27 Теплообменные аппараты
27.61 (Вариант 62) Определить площадь поверхности нагрева кожухотрубного пароводяного теплообменника, работающего по противоточной схеме. Греющий теплоноситель — сухой насыщенный пар; расход воды через бойлер М, кг/c, температура воды на входе t′, на выходе t″. Температура греющего теплоносителя постоянна и равна tн (tн — температура насыщения при рн); поверхность теплообмена выполнена из латунных труб с внутренним диаметром d, мм и толщиной стенки 2 мм. Дано численное значение: λл=100 Вт/(м·К) — коэффициент теплопроводности латуни. Принять коэффициенты теплоотдачи: пара к наружной поверхности труб α1; внутренней поверхности труб к воде α2. Теплоемкость воды считать постоянной и равной 4,19 кДж/(кг·К). Остальные данные для расчета приведены в таблице 5.5.
Таблица 5.5 — Варианты заданий к задаче 5
| М, кг/с | рн, бар | t′, ºC | t″, ºC | d, мм | α1, Вт/(м2·К) | α2, Вт/(м2·К) |
| 0,9 | 4,2 | 24 | 142 | 25 | 9840 | 7560 |
Все задачи из: Трофимов М. А. Теплотехника Костромская ГСХА 2015
27.62 (Вариант 72) Выполнить тепловой расчет пароводяного трубчатого теплообменника, предназначенного для нагрева G1 т/ч воды от t′1=10 ºC до t″1. Вода движется внутри латунных трубок диаметром dн/dвн=17/14 мм. Греющий теплоноситель – сухой насыщенный пар давлением рн.п, МПа. Скорость движения воды принять W=12,5 м/c. Схема теплообменника представлена на рис. 7.
Данные для решения задачи выбираются из табл. 12.
Таблица 12 – Исходные данные к задаче 2.5
| G1, т/ч | рн.п, МПа | t″1, ºC |
| 55 | 0,147 | 95 |
27.63 В противоточном водяном маслоохладителе двигателя внутреннего сгорания масло охлаждается от 65 до 55 ºС. Температура охлаждающей воды на входе и выходе соответственно равны t′ω, t″ω. Расход масла Gм=0,8 кг/c. Определить необходимую поверхность теплообмена и расход охлаждающей воды, если коэффициент теплопередачи k, а теплоемкость масла см=2,45 кДж/(кг·К).
Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | t′ω, ºC | t″ω, ºC | k, Вт/(м2·К) |
| 1 | 14 | 21 | 220 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
27.64 (Вариант 31) В теплообменнике G, кг/c воды нагревается от температуры t′2 до температуры t″2 горячими газами, которые при этом охлаждаются от температуры t′1 до температуры t″1.
Определить поверхность теплообменника при включении его по схеме прямотока и противотока, если коэффициент теплопередачи составляет K.
Изобразить характер изменения температур теплоносителей при прямотоке и противотоке.
Данные для расчета выбрать из табл. 1.
Таблица 1
| t′1, ºC | t″1, ºC | t′2, ºC | t″2, ºC | G, кг/c | К, Вт/(м2·К) |
| 320 | 180 | 20 | 90 | 1,5 | 36 |
27.65 Определить поверхность нагрева трубчатого воздухонагревателя парового котла. Дымовые газы проходят внутри трубы и прогревают воздух, проходящий в межтрубном пространстве. Движение теплоносителей – противоток. Дымовые газы охлаждаются от t1=400 ºC до 150 ºC. Воздух нагревается от 20 ºC до 300 ºC. Давление воздуха и газа постоянные. Теплоемкость газа cр1=1,02 кДж/(кг·град), cр2=1,01 кДж/(кг·град). Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке α1=28 Вт/(м²·град), коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху α2=23 Вт/(м²·град). Массовый расход воздуха через теплообменник m2=20 кг/c. Определить расход газов через теплообменник.
27.66 Необходимо нагреть V воздуха (объем при нормальных физических условиях) от t3 до t4. Принять коэффициент теплопередачи K, теплоемкость воздуха постоянная. Теплоносителем являются дымовые газы с начальной температурой t1 и конечной t2. Определить поверхность нагрева рекуперативного теплообменника при прямоточном и противоточном движении теплоносителей и объемный расход дымовых газов. Теплоемкость воздуха считать постоянной, дымовых газов определить по справочным данным.
Таблица 1 – Исходные данные
| Вариант 1 | |||||
| t1, ºC | t2, ºC | V, м3/ч | t3, ºC | t4, ºC | К, Вт/(м2·К) |
| 600 | 200 | 10000 | 10 | 100 | 10 |
27.67 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.
Изобразить для обоих случаев графики изменения температуры теплоносителей от величины поверхности теплообмена.
Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из таблицы 4.
Таблица 4 — Исходные данные для решения задачи 4
| Вариант 00 | |||||
| Vн⸱10^-3, м³/час | k, Вт/(м²⸱К) | t’1, ºC | t”1, ºC | t’2, ºC | t”2, ºC |
| 1 | 18 | 600 | 400 | 20 | 300 |
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: КубГТУ
27.68 Определить требуемую площадь теплообменной поверхности охладителя наддувочного воздуха 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/c; коэффициент теплопередачи k=100 Вт/(м²·К). Схемы движения теплоносителей: а) противоточная; б) прямоточная.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | Gв, кг/c | t′ω, ºC |
| 1 | 1,1 | 38 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
27.69 Определить требуемые площади поверхностей прямоточного и противоточного теплообменников для охлаждения масла в количестве Gм=0,93 кг/c от t′м=65 ºС до t″м=55 ºС. Расход охлаждающей воды Gω=0,55 кг/c, а ее температура на входе теплообменника t′ω. Расчетный коэффициент теплопередачи k. Теплоемкость масла см=2,5 кДж/(кг·К). Теплоемкость воды сω=4,19 кДж/(кг·К). Изобразить графики изменения температур воды и масла в теплообменнике.
Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы
| Предпоследняя цифра шифра | t′ω, ºC | k1, Вт/(м2·К) |
| 1 | 20 | 170 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: СамГУПС
Все задачи из: Волов В.Т. Термодинамика и теплопередача СамГУПС 2012
27.70 В паровом подогревателе вода нагревается от температуры t′ до температуры t″.
Определить поверхность нагрева подогревателя и расход пара для противоточной схемы движения теплоносителей, если:
— давление пара p, степень сухости его x;
— температура конденсата tк;
— производительность аппарата по воде m;
— коэффициент теплоотдачи со стороны пара α1, со стороны воды α2.
Толщина стальной стенки теплообменника 3 мм. Стенка покрыта слоем накипи толщиной 0,5 мм.
Коэффициент полезного использования теплоты ηm.
Теплоёмкость воды: сВ=4,19 кДж/(кг·К).
Коэффициенты теплопроводности:
стали λСТ=45 Вт/(м·К), накипи λН=1,75 Вт/(м·К).
Таблица к задаче А-5
| Вариант | р, МПа | х | tк, ºС | m, кг/c |
| 00 | 0,2 | 0,92 | 100 | 7 |
Продолжение таблицы к задаче А-5
| t’, ºС | t», ºС | α1, кВт/(м²⸱К) | α2, кВт/(м²⸱К) | ηm |
| 5 | 65 | 3,1 | 1,5 | 0,94 |
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: КемТИПП
Все задачи из: Архипова Л.М. Теплотехника КемТИПП Кемерово 2014
