27.17.4 Рекуперативный теплообменный аппарат типа «Труба в трубе»

Таблица 1 – Исходные данные

Вариант t’1, ºC t’2, ºC t»1, ºC t»2, ºC М1, кг/c
4 415 250 5 80 —

Конец таблицы 1

М2, кг/c α1·10-1, Вт/(м²·К) α2·10-2, Вт/(м²·К) Расположение труб Материал
4 40 35 В Л

Греющий теплоноситель — дымовые газы, которые движутся в межтрубном пространстве.

Нагреваемый теплоноситель — вода, которая движется по внутренней трубе. Теплообменник выполнен из металлических труб.

Параметры:

  • tʹ1 — начальная температура греющего теплоносителя, ºС;
  • tʹ2 — конечная температура греющего теплоносителя, ºС;
  • tʺ1 — начальная температура нагреваемого теплоносителя, ºС;
  • tʺ2 — конечная температура нагреваемого теплоносителя, ºС;
  • М1 — расход греющего теплоносителя, кг/с;
  • М2 — расход нагреваемого теплоносителя, кг/с;
  • α1 — коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к поверхности внутренней трубы, Вт/(м²·К);
  • α2 — коэффициент теплоотдачи от поверхности внутренней трубы к нагреваемому теплоносителю, Вт/(м²·К);
  • d1, d2 — внутренний и наружный диаметр внутренней трубы, м,

d1 = 33·10—³, d2 = 38·10—³,

δ  — толщина стенки труб, м, δ = 10-3(38 — 33)/2 = 2,5 = 0,0025

  • материал труб: сталь -С; латунь -Л;
  • расположение труб: горизонтальное -Г; вертикальное -В;
  • λ — коэффициент теплопроводности материала стенки труб, Вт/(м·К), сталь — 50; латунь — 100.

Задание

  1. Определить (для прямоточной и противоточной схемы движения теплоносителей):

1.1) тепловую мощность Q, Вт, передаваемую от греющего теплоносителя к нагреваемому теплоносителю;

1.2) неизвестный расход М, кг/c, одного из теплоносителей;

1.3) средний температурный напор Δtср;

1.4) коэффициент теплопередачи k, Вт/(м²·К);

1.5) площадь поверхности нагрева F, м².

  1. Вычертить по результатам расчета графики изменения температуры теплоносителей при прямоточной и противоточной схеме движения теплоносителей и принципиальную схему теплообменника.
  2. Выводы.
  3. Ответить на контрольные вопросы:
  • какое устройство называется теплообменным аппаратом?
  • какие типы теплообменных аппаратов вы знаете?
  • схемы движения теплоносителей в теплообменных аппаратах?
  • какие уравнения положены в основу теплового расчета теплообменников?
  • какие процессы передачи теплоты происходят в рекуперативном теплообменнике «труба в трубе»?
  • в каком случае можно рассчитывать коэффициент теплопередачи по формулам плоской пластины?
В корзину – 300 RUB