Определить поверхность нагрева рекуперативного теплообменника (ТО)

Массовый расход нагреваемого воздуха:
(1)
где - плотность воздуха при , ;
3000∙1,1653600=0,971
Количество теплоты, передаваемой от газов к воздуху:
(2)
где - массовая теплоемкость (при ) воздуха, .
Массовую теплоемкость воздуха при постоянном давлении определяем как для двухатомного газа при
(3)
где - мольная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, ;
- молярная масса воздуха, ;
29,328,96=1,012
тогда
0,971∙1,012∙290-30=255кВт
Среднелогарифмический температурный напор:
(4)
где - температурный перепад теплоносителей соответственно больший и меньший на концах теплообменника, ;
Прямоток:
490-30=460
340-290=50
460-50ln46050=185
Противоток:
340-30=310
490-290=200
310-200ln310200=251
Площадь поверхности теплообмена:
(5)
Прямоток:
Fпрям=25514∙10-3∙185=98м2
Противоток:
Fпрот=25514∙10-3∙251=73м2
Рисунок 1 - График изменения температур теплообменивающихся сред по длине ТО и принципиальная схема ТО: а - прямоточная схема движения теплоносителей; б - противоточная схема движения теплоносителей.
1 . Какая схема включения теплоносителей в теплообменном аппарате эффективнее прямоточная или противоточная? Почему?
Эффективнее схема включения противоточная, так как поверхность нагрева при противотоке меньше, чем при прямотоке (98м²>73м²), потому что средняя температура при противотоке больше, чем при прямотоке (251°С>185°С).
2