27 Теплообменные аппараты
27.1 Определить поверхность нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника, работающего по противоточной схеме. Греющий теплоноситель – дымовые газа 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 газа к стенке принять αг, от стенки трубы к воде αв. Теплообменник выполнен из стальных труб (коэффициент теплопроводности λ=50 Вт/(м·К) с наружным диаметром d=50 мм и толщиной стенки δ=4 мм). Определить также поверхность теплообменника по прямоточной схеме и сохранении остальных параметров неизменными. Для обеих схем движения (противоточной и прямоточной) показать графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена. Указать преимущества противоточной схемы.
Таблица 4.16 – Исходные данные
| Вариант 14 | ||||||
| Gв, кг/c | t′г, ºС | t″г, ºС | t′в, ºС | t″в, ºС | αг | αв |
| Вт/(м2·К) | ||||||
| 3,7 | 460 | 210 | 18 | 160 | 50 | 4500 |
ВУЗ: КемТИПП
Все задачи из: Третьякова Н.Г. Фукс Л.А. Теплотехника КемТИПП
27.2 На электростанции установлены три турбогенератора мощностью N = 50·10³ кВт каждый. Определить число часов использования установленной мощности и коэффициент резерва станции, если количество выработанной энергии за год Эвыргод = 788,4·106 кВт·ч и коэффициент нагрузки kн = 0,69.
Ответ: Ту = 5256 ч; kр = 1,15.
Учебник: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986.pdf
Все задачи из: Панкратов Г.П. Сборник задач по теплотехнике Москва 1986
27.3 В маслоохладителе температура масла понижается от t′1=59ºC до t″1=50ºC, а температура воды при этом повышается от t′2=9ºC до t″2=18ºC. Найти средний перепад температур при прямотоке.
27.5 Определить поверхность нагрева противоточного теплообменника типа «труба в трубе». По внутренней трубе движется греющая вода. Начальная температура воды t′1=90ºC, массовый расход G1=1,5 кг/c. Диаметр трубы d2/d1=40/37 мм, коэффициент теплопроводности ее стенки λ=50 Вт/(м·К). Нагреваемая вода движется внутри кольцевого канала между трубами. Внутренний диаметр внешней трубы D=60 мм. Расход нагреваемой воды G2=1,4 кг/c, ее температура на входе t′2=20ºC, на выходе t″2=70ºC.
27.4 В рекуперативном прямоточном теплообменнике температура греющего теплоносителя падает от t′1 = 100°C до t′′1, а температура нагреваемой среды повышается от t′2 = 20°С до t′′2. Расход греющего теплоносителя М1, его теплоемкость с = 4,2 кДж/(кг·К). Площадь поверхности теплообменника F = 15 м². Определить коэффициент теплопередачи теплообменника. Исходные данные взять в табл. 9.8.
Таблица.9.8 — Исходные данные
| Вариант | t′′1, ºС | t′′2, ºС | М1, кг/с |
| 0 | 40 | 26 | 0,5 |
Варианты задачи: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
ВУЗ: ДВГУПС
27.6 В противоточном водяном теплообменнике типа труба в трубе определить поверхность нагрева, если греющая вода поступает с температурой t′1=97 ºC и ее расход равен m1=1,3 кг/c. Греющая вода движется по внутренней стальной трубе с диаметром d2/d1=40/37 мм. Коэффициент теплопроводности стальной трубы λст=50 Вт/(м·К). Нагреваемая жидкость движется по кольцевому каналу между трубами и нагревается от температуры t′2=17 ºC до t″2=47 ºC. Внутренний диаметр внешней трубы 54 мм, расход нагреваемой жидкости m2=1,12 кг/c. Потерями в окружающую среду пренебречь.
27.7 Определить потребную поверхность рекуперативного теплообменника, в котором вода нагревается горячими газами. Расчет произвести для прямоточной и противоточной схем движения. Значения температур газа t′1 и t″1, воды t′2 и t″2, расхода воды M и коэффициента теплопередачи K выбрать из табл.3.
Таблица 3
| Вариант 65 | |||||
| t′1, ºС | t″1, ºС | t′2, ºС | t″2, ºС | М, кг/c | K, Вт/(м2·К) |
| 425 | 275 | 25 | 130 | 0,8 | 42 |
27.8 В рекуперативном прямоточном теплообменнике температура греющего и нагреваемого теплоносителей равна: а) на входе в теплообменник t′1=200 ºC, t′2=20 ºC; 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 2 – Числовые данные к задача контрольной работы №2
| Предпоследняя цифра шифра | t″1, ºC | t″2, ºC | G1, кг/c |
| 1 | 40 | 26 | 0,5 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
27.9 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 контрольной работы №2
| Предпоследняя цифра шифра | t″ω2, ºС |
| 1 | 60 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
27.10 (Вариант 07) Определить поверхность нагрева воздухоподогревателя парового котла при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход нагреваемого воздуха при нормальных условиях Vн, коэффициент теплопередачи от продуктов сгорания к воздуху k. Начальные и конечные температуры продуктов сгорания и воздуха соответственно t′1, t″1, t′2 и t″2. Изобразить графики изменения температур теплоносителей для обоих случаев.
Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл.4.20.
Таблица 4.20
| Vн·10-4, м3/ч | k, Вт/(м2·К) | t′1, ºC | t″1, ºC | t′2, ºC | t″2, ºC |
| 8 | 25 | 600 | 400 | 20 | 300 |
