27 Теплообменные аппараты
27.101 Теплоэлектроцентраль израсходовала ВТЭЦ = 78·106 кг/год топлива, выработав при этом электрической энергии Эвыр = 54·1010 кДж/год и отпустив теплоты внешним потребителям Qотп = 3,36·1011 кДж/год. Определить удельные расходы условного топлива на выработку 1 МДж электроэнергии и 1 МДж теплоты, если тепловой эквивалент сжигаемого на ТЭЦ топлива Э = 0,9 и к.п.д. котельной установки ηк.у = 0,89.
Ответ: bуЭТЭЦ = 0,106 кг/МДж, bуQТЭЦ = 0,038 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
27.102 Определить расход греющего пара и требуемую площадь теплообменной поверхности пароводяного подогревателя для подогрева Gω воды tʹω=10 ºС до t˝ω=80 ºС. Давление греющего пара р, степень сухости х. Поверхность нагрева теплообменника состоит из стальных труб: dн=30мм; dвн=24 мм; λ=50 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стене α1=6000 Вт/(м²·К), от стенки к воде α2=5500 Вт/(м²·К). Температуру конденсата на выходе из теплообменника принять равной температуре насыщения, соответствующей давлению р. Тепловыми потерями пренебречь.
Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача
| Предпоследняя цифра
учебного шифра |
Gω, т/ч | р, МПа | х |
| 1 | 8 | 0,1 | 0,9 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: ТОГУ
Все задачи из: Гидравлика и теплотехника ТОГУ Хабаровск 2020
27.103 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 t′ω;
температура масла на входе в холодильник t′м = 85 ºС;
коэффициент теплопередачи k;
удельная теплоемкость масла см = 2,2 кДж/(кг·К).
Схема движения теплоносителей противоточная.
Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача
| Предпоследняя цифра учебного шифра | t’ω, °С | k, кВт/(м²⸱К) |
| 1 | 66 | 1 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: ТОГУ
Все задачи из: Гидравлика и теплотехника ТОГУ Хабаровск 2020
27.104 Определить требуемую площадь теплообменной поверхности охладителя надувочного дизеля на основании следующих данных:
— температура воздуха на входе в охладитель t′в = 115 ºС;
— температура воздуха на выходе из охладителя t″в = 65 ºС;
— расход воздуха Gв;
— температура охлаждающей воды на входе в охладитель t′ω;
— расход охлаждающей воды Gω = 1,25 кг/с;
— коэффициент теплопередачи k = 100 Вт/(м²·К).
Схемы движения теплоносителей:
а) противоточная;
б) прямоточная.
Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача
| Предпоследняя цифра учебного шифра | Gв, кг/с | t’ω, °С |
| 1 | 1,1 | 38 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: ТОГУ
Все задачи из: Гидравлика и теплотехника ТОГУ Хабаровск 2020
27.105 В рекуперативном прямоточном теплообменнике температура греющего и нагреваемого теплоносителей равна:
а) на входе в теплообменник t′1 = 200 ºС, t′2 = 20 ºС;
б) на выходе из теплообменника t″1, t″2.
Расход греющего теплоносителя G1, теплоемкость с1 = 4,2 кДж/(кг·К). Площадь теплообменной поверхности теплообменника F = 25 м². Определить средний коэффициент теплопередачи k при заданной схеме движения теплоносителей. На сколько процентов увеличится количество передаваемого тепла, если при неизменных температурах теплоносителей на входе в теплообменник его площадь поверхности теплообмена будет в два раза больше, т.е. 50 м²? Значение коэффициента теплопередачи считать неизменным.
Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача
| Предпоследняя цифра
учебного шифра |
t»1, °С | t»2, °С | G1, кг/c |
| 1 | 40 | 26 | 0,5 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: ТОГУ
Все задачи из: Гидравлика и теплотехника ТОГУ Хабаровск 2020
27.106 В трубчатом калорифере воздух нагревается насыщенным водяным паром давлением р=0,1 МПа. Температура воздуха на входе t′в=20 ºС. Площадь теплообменной поверхности F=1 м². Определить температуру воздуха на выходе из калорифера t″в, если его расход составляет Gв=0,1 кг/c, а коэффициент теплопередачи равен k=39 Вт/(м²·К)
Таблица 1 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача
| Предпоследняя цифра учебного шифра | k, Вт/(м²⸱К) |
| 1 | 31 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: ТОГУ
Все задачи из: Гидравлика и теплотехника ТОГУ Хабаровск 2020
27.107 В пароводяном теплообменнике вода нагревается насыщенным паром (при р=0,6 МПа) от температуры t′ω=20 ºC до t″ω1=50 ºC. В результате интенсификации теплообмена температура подогрева воды повысилась до t″ω2 при неизменном расходе G=1 кг/c. Определить, во сколько раз увеличился коэффициент теплопередачи.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам 2.1. Теплопередача
| Предпоследняя цифра учебного шифра | t»ω2, °С |
| 1 | 60 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: ТОГУ
Все задачи из: Гидравлика и теплотехника ТОГУ Хабаровск 2020
27.108 Определить требуемые площади поверхностей прямоточного и противоточного теплообменников для охлаждения масла в количестве G1 = 0,93 кг/с от температуры tʹ1 = 65ºС до tʺ1 = 55ºС. Расход охлаждающей воды G2 = 0,55 кг/с, а ее температура на входе в теплообменник tʹ2. Расчетный коэффициент теплопередачи k. Теплоемкость масла с1 = 2,5 кДж/(кг·К). Теплоемкость воды с2 = 4,19 кДж/(кг·К). Изобразить графики изменения температур воды и масла в теплообменнике.
Таблица – ЧИСЛОВЫЕ ДАННЫЕ к задачам контрольной работы №2
| Предпоследняя цифра шифра | tʹ2,ºС | k, Вт/(м²·К) |
| 0 | 35 | 240 |
Все задачи из: Жданов Н.В. Термодинамика и теплопередача. ОмГУПС Омск 2013
27.109 Городской молочный завод для нужд горячего водоснабжения и водяного отопления в качестве греющего теплоносителя использует перегретую теплофикационную воду, полученную от ТЭЦ (рис. 4). Определить:
— тепловую мощность системы отопления Qот;
— количество нагреваемой воды для системы горячего водоснабжения Мгв;
— площади поверхностей нагрева водоподогревателей системы водяного отопления Fот и горячего водоснабжения Fгв,
Построить совмещенный температурный график водоподогревателей в координатах tF.
Обосновать преимущества противоточной схемы движения теплоносителей в водоподогревателе.
Исходные данные (приведены в табл. 13 и 14):
- расход перегретой теплофикационной воды от ТЭЦ М1;
- коэффициенты теплопередачи водоподогревателей системы отопления Кот и системы горячего водоснабжения Кгв;
- коэффициенты полезного использования теплоты в водоподогревателях системы отопления ηот и горячего водоснабжения ηгв.
- tпр и tобр – температуры «прямой» и «обратной» воды системы водяного отопления;
- tхв и tгв – температуры холодной и горячей воды;
- tʹТЭЦ и t»ТЭЦ – температуры теплофикационной воды, получаемой от ТЭЦ и возвращаемой на ТЭЦ;
- tпрТЭЦ – промежуточная температура теплофикационной воды после водоподогревателя системы отопления.
Таблица 13
| Последняя цифра | tʹТЭЦ, ºС | tʺТЭЦ, ºС | tпр, ºС | tобр, ºС | tхв, ºС | tгв, ºС |
| 0 | 145 | 52 | 110 | 57 | 10 | 66 |
Таблица 14
| Предпоследняя цифра | М1, т/ч | Кот, кВт/(м²·К) | Кгв, кВт/(м²·К) | ηот | ηгв |
| 0 | 42 | 1,15 | 0,92 | 0,91 | 0,93 |
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.
ВУЗ: МГУПП
27.110 Определение поверхности нагрева рекуперативного воздушного теплообменника
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 Qвозд, средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α1, от поверхности нагрева к воде α2, Вт/(м⸱°С), начальные и конечные температуры воздуха и воды соответственно равны t’1, t»1, t’2, t»2. Определить также расход воды Qвод, через теплообменник. Изобразить график изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их условных эквивалентов.
Таблица 6
| Вариант | Qвозд, м³/c | t′1, ºC | t″1, ºC | α1, Вт/(м²⸱°С) | t′2, ºC | t″2, ºC | α2, кВт/(м²⸱°С) |
| 00 | 20 | 400 | 160 | 10 | 30 | 140 | 3 |
Решить задачу и ответить письменно на следующие вопросы:
- Какие виды теплообменных аппаратов вы знаете?
- Какие основные уравнения используются при расчете теплообменных аппаратов?
- Как определяются средне арифметический и средне логарифмический температурный напор?
- Какие преимущества имеет противоточная схема теплообменника перед прямоточной? В каких случаях эти схемы эквивалентны?
- Где применяют рекуперативные теплообменники?
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.
ВУЗ: ТГАСУ
