Определить поверхность нагрева стального рекуперативного газовоздушного теплообменника (толщина стенок δ_c = 3мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей (рис. 1 и 2), если объемный расход воздуха при нормальных условиях V_н,

Определить поверхность нагрева стального рекуперативного газовоздушного теплообменника (толщина стенок δc = 3мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей (рис. 1 и 2), если объемный расход воздуха при нормальных условиях V_н, средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α₁, от поверхности нагрева к воде α₂ = 500 Вт/(м²·К), коэффициент теплопроводности материала стенки трубы (стали) λ = 50 Вт/(м·К), теплоемкость топочных газов с_г = 1,15 кДж/(кг·К), плотность ρ_г = 1,23 кг/м³, начальные и конечные температуры газов и воды равны соответственно   Определить также расход воды G через теплообменник. Изобразить график изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их условных эквивалентов.

Указание: При решении задачи можно условно считать стенку плоской.

Рис. 1 Характер изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена при прямотоке

Рис. 2. Характер изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена при противотоке

Исходные данные

Ответить на вопросы:

1. Какая схема движения теплоносителя выгоднее?

2. Покажите (из рассмотрения формулы), какими способами можно увеличить коэффициент теплопередачи.

3. При каких значениях d₂/d₁ (близких к единице или гораздо больших единицы) цилиндрическую стенку можно в расчетах заменить без больших погрешностей плоской стенкой?