27 Теплообменные аппараты
27.91 Определить поверхность нагрева водяного экономайзера, в котором теплоносители движутся по противоточной схеме, если заданы: температура газов на входе tʹ1, на выходе tʺ1. Расход газов G1. Температура питательной воды на входе в экономайзер t2 = 60ºС, расход G2. Коэффициент теплопередачи от газов к воде k = 20 Вт/(м²·К). Средние теплоемкости газов и воды принять равными: с1 = 1,05 кДж/(кг·К); с2 = 4,2 кДж/(кг·К).
Таблица – ЧИСЛОВЫЕ ДАННЫЕ к задачам контрольной работы №2
| Предпоследняя цифра шифра | tʹ1, ºС | tʺ1, ºС | G1, кг/с | G2, кг/с |
| 2 | 390 | 190 | 11 | 5,2 |
Все задачи из: Жданов Н.В. Термодинамика и теплопередача. ОмГУПС Омск 2013
27.92 (Вариант 16) Определить поверхность паровоздушного рекуперативного теплообменника при прямоточной и противоточной схеме движения теплоносителей и расход греющего теплоносителя. Греющий теплоноситель – сухой пар с абсолютным давлением р, и на выходе из теплообменника конденсат с температурой t′′1. Начальная температура воздуха t′2, относительная влажность φ′2=80%, конечная относительная влажность φ′′2. Расход воздуха через теплообменник Gв. Коэффициент теплоотдачи от пара к стенке трубы принять aп, от стенки трубы к воздуху — aв. Теплообменник выполнен из стальных труб с коэффициентом теплопроводности l=50 Вт/(м×К) с наружным диаметром d=50 мм и толщиной d=4 мм. Изобразить графики изменения температур теплоносителей для обоих случаев.
Данные для решения задачи выбрать из табл. 9.
Таблица 9
| р, кПа | t′2, ºС | φ′′2, % | Gв, кг/ч | t′′1, ºС | aп | aв |
| Вт/(м2·К) | ||||||
| 400 | 25 | 11 | 6200 | 115 | 2400 | 450 |
27.93 Необходимо нагреть за час массу m кг воды от температуры t’в до t»в дымовыми газами с начальной температурой t’г. Расход дымовых газов mг теплоемкость газов срм=1,047 кДж/(кг·ºС), коэффициент теплопередачи k=163,3Вт/(м²·ºС). Определите поверхность нагрева F для прямотока.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант | mв, кг | t'в, ºС | t"в, ºС | t'г, ºС | mг, кг |
| 13 | 430 | 20 | 80 | 180 | 1600 |
27.94 Определить площадь поверхности нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника, работающего по противоточной схеме. Греющий теплоноситель — дымовые газы с начальной температурой t′г и конечной t″г. Расход воды через теплообменник Gв, начальная температура воды t′в, конечная — t″в. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы αг и от стенки трубы к воде αв. Теплообменник выполнен из стальных труб с наружным диаметром d=70 мм и толщиной стенки δ=2 мм. Коэффициент теплопроводности стали λ=62 Вт/(м·К). Стенку считать чистой с обеих сторон. Данные для расчетов взять из таблицы 5.
Определить также поверхности теплообмена при выполнении теплообменника по прямоточной схеме и при сохранении остальных параметров неизменными.
Для обеих схем движения теплоносителя (противоточной и прямоточной) показать без расчета графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена. Указать преимущества противоточной схемы.
Таблица 5
| Сумма двух последних цифр шифра 0 | ||||||
| αг, Вт/(м²·К) | αв, Вт/(м²·К) | Gв, кг/ч | t’в, ºС | t″в, ºС | t’г, ºС | t″г, ºС |
| 36 | 612 | 1505 | 5 | 112 | 600 | 400 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18.
Все задачи из: Нечаев В.В. Теплотехника ИрГАУ 2016
27.95 В водоводяном теплообменнике охлаждается пресная вода от tʹ1, ºС до tʺ1, ºС. Для ее охлаждения используется забортная вода с температурой tʹ2, ºС. Расход пресной воды G1, кг/c, забортной G2, кг/c, коэффициент теплопередачи k=800 Вт/(м²·К). Определить площадь поверхности теплообмена при прямотоке и противотоке при условии, что теплоемкость пресной воды спр=4,19 кДж/(кг·К), а забортной — сзаб=3,85 кДж/(кг·К).
| Предпоследняя цифра зачетной книжки | tʹ1, ºС | tʺ1, ºС | tʹ2, ºС | G1, кг/c | G2, кг/c |
| 6 | 82 | 40 | 10 | 0,32 | 0,60 |
27.96 Определить поверхность нагрева стального рекуперативного газовоздушного теплообменника (толщина стенок δс=3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей (рис. 6.2 и 6.3), если объемный расход воздуха при нормальных условиях Vн, средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α1, от поверхности нагрева к воде α2=500 Вт/(м²·К), коэффициент теплопроводности материала стенки трубы (стали) λ=50 Вт/(м·К), теплоемкость топочных газов сг=1,15 кДж/(кг·К), плотность ρг=1,23 кг/м³, начальные и конечные температуры газов и воды равны соответственно t1.н, t1.к, t2.н и t2.к. Определить также расход воды G через теплообменник. Изобразить график изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их условных эквивалентов. Исходные данные для расчета приведены в таблице 8.8
Указание: При решении задачи можно условно считать стенку плоской.
Таблица 8.8
| Вариант 00 | |||||
| Vн·10-3,
м3/ч |
α1,
Вт/(м²·К) |
t1.н,
ºС |
t1.к,
ºС |
t2.н,
ºС |
t2.к,
ºС |
| 15 | 70 | 500 | 250 | 10 | 90 |
Ответить на вопросы:
1. Какая схема движения теплоносителя выгоднее?
2. Покажите (из рассмотрения формулы), какими способами можно увеличить коэффициент теплопередачи.
3. При каких значениях d2/d1 (близких к единице или гораздо больших единицы) цилиндрическую стенку можно в расчетах заменить без больших погрешностей плоской стенкой?
Ответ: поверхность нагрева стального рекуперативного газовоздушного теплообменника составляет при прямоточной схеме движения теплоносителей Fпрям=82 м² и противоточной схеме движения теплоносителей Fпрот=74 м² , расход воды через теплообменник G=4,411 кг/c.
Варианты задачи: 01, 02, 03, 04, 05, 06, 07, 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99.
Методические указания 2018 года.pdf
Все задачи из: Рудобашта С.П. Бабичева Е.Л. Теплотехника РГАУ-МСХА Москва
27.97 В трубчатом пароводяном теплообменнике сухой насыщенный пар при давлении 0,4 МПа конденсируется на внешней поверхности труб. Вода, движущаяся по трубам, нагревается от 22ºС до 65ºС. Определить среднелогарифмический температурный напор в этом теплообменнике.
27.98 Определить температуру масла t»м на выходе из масляного холодильника тепловоза на основании следующих данных: площадь теплообменной поверхности холодильника F = 80 м², расход охлаждаемого масла Gм = 20 кг/c; расход охлаждающей воды Gω = 30 кг/c; температура воды на входе в холодильник tʹω; температура масла на входе в холодильник tʹм = 85 ºС; коэффициент теплопередачи k; удельная теплоемкость масла см = 2,2 кДж/(кг·К). Схема движения теплоносителей противоточная.
Таблица 2 – Числовые данные к задача контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | t′ω, ºС | k, кВт/(м²·К) |
| 1 | 66 | 1,00 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
27.99 Определить к.п.д. ТЭЦ брутто по выработке электроэнергии и теплоты, если удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии bуЭТЭЦ = 0,108 кг/МДж и удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж теплоты bуQТЭЦ = 0,042 кг/МДж.
Ответ: ηЭбрТЭЦ = 0,317, ηQбрТЭЦ = 0814.
Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf
Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986
27.100 Конденсационная станция израсходовала В = 660·106 кг/год каменного угля с низшей теплотой сгорания и выработала электроэнергии Эвыр = 545·1010 кДж/год. Определить удельный расход условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии.
Ответ: bуКЭС = 0,102 кг/МДж.
Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf
Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986
