27 Теплообменные аппараты

27.31 (Вариант 21) Определить поверхность теплообмена рекуперативного теплообменника, в котором вода нагревается горячими газами. Расчет произвести для прямоточной и противоточной схем движения. Привести графики изменения температур для обеих 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 таблиц 5, 6.

Ответить на вопросы: Какая из схем теплообменников (прямоточная или противоточная) имеет большую эффективность и почему? С какой стороны стенки необходимо ставить ребра, чтобы заметно увеличить теплоотдачу?

Таблица 5 – Исходные данные

t′₁, ºС	t″₁, ºС	t′₂, ºС	t″₂, ºС	М, кг/c	К, Вт/(м²·К)
325	175	15	90	1,2	34

27.32 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 G_в=0,1 кг/c, а коэффициент теплопередачи равен k=39 Вт/(м²·К).

27.33 Определить поверхность теплообмена подогревателя питательной воды и расход греющего пара, если расход питательной воды М кг/ч, ее температура на входе и выходе из подогревателя соответственно равна t_вх и t_вых, параметры греющего пара р бар, t_п ºС, коэффициент теплопередачи К Вт/(м²·К). Температурный напор между греющим и нагреваемым агентом определять по формуле среднелогарифмической разности температур, а температуру греющего пара и его конденсата принимать по температуре насыщения. Потерями тепла в окружающую среду можно пренебречь. Решение производить в системе СИ.

Исходные данные берутся из табл.5.

Таблица 5 — Исходные данные

Вариант 3
М, кг/ч	t_вх, ºС	t_вых, ºС	р, бар	t_п, ºС	К, Вт/(м²·К)
48000	60	90	0,9	Насыщ.	150

27.34 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 G_в;

— температура охлаждающей воды на входе в охладитель t′_ω;

— расход охлаждающей воды G_ω=1,25 кг/c;

— коэффициент теплопередачи k=100 Вт/(м²·К).

Схемы движения теплоносителей:

а) противоточная;

б) прямоточная.

Таблица 2 – Числовые данные к задача контрольной работы №2

Предпоследняя цифра шифра	G_в, кг/c	t′_ω, ºС
1	1,1	38

Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.

Методические указания.pdf

ВУЗ: МИИТ

Все задачи из: Аксенов К.Ф. Сорокин В.С. Теплотехника Тепловозы и тепловозное хозяйство Часть 1

27.35 (Вариант 95) Определить:

поверхность нагрева воздухоподогревателя, обогреваемого дымовыми газами, при противоточном движении газов и воздуха в нем;

температуру воздуха, поступающего в воздухоподогреватель принять 25 ºС.

Решить задачу с теми же параметрами, но движение теплоносителей принять при прямотоке.

Таблица 3 – Исходные данные

L, м³/ч	К, Вт/(м²·ºС)	t″_в, ºС	t′_г, ºС	t″_г, ºС
60000	23	150	520	250

27.36 Определить потребную 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, расхода воды G и коэффициента теплопередачи K выбрать из табл.№2.4.

Таблица 2.4 – Исходные данные

Вариант 02
t′₁, ºС	t″₁, ºС	t′₂, ºС	t″₂, ºС	G, кг/c	К, Вт/(м²·К)
350	200	20	100	1,4	30

ВУЗ: ПсковГУ

Все задачи из: Основы гидравлики и теплотехники ПсковГУ 2019

27.37 Определить поверхность нагрева противоточного подогревателя молока, а также расход греющей воды, если заданы:

— температура молока на входе в подогреватель t′₂;

— температура молока на выходе из подогревателя — t″₂;

— температуры греющей воды на входе и выходе — соответственно t′₁ и t″₁;

— производительность аппарата по молоку – m;

— коэффициенты теплоотдачи: со стороны молока α₂; со стороны воды α₁.

— коэффициент полезного использования тепла η_m.

Толщина стальной стенки теплообменника 3,5 мм. Стенка покрыта слоем накипи толщиной 1,0 мм. Теплоёмкость воды: с_в=4,19 кДж/(кг·К), теплоемкость молока: с_м=3,6 кДж/(кг·К). Коэффициенты теплопроводности: нержавеющей стали — λ_ст=18 Вт/(м·К), накипи — λ_н=1,75 Вт/(м·К). Данные для решения приведены в таблице 16.

Таблица 16

Вариант 00
t’₁, ºС	t”₁, ºС	m, кг/c	t’₂, ºС
98	70	1,4	5
t”₂, ºС	α₁, кВт/(м²⸱К)	α₂, кВт/(м²⸱К)	η_m
50	2,5	2	0,78

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.pdf

ВУЗ: КемТИПП

Все задачи из: Архипова Л.М. Теплотехника КемТИПП Кемерово 2014

27.38 (Вариант 13) Тепло отработанного воздуха после сушильной установки утилизируется и направляется в противоточный рекуперативный теплообменник для подогрева воды на нужды водяного отопления производственных цехов. Определить годовое количество сэкономленного тепла (ГДж/год) и его стоимость. Найти также поверхность нагрева теплообменника, если: производительность установки по испаренной влаге m, температура холодного воздуха перед сушилкой t_A, относительная влажность φ_A, температура воздуха после калорифера t_B, температура отработавшего воздуха после сушилки (на входе в теплообменник) t_C, температура отработавшего воздуха после теплообменника t_Д, температура воды: на входе в теплообменник t, на выходе из теплообменника t, коэффициент теплопередачи теплообменника k, коэффициент использования тепла в теплообменнике η_m. Стоимость тепла принять равной 200 руб/ГДж, а число часов работы сушилки за год τ=4500 час. Изобразить процесс в h-d диаграмме.

Таблица к задаче Б – 6

t_A, ºС	φ_A, %	t_С, ºС	t_Д, ºС
3	85	95	50

Продолжение таблицы к задаче Б – 5

t_B, ºС	t, ºС	m, кг/ч	к, кВт/(м²·К)	η_m
180	40	1050	1,7	0,95

Методические указания.pdf

27.39 Определить потребную поверхность рекуперативного теплообменника, в котором вода нагревается горячими газами. Расчет произвести для прямоточной и противоточной схемы. Значения температур газа t′₁ и t″₁, воды t′₂ и t″₂, расхода воды M и коэффициента теплопередачи K выбрать из табл. 29.

Таблица 29

Вариант

t′₁,

ºС

t″₁,

ºС

t′₂,

ºС

t″₂,

ºС

М,

кг/с

К,

Вт/(м²·К)

300

150

1,4

Какая из схем теплообменников (прямоточная или противоточная) имеет меньшую поверхность и почему? С какой стороны стенки необходимо ставить ребра, чтобы заметно увеличить теплопередачу?

Методические указания.pdf

ВУЗ: ТОГУ

Все задачи из: Псаров С.А. Термодинамика и теплопередача Хабаровск ТОГУ 2008-2013

27.40 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 — G_в, начальная температура воды — t′_в, конечная — t″_в. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы — α_г и от стенки трубы к воде — α_в. 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.

Определить также площадь поверхности теплообмена при выполнении теплообменника по прямоточной схеме и 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 (рис. 9).

Контрольный вопрос. Объясните физический смысл коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи. От каких факторов зависит их величина?

Таблица 1 — Исходные данные

Вариант 48
G_в, кг/c	t′_в, ºС	t″_в, ºС	t′_г, ºС	t″_г, ºС	α_г	α_в
					Вт/(м²·К)
3,4	10	180	480	225	42	5300

« 1 2 3 4 5 6 … 12 »