Создан заказ №3610446
3 февраля 2019
Определить площадь поверхности нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника
Как заказчик описал требования к работе:
Всего 6 задач. В каждой задаче нужно выбрать вариант задания 9. Контрольную необходимо выполнить по требованиям, указанным в методичке.
Фрагмент выполненной работы:
Определить площадь поверхности нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника, работающего по противоточной схеме. Греющий теплоноситель – дымовые газы с начальной температурой tг’ и конечной tг. Расход воды через теплообменник — Gв, начальная температура воды – tв’, конечная – tв. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы - г и от стенки трубы к воде в. Теплообменник выполнен из стальных труб с внутренним диаметром d = 50 мм и толщиной стенки = 1 мм. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Коэффициент теплопроводности стали = 62 Вт/(мК). Стенку считать чистой с обеих сторон. Данные для расчетов взять из таблицы 3.4.
Определить также поверхности теплообмена при выполнении теплообменника по прямоточной схеме и при 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.
Исходные данные:
Сумма двух последних цифр шифра αг, Вт/(м2·К) αв, Вт/(м2·К) Gв,
кг/ч t'в, ˚C t”в, ˚C t'г, ˚C t”г, ˚C
9 44 680 1950 15 118 690 490
Решение:
1. Определим коэффициент теплопередачи от газов к воде К.
Для заданного диаметра труб и толщины стенки трубы можно считать тонкостенными и при решении задачи можно условно считать стенку плоской, так как:
d2d1=d1+2δстd1=5250=1,04<2
Используем формулы для теплопередачи через плоскую стенку.
1K=1α1+δстλст+1α2 (1)
1 = 1 + 0,001 + 1 = 0,02421 м2·К /Вт
К
44
62
44
Коэффициент теплопередачи от воздуха к воде
К = 1 = 41,3 Вт/(м2·К)
0,02421
2. Для решения задачи воспользуемся уравнением теплового баланса теплообменника.
Для решения задачи используем уравнение теплового баланса.
KF∆Tсл=GвCвt2"-t2' (1)
где K – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К);
F - поверхность теплообмена, м2;
ΔТс.л − среднелогарифмический температурный напор в теплообменнике, К;
Cв − объемная изобарная теплоемкость воды Дж/( кг·К);
t’2 – температура воды на входе теплообменника , ℃;
t"2 – температура на выходе теплообменника, ℃.
Выражая F из уравнения (1) получим по соотношение:
F=Gв∙Cвt2"-t2'К∙∆Тсл (2)
Теплоемкость воды можно принять постоянной:
Cв=4200 Дж/(кг∙К)
Средний логарифмический температурный напор можно вычислить по формуле:
∆Tсл=∆tвх-∆tвыхln∆tвх∆tвых (3)
Средний логарифмический температурный напор в теплообменнике зависит от схемы движения теплоносителей. Рассмотрим каждую из схем в отдельности.
а) Прямоточная схема теплообмена.
Изображаем график изменения температур теплоносителей.
Рис. 4.1. График изменения температур теплоносителей при прямоточной схеме теплообмена. Индекс 1 отнесен к горячим газам, индекс 2 к воздуху.
Разность температур между теплоносителями на входе:
∆tвх = t’1 – t’2 = 690 – 15 = 675 ˚C
Разность температур между теплоносителями на выходе:
∆tвых = t"1 – t"2 = 490 – 118 = 372 ˚C
Средний логарифмический напор по (3):
ΔТс.л = 675 – 372 = 508,5 ˚C
ℓn 675
372
Охлаждающая поверхность по (2):
Fпрям = 1950 ∙ 4200 ∙( 118 – 15 ) = 11,2 м2
41,3 ∙ 508,5
б) Противоточная схема теплообмена.
Изображаем график изменения температур теплоносителей.
Рис. 4.2. График изменения температур теплоносителей при противоточной схеме теплообмена. Индекс 1 отнесен к горячим газам, индекс 2 к воздуху.
Разность температур между теплоносителями на входе:
∆tвх = t’1 – t’2 = 490 – 15 = 475 ˚C
Разность температур между теплоносителями на выходе:
∆tвых = t"1 – t"2 = 690 – 118 = 572 ˚C
Средний логарифмический напор по (3):
ΔТс.л = 475 – 572 = 522,0 ˚C
ℓn 475
572
Охлаждающая поверхность по (2):
Fпрот = 1950 ∙ 4200 ∙( 118 – 15 ) = 10,9 м2
41,3 ∙ 522,0
Из рисунка видно, что при противоточной схеме перепад температур выше по всей длине теплообменника, поэтому противоточная схема эффективнее. Это же видно из расчетов, поскольку потребная площадь противоточного теплообменника при прочих равных условиях меньше, чем прямоточного. что приводит к экономии материала. Кроме того, меньший расход теплоносителя позволяет снизить затраты и повысить эксплуатационные характеристики теплообменника.
Ответ: Fпрям = 11,2 м2; Fпрот = 10,9 м2
Контрольный вопрос. Объясните физический смысл коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи. От каких факторов зависит их величина?
Коэффициент теплоотдачи α, Вт/(м2К), – это коэффициент пропорциональности в законе Ньютона, характеризующий интенсивность теплоотдачи...Посмотреть предложения по расчету стоимости
Заказчик
заплатил
заплатил
200 ₽
Заказчик не использовал рассрочку
Гарантия сервиса
Автор24
Автор24
20 дней
Заказчик принял работу без использования гарантии
4 февраля 2019
Заказ завершен, заказчик получил финальный файл с работой
5
Определить площадь поверхности нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника.docx
2019-02-25 14:46
Последний отзыв студента о бирже Автор24
Общая оценка
5
Положительно
отличный автор, всегда был на связи, и неоднократно помогал поправить работу по замечаниям преподавателя, спасибо большое за работу)
Хочешь такую же работу?
300 ₽
