27 Теплообменные аппараты

27.41 В теплообменном аппарате горячий поток охлаждается с 185ºС до 70ºС, холодный поток при этом нагревается от 10ºС до 55ºС. Определить среднюю логарифмическую разность температур, когда потоки движутся противоточно, прямоточно и перекрестно.


27.42 В пароводяном рекуперативном теплообменнике вода нагревается насыщенным паром. Расход воды Gω=1 кг/с. Определить коэффициент теплопередачи в теплообменнике, если его площадь теплообменной поверхности F, а отношение температурных напоров на входе и выходе Δtб/Δtм.

Таблица 1 – Исходные данные 

ВариантF, м2Δtб/Δtм
42,06


27.43 (Вариант 22) Определить поверхность нагрева рекуперативного газовоздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход нагреваемого воздуха при нормальных условиях Vн, средний коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху К, начальные и конечные температуры продуктов сгорания и воздуха соответственно равны t′1, t″1, t′2, t″2. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 5.

Таблица 7 — Исходные данные 

Vн, м3К, Вт/(м2·К)t′1, ºСt″1, ºСt′2, ºСt″2, ºС
30002065045025350


27.44 РАСЧЕТ ТЕПЛООБМЕННИКА ТИПА «ТРУБА В ТРУБЕ»

Произвести тепловой расчет водо — водяного теплообменника типа «труба в трубе». Определить площадь поверхности нагрева и число секций противоточного теплообменника при следующих условиях:

1) коэффициент теплопроводности стальной трубы λст=57 Вт/(м·ºС);

2) длина одной секции l=1,8 м;

3) температура греющей воды на входе t′ж1=95 ºС;

4) температура греющей воды на выходе t″ж1=55 ºС;

5) греющая вода движется по внутренней стальной трубе диаметром d2/d1=45/41 мм;

6) температура нагреваемой воды на входе t′ж2=12 ºС;

7) температура греющей воды на выходе t″ж2=40 ºС;

8) диаметр внешней трубы D2/D1=76/71 мм;

9) количество передаваемой теплоты Q=100 кВт.


27.45 (Вариант 10) Определить поверхность нагрева рекуперативного газовоздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход нагреваемого воздуха при нормальных условиях Vн, средний коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху k, начальные и конечные температуры продуктов сгорания и воздуха соответственно равны t′1, t″1,  t′2, t″2. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы.

Кроме того, изобразите графики изменения температур теплоносителей для обоих случаев. Определите объемный расход продуктов сгорания для вашего варианта задачи, приняв их объемную теплоемкость при постоянном давлении ср=1,5 кДж/(м³·К).

Таблица 5 — Исходные данные 

Vн·10-3 , м3/часk, Вт/(м2·К)t′1, ºСt″1, ºСt′2, ºСt″2, ºС
11860040020300


27.46 Жидкость, расход которой G1 и теплоемкость с1 = 3,05 кДж/(кг·К) охлаждается в холодильнике водой от температуры tʹ1 до температуры tʺ1 = 50ºС. Расход охлаждающей воды G2, теплоемкость с2 = 4,19 кДж/(кг·К). Температура воды, поступающей в холодильник tʹ2 = 10ºС. Определить площадь теплопередающей поверхности холодильника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если коэффициент теплопередачи k = 1 кВт/(м²·К).

Таблица – ЧИСЛОВЫЕ ДАННЫЕ к задачам контрольной работы №2

Предпоследняя цифра шифра G1, кг/c tʹ1, ºC G2, кг/c
0 0,16 190 0,54

Методические указания.pdf

ВУЗ: ОмГУПС


27.47 (Вариант 85) Определить поверхность рекуперативного теплообменника, в котором вода нагревается горячими газами. Расчет произвести для прямоточной и противоточной схем движения. Привести график изменения температур для обеих схем движения.  Значения температур газа t′1 и t″1, воды t′2 и t″2, расход воды G и коэффициента теплопередачи K выбрать из табл.22.

Изобразить схему паросиловой установки и дать ее краткое описание. Объяснить, как влияют начальные и конечные параметры пара на КПД цикла Ренкина, а также на степень сухости пара в конце расширения x2. Указать, каковы минимально допустимые значения x2 и почему?

Таблица 22 – Исходные данные 

t′1t″1t′2t″2G, кг/cК, Вт/(м2·К)
ºС
425275251300,646


27.48 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=50 мм и толщиной стенки δ=4 мм. Коэффициент теплопроводности стали λ=62 Вт/(м·К). Стенку считать чистой с обеих сторон.

Таблица 5.1 — Исходные данные 

t′г, ºСt″г, ºСGв, т/часt′в, ºСt″в, ºСαг, Вт/(м2·К)αв, Вт/(м2·К)
73568710,912651291953


27.49 (Вариант 65) РАСЧЁТ РЕКУПЕРАТИВНОГО КОЖУХОТРУБЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА

Таблица 1 – Исходные данные 

Материал трубок
теплообменника
λ, Вт/(м·К)[σ]p, МПаср, кДж/(кг·К)
Сталь (углерод С=0,5 %)53,64300,465

Продолжение таблицы 1 

Q, МВтt′1, ºСt″1, ºСt′2, ºСt″2, ºССхема движения
(рис. 1…10)
7,11809320806

РАСЧЁТ РЕКУПЕРАТИВНОГО КОЖУХОТРУБЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА

Рис 6 ТОА, сблокированный из четырёх двухходовых ТОА с перекрёстно-продольным смешанным движением (током) теплоносителей


27.50 (Вариант 52) В теплообменном аппарате рекуперативного типа охлаждается q1, кг/ч жидкости теплоемкостью ср1 от температуры t1 до температуры t2. Для охлаждения используется вода с начальной температурой tн, расходом q2, кг/ч и теплоемкостью ср2=4,19 кДж/(кг·К). Определить необходимую величину поверхности теплообмена при прямотоке Sпрям или противотоке Sпрот, если коэффициент теплопередачи от охлаждаемой жидкости к воде равен k.

Таблица 4 – Исходные данные к задаче 4 

q1, кг/чср1, кДж/(кг·К)t1, ºСt2, ºС
1503,309030

Продолжение таблицы 4 

Движение
теплоносителей
tн, ºСq2, кг/чk, Вт/(м2·К)
Противоток1010001100