м3·К) - удельная объёмная теплоёмкость воздуха при
t2 = (t'в + t''в)/2 =(30+225)/2=127,5 0С,
Q = (2000/3600)·0,847·(225–30)= 92 кВт.
Определяем среднюю разность температур теплоносителей.
Максимальная и минимальная разность температур теплоносителей для противотока:
∆tmin= tг΄ - tв΄΄ = 430 – 225 = 205 0C;
∆tmax = tг΄΄ - tв΄ =250 – 30 = 2200C.
∆t = (∆tmax - ∆tmin)/ln(∆tmax/∆tmin) = (220-205)/ln(220/205)=2220С
F= 92000/(12·222) = 34,5 м2.
Максимальная и минимальная разность температур теплоносителей для прямотока:
∆tmax= tг΄ - tв΄ = 430 – 30 = 4000C;
∆tmin = tг΄΄ - tв΄’ = 250 – 225 = 250C.
∆t = (∆tmax - ∆tmin)/ln(∆tmax/∆tmin) = (400-25)/ln(400/25)=1480С
F= 92000/(12·148) = 51,8 м2.
Результаты расчётов сведём в таблицу.
Q Противоток Прямоток
∆t F ∆t F
Вт 0С м2
0С м2
92000 222 34,5 148 51,8
Прямоток t
t
Противоток
tв'
F
tг'
tв''
tг'
F
tв''
tг''
tв'
tг''