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= 45 м3/ч; α1= 65 Вт/(м2 К); t1' = 480 °С, t1'' = 240 °С, t2' = 15 °С, t2'' = 95 °С. Ответить на вопросы: 1. Какая схема движения теплоносителя выгоднее? 2. Покажите (из рассмотрения формулы), какими способами можно увеличить коэффициент теплопередачи. 3. При каких значениях (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∙45∙1033600287∙273,15=16,2
Среднюю массовую теплоемкость воздуха определяем при средней температуре:
(3)
480+2402=360
Подставляя полученные результаты в выражение (1), находим
16,2∙1,061∙480-240=4125кВт
Расход воды через теплообменник:
(4)
Среднюю массовую теплоемкость воды определяем при средней температуре:
(5)
15+952=55
Подставляя полученные результаты в выражение (4), находим
41254,177∙95-15=12,3
Средний температурный напор:
- для прямотока
(6)
480-15-240-95ln480-15240-95=275
- для противотока
(7)
480-95-240-15ln480-95240-15=298
Коэффициент теплопередачи определяем по формуле для плоской стенки:
(8)
где - коэффициент теплопроводности стали, ;
1165+0,00345,4+15000=63,9
Площадь поверхности нагрева:
(9)
Прямоток:
412563,9∙10-3∙275=235
Противоток:
412563,9∙10-3∙298=217
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