27 Теплообменные аппараты
27.81 В теплообменном аппарате температура первичного теплоносителя на входе 115ºС, а на выходе 80ºС, температуры вторичного теплоносителя соответственно 15ºС и 70ºС. Определить средний температурный напор при прямотоке и противотоке.
27.82 В испарителе кипит вода при давлении р2=1 бар. Греющий пар при давлении р1=20 бар конденсируется и удаляется при температуре насыщения. Расход воды G2=0,2 кг/c. Определить расход греющего пара.
Задачник: Бухмиров В.В. Теоретические основы теплотехники ИГЭУ 2013.pdf
27.83 В рекуперативном теплообменнике жидкость нагревается насыщенным паром (при p=const) от начальной температуры t′ж до конечной t″ж. Во сколько раз изменится тепловая мощность теплообменника, если разность температур жидкости и пара на входе в теплообменник (Δtб=t′ж-tн) уменьшиться в n раз?
Таблица 2 – Числовые данные к задачам контрольной работы №2
| Предпоследняя цифра шифра | n |
| 1 | 1,5 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
27.84 (Вариант 78) Определить поверхность F рекуперативного теплообменника типа «труба в трубе», в котором вода нагревается горячими газами. Расчет провести для прямоточной и противоточной схем движения сред. Привести график изменения температур движущихся сред для обеих схем. Определить также объемный расход газа V2, если известны начальные и конечные температуры сред tГ‘, tГ«, tВ‘ и tВ«. значение коэффициента теплопередачи k и массовый расход воды Мв. Исходные данные взять из таблиц 5 и 6.
Таблица 5
| Мв, кг/c | tГ', ºC | tВ', ºC | k, Вт/(м2·К) | tГ", ºC | tВ", ºC |
| 1,3 | 480 | 22 | 35 | 245 | 145 |
Теплоемкость воды принять равной 4,19 кДж/(кг·К), а среднюю объемную изобарную теплоемкость газов — 1,3 кДж/(кг·К).
Ответить на вопросы:
1.Какая схема теплообменника является наиболее эффективной и почему?
2.Какие основные преимущества и недостатки каждой из схем?
27.85 Определить площадь поверхности нагрева и число секций водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе» (рис. 12-3). Греющая вода движется по внутренней стальной трубе [λс = 45 Вт/(м·ºС)] диаметром d2/d1 = 35/32 мм и имеет температуру на входе tʹж1 = 95ºС. Расход греющей воды G1 = 2130 кг/ч.
Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от tʹж2 = 15ºС до tʺж2 = 45ºС. Внутренний диаметр внешней трубы D = 48 мм. Расход нагреваемой воды G2 = 3200 кг/ч. Длина одной секции теплообменника l = 1,9 м.
Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь.![Определить площадь поверхности нагрева и число секций водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе» (рис. 12-3). Греющая вода движется по внутренней стальной трубе [λс = 45 Вт/(м·ºС)] диаметром d2/d1 = 35/32 мм и имеет температуру на входе tʹж1 = 95ºС. Расход греющей воды G1 = 2130 кг/ч. Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от tʹж2 = 15ºС до tʺж2 = 45ºС. Внутренний диаметр внешней трубы D = 48 мм. Расход нагреваемой воды G2 = 3200 кг/ч. Длина одной секции теплообменника l = 1,9 м. Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь.](https://zadachi24.ru/wp-content/uploads/2019/06/thermo_27.85.png "Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Задача 12.12")
Ответ: F = 1,33 м², n = 7.
Учебник: Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче Москва «Энергия» 1980.pdf
![Определить площадь поверхности нагрева и число секций водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе» (рис. 12-3). Греющая вода движется по внутренней стальной трубе [λс = 45 Вт/(м·ºС)] диаметром d2/d1 = 35/32 мм и имеет температуру на входе tʹж1 = 95ºС. Расход греющей воды G1 = 2130 кг/ч. Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от tʹж2 = 15ºС до tʺж2 = 45ºС. Внутренний диаметр внешней трубы D = 48 мм. Расход нагреваемой воды G2 = 3200 кг/ч. Длина одной секции теплообменника l = 1,9 м. Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь](https://zadachi24.ru/wp-content/uploads/2019/06/thermo_27.85_page_1.jpg)
![Определить площадь поверхности нагрева и число секций водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе» (рис. 12-3). Греющая вода движется по внутренней стальной трубе [λс = 45 Вт/(м·ºС)] диаметром d2/d1 = 35/32 мм и имеет температуру на входе tʹж1 = 95ºС. Расход греющей воды G1 = 2130 кг/ч. Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от tʹж2 = 15ºС до tʺж2 = 45ºС. Внутренний диаметр внешней трубы D = 48 мм. Расход нагреваемой воды G2 = 3200 кг/ч. Длина одной секции теплообменника l = 1,9 м. Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь](https://zadachi24.ru/wp-content/uploads/2019/06/thermo_27.85_page_2.jpg)
![Определить площадь поверхности нагрева и число секций водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе» (рис. 12-3). Греющая вода движется по внутренней стальной трубе [λс = 45 Вт/(м·ºС)] диаметром d2/d1 = 35/32 мм и имеет температуру на входе tʹж1 = 95ºС. Расход греющей воды G1 = 2130 кг/ч. Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от tʹж2 = 15ºС до tʺж2 = 45ºС. Внутренний диаметр внешней трубы D = 48 мм. Расход нагреваемой воды G2 = 3200 кг/ч. Длина одной секции теплообменника l = 1,9 м. Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь](https://zadachi24.ru/wp-content/uploads/2019/06/thermo_27.85_page_3.jpg)
![Определить площадь поверхности нагрева и число секций водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе» (рис. 12-3). Греющая вода движется по внутренней стальной трубе [λс = 45 Вт/(м·ºС)] диаметром d2/d1 = 35/32 мм и имеет температуру на входе tʹж1 = 95ºС. Расход греющей воды G1 = 2130 кг/ч. Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от tʹж2 = 15ºС до tʺж2 = 45ºС. Внутренний диаметр внешней трубы D = 48 мм. Расход нагреваемой воды G2 = 3200 кг/ч. Длина одной секции теплообменника l = 1,9 м. Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь](https://zadachi24.ru/wp-content/uploads/2019/06/thermo_27.85_page_4.jpg)
![Определить площадь поверхности нагрева и число секций водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе» (рис. 12-3). Греющая вода движется по внутренней стальной трубе [λс = 45 Вт/(м·ºС)] диаметром d2/d1 = 35/32 мм и имеет температуру на входе tʹж1 = 95ºС. Расход греющей воды G1 = 2130 кг/ч. Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от tʹж2 = 15ºС до tʺж2 = 45ºС. Внутренний диаметр внешней трубы D = 48 мм. Расход нагреваемой воды G2 = 3200 кг/ч. Длина одной секции теплообменника l = 1,9 м. Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь](https://zadachi24.ru/wp-content/uploads/2019/06/thermo_27.85_page_5.jpg)
![Определить площадь поверхности нагрева и число секций водо-водяного теплообменника типа «труба в трубе» (рис. 12-3). Греющая вода движется по внутренней стальной трубе [λс = 45 Вт/(м·ºС)] диаметром d2/d1 = 35/32 мм и имеет температуру на входе tʹж1 = 95ºС. Расход греющей воды G1 = 2130 кг/ч. Нагреваемая вода движется противотоком по кольцевому каналу между трубами и нагревается от tʹж2 = 15ºС до tʺж2 = 45ºС. Внутренний диаметр внешней трубы D = 48 мм. Расход нагреваемой воды G2 = 3200 кг/ч. Длина одной секции теплообменника l = 1,9 м. Потерями теплоты через внешнюю поверхность теплообменника пренебречь](https://zadachi24.ru/wp-content/uploads/2019/06/thermo_27.85_page_6.jpg)
27.86 Определить расход греющего пара и требуемую площадь теплообменной поверхности пароводяного подогревателя для подогрева воды tʹω=10 ºС до t˝ω=80 ºС. Давление греющего пара р, степень сухости х. Поверхность нагрева теплообменника состоит из стальных труб: dн=30мм; dвн=24 мм; λ=50 Вт/(м·К). Коэффициент теплоотдачи от конденсирующегося пара к стене α1=6000 Вт/(м²·К), от стенки к воде α2=5500 Вт/(м²·К). Температуру конденсата на выходе из теплообменника принять равной температуре насыщения, соответствующей давлению р. Тепловыми потерями пренебречь.
Таблица 2 – Числовые данные к задача контрольной работы №2
| Предпоследняя цифра шифра | Gω, т/ч | р, МПа | х |
| 1 | 8 | 0,10 | 0,90 |
Варианты задачи: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0.
ВУЗ: МИИТ
27.87 Определить площадь поверхности нагрева рекуперативного теплообменника, среднюю разность температур теплоносителей, расходы и расходные теплоемкости обоих теплоносителей согласно условий, заданных в табл. 2.6 и табл. 2.7. Изобразить схематично график изменения температур теплоносителей вдоль поверхности нагрева теплообменника. Для перекрестного или сложного движения теплоносителей график изображается как для противотока. На схеме укажите значения температур теплоносителей на входе и выходе из теплообменника.
Исходные данные принять по табл. 2.6., 2.7 в соответствии с вариантом Вашего задания (последняя цифра зачетки).
Таблица 2.6 – Варианты к задаче 1-8
| Вариант | Движение теплоносителей | Теплоносители | Коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К) |
| 5 | Противоток | Насыщенный водяной пар - вода | 2000 |
Таблица 2.6 – Варианты к задаче 1-8
| Q, МВт | G1, кг/c | G2, кг/c | t'1, ºC | t″1, ºC | t'2, ºC | t″2, ºC | рн, бар |
| 6 | 30 | 160 | 10 |
27.88 Определить поверхность нагрева противоточного теплообменника для нагревания m, кг воды в интервале температур от t1=20 ºC до t2=90 ºC. Температура греющего теплоносителя tʹ1 и tʹ2, ºС, коэффициент теплопередачи в теплообменнике К, Вт/(м²·К), теплоемкость воды ср=4190 Дж/(кг·К).
Таблица исходных данных для решения задачи №4
| Номер варианта | m, кг | К, Вт/(м2·К) | tʹ1, ºС | tʹ2, ºС |
| 2 | 10000 | 300 | 400 | 200 |
27.89 В холодильной установке необходимо охлаждать жидкость, расход которой G1=(275-2·8)=259 кг/ч, от tʹ1=120 ºC до t»1=50 ºС. Теплоемкость жидкости ср1=3,05 кДж/(кг·К). Для охлаждения используется вода с начальной температурой tʹ2=10 ºC. Расход охлаждающей воды G2=(1100+3·8)=1124 кг/ч, теплоемкость ср2=4,19 кДж/(кг·К). Определить поверхность теплообмена при прямотоке и противотоке, если К=1000 Вт/(м²·К). Сравнить полученные значения.
27.90 (Вариант 03) Определите поверхность нагрева стального рекуперативного газовоздушного теплообменника (толщина стенок δс=3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей (рис. 2.5).
Объемный расход топочных газов при нормальных условиях Vн, м3/ч, средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α1, Вт/(м2·К), от поверхности нагрева к воде α2=500 Вт/(м2·К), коэффициент теплопроводности материала стенки трубы (стали) λ=50 Вт/(м·К), начальные и конечные температуры газа и воды равны соответственно t1.н, t1.к, t2.н и t2.к ,°С, теплоемкость топочных газов сг=1,15 кДж/(кг·К), плотность ρг=1,23 кг/м3. Определите также расход воды G, кг/ч через теплообменник. Изобразите график изменения температур теплоносителей для обеих схем. Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.8.
Таблица 2.8
| Vн·10-3, м3/ч | α1, Вт/(м2·К) | t1.н, °С | t1.к, °С | t2.н, °С | t2.к, °С |
| 15 | 70 | 440 | 210 | 25 | 105 |
ВУЗ: РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева
Все задачи из: Рудобашта С.П. Бабичева Е.Л. Теплотехника РГАУ-МСХА Москва
