Условие задачи
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 – αг и от стенки трубы к воде αв. Теплообменник выполнен из стальных труб с внутренним диаметром d =70 мм и толщиной стенки δ = 2мм. Коэффициент теплопроводности стали λ = 62 Вт/(м·К). Стенку считать чистой с обеих сторон.
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 расчёта графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена. Указать преимущества противоточной схемы.
α1 = 44 Вт/(м^2·К)
α2 = 645 Вт/(м^2·К)
Gв = 1900 кг/ч
tв΄ = 9˚С
tв˝ = 119˚С
tг΄ = 670˚С
tг˝ = 490˚С
d1 = 70 мм
d2 = 74 мм
δ = 2 мм
λст = 62 Вт/(м·К)
Ответ
для противотока:
tвх = tг΄- tв˝
tвых = tг˝- tв΄
tвх = 670-119=551
tвых = 490-9=481
tвх/tвых = 551/481 = 1,15 2
т.е. среднюю разность температур между теплоносителями с достаточной точностью можно посчитать, как среднеарифметическую:
Можно использовать среднелогарифмический температурный напор:
