Определить поверхность нагрева стального рекуперативного воздушного теплообменника (толщина стенок δст= 3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход воздуха при нормальных условиях

Определить поверхность нагрева стального рекуперативного воздушного теплообменника (толщина стенок δ_ст= 3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход воздуха при нормальных условиях Vн, средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α₁, от поверхности нагрева к воде α₂= 5000 Вт/(м² К), начальные и конечные температуры воздуха и воды равны соответственно t t₁' , t₁'' , t₂' и t₂'' .

Определить также расход воды G через теплообменник. Изобразить график изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их условных эквивалентов.

При решении задачи можно условно считать стенку плоской.

Исходные данные:

10^-3Vн= 25 м³/ч; α₁= 75 Вт/(м² К); t₁' = 480 °С, t₁'' = 240 °С, t₂' = 15 °С, t₂'' = 95 °С.

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?