Определить необходимую площадь поверхности нагрева теплообменного аппарата типа водовоздушного рекуператора для обеспечения степени утилизации теплоты сточных вод, равной 0,8. Сточная вода используется для предварительного нагревания дутьевого

Добавлена: 12.04.2026
Обновлена: 12.04.2026
Предмет: Теплоэнергетика и теплотехника
Автор: Кэмп

#Тепловые схемы и энергетические балансы
#Теплообменные устройства

Условие:

Определить необходимую площадь поверхности нагрева теплообменного аппарата типа водовоздушного рекуператора для обеспечения степени утилизации теплоты сточных вод, равной 0,8. Сточная вода используется для предварительного нагревания дутьевого (приточного) воздуха. Поверхность нагрева выполнена в виде коридорного пучка оребренных труб. Наружный диаметр труб d = 10 мм; толщина стенки трубы δ = 2 мм; рабочая длина L = 5,2 м; диаметр круглых ребер D = 20 мм; толщина ребра δP = 0,4 мм; степень оребрения ψ = 8,3; гидравлический диаметр dЭ = 4,8 мм. Теплопроводность материала ребра λ = 115 Вт/м К. Вода движется по трубам, воздух – в межтрубном пространстве. Число ходов греющего теплоносителя z = 4. Термическим сопротивлением стенки и гидравлическим сопротивлением при повороте воды в трубах пренебречь. Мощность, затрачиваемая на прокачку воды по трубам, не должна превышать 50 Вт. Скорость воздуха принять равной 4 м/с. Начальную температура воды\nt2’ = 50°C, воздуха t1’= 5°C; расход воды G2 = 0,60 кг/с, воздуха G1 = 0,5 кг/с.

Решение:

1. Дано:

Степень утилизации теплоты: $\epsilon = 0,8$
Температуры на входе: $t_1' = 5^\circ\text{C}$ (воздух), $t_2' = 50^\circ\text{C}$ (вода)
Расходы: $G_1 = 0,5$ кг/с (воздух), $G_2 = 0,6$ кг/с (вода)
Параметры труб: $d = 10$ мм ( $0,01$ м), $\delta = 2$ мм, $L = 5,2$ м
Параметры оребрения: $D = 20$ мм, $\delta_p = 0,4$ мм, $\psi = 8,3$ , $d_{э} = 4,8$ мм
Теплопроводность: $\lambda = 115$ Вт/(м·К)
Скорость воздуха: $w_1 = 4$ м/с
Ограничение мощности на прокачку воды: $N_{нас} \le 50$ Вт
Число ходов по воде: $z = 4$

2. Найти:

Площадь поверхности нагрева $F$ ....

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какой параметр является ключевым для определения минимального водяного эквивалента в теплообменнике, если известны массовые расходы и удельные теплоемкости обоих теплоносителей?

Температуры теплоносителей на входе.

Произведение массового расхода на удельную теплоемкость каждого теплоносителя.

Степень утилизации теплоты.