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 Δt_б/Δt_м.

Таблица 1 – Исходные данные 

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 V_н, 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 

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 λ_ст=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 V_н, 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 

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 

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 — 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.

Таблица 5.1 — Исходные данные 

27.49 (Вариант 65) РАСЧЁТ РЕКУПЕРАТИВНОГО КОЖУХОТРУБЧАТОГО ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА

Таблица 1 – Исходные данные 

Продолжение таблицы 1 

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 с_р1 от температуры t₁ до температуры t₂. Для охлаждения используется вода с начальной температурой t_н, расходом q₂, кг/ч и теплоемкостью с_р2=4,19 кДж/(кг·К). Определить необходимую величину поверхности теплообмена при прямотоке S_прям или противотоке S_прот, если коэффициент теплопередачи от охлаждаемой жидкости к воде равен k.

Таблица 4 – Исходные данные к задаче 4 

Продолжение таблицы 4