Определить поверхность нагрева стального рекуперативного воздушного теплообменника (толщина стенок δст= 3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по теплоэнергетике и теплотехнике
Определить поверхность нагрева стального рекуперативного воздушного теплообменника (толщина стенок δст= 3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

Определить поверхность нагрева стального рекуперативного воздушного теплообменника (толщина стенок δст= 3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход воздуха при нормальных условиях Vн, средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α1, от поверхности нагрева к воде α2= 5000 Вт/(м2 К), начальные и конечные температуры воздуха и воды равны соответственно t t1' , t1'' , t2' и t2'' . Определить также расход воды G через теплообменник. Изобразить график изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их условных эквивалентов. Указание: При решении задачи можно условно считать стенку плоской. Данные: 10-3Vн= 35 м3/ч; α1= 50 Вт/(м2 К); t1' = 320 °С, t1'' = 120 °С, t2' = 15 °С, t2'' = 100 °С. Ответить на вопросы: Какая схема движения теплоносителя выгоднее? Покажите (из рассмотрения формулы), какими способами можно увеличить коэффициент теплопередачи. При каких значениях d2/d1 (близких к единице или гораздо больших единицы) цилиндрическую стенку можно в расчетах заменить без больших погрешностей плоской стенкой?

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

Теплота, передаваемая в теплообменном аппарате (воздухоподогревателе), выражается уравнением теплового баланса:
(1)
где - массовый расход воздуха и воды соответственно, ;
- средняя массовая теплоемкость теплоносителя в интервале температур до , .
Массовый расход воздуха:
(2)
где - давление воздуха при нормальных условиях, ;
- объемный расход воздуха при нормальных условиях, ;
- газовая постоянная воздуха, ;
- температура воздуха при нормальных условиях, ;
101325∙35∙1033600287∙273,15=12,6
Среднюю массовую теплоемкость воздуха определяем при средней температуре:
(3)
320+1202=220
Подставляя полученные результаты в выражение (1), находим
12,6∙1,031∙320-120=2598кВт
Расход воды через теплообменник:
(4)
Среднюю массовую теплоемкость воды определяем при средней температуре:
(5)
15+1002=57,5
Подставляя полученные результаты в выражение (4), находим
25984,178∙100-15=7,3
Средний температурный напор:
- для прямотока
(6)
320-15-120-100ln320-15120-100=105
- для противотока
(7)
320-100-120-15ln320-100120-15=155
Коэффициент теплопередачи определяем по формуле для плоской стенки:
(8)
где - коэффициент теплопроводности стали, ;
1150+0,00345,4+15000=49,3
Площадь поверхности нагрева:
(9)
Прямоток:
259849,3∙10-3∙105=502
Противоток:
259849,3∙10-3∙155=340
Рисунок 1 - График изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена и принципиальная схема теплообменника: а - прямоточная схема движения теплоносителей; б - противоточная схема движения теплоносителей.
Рисунок 2 - График изменения температур теплоносителей для прямотока (а) и противотока (б) при различных соотношениях их условных эквивалентов.
1

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу

Условие

Нужно полное решение этой работы?

Решение

Расчёт идеального цикла двигателя внутреннего сгорания

Воздух со средней температурой tгср протекает по горизонтальной трубе

Расчет температуры воздуха на выходе из теплообменного аппарата