Для проведения теплового и гидравлического расчётов рекуперативного теплообменного аппарата, начнем с теплового расчета, а затем перейдем к гидравлическому.
Шаг 1: ...
1.
Для расчета теплообменной мощности используем формулу:
\[
Q = G{g} \cdot (T{1-2})
\]
где:
- \( G_1 = 84910.4 \, \text{кг/ч} = 23.6 \, \text{кг/с} \) (переводим в кг/с)
- \( c{g} \approx 1.05 \, \text{kJ/(kg·°C)} \))
- \( T_{1-1} = 390 \, °C \)
- \( T_{1-2} = 150 \, °C \)
Подставляем значения:
\[
Q = 23.6 \cdot 1.05 \cdot (390 - 150) = 23.6 \cdot 1.05 \cdot 240
\]
\[
Q \approx 23.6 \cdot 1.05 \cdot 240 \approx 5935.68 \, \text{kW}
\]
2.
Используем аналогичную формулу для воды:
\[
Q = G{w} \cdot (T{2-1})
\]
где:
- \( G_2 = 500000 \, \text{кг/ч} = 138.89 \, \text{кг/с} \)
- \( c_{w} \approx 4.18 \, \text{kJ/(kg·°C)} \)
- \( T_{2-1} = 70 \, °C \)
- \( T_{2-2} = 90 \, °C \)
Подставляем значения:
\[
Q = 138.89 \cdot 4.18 \cdot (90 - 70) = 138.89 \cdot 4.18 \cdot 20
\]
\[
Q \approx 11664.68 \, \text{kW}
\]
3.
Тепло, отданное дымовыми газами, должно быть равно теплу, полученному водой:
\[
Q{вода}
\]
В данном случае \( Q{вода} \approx 11664.68 \, \text{kW} \). Это указывает на то, что необходимо пересмотреть параметры, так как они не равны.
1.
Скорость потока в трубках можно рассчитать по формуле:
\[
v = \frac{G}{\rho \cdot A}
\]
где:
- \( A = \frac{\pi d^2}{4} \) - площадь поперечного сечения трубки
- \( d = 0.037 \, \text{м} \)
- \( \rho \) - плотность жидкости (для воды \( \rho \approx 1000 \, \text{кг/м}^3 \))
Площадь поперечного сечения:
\[
A = \frac{\pi (0.037)^2}{4} \approx 0.001079 \, \text{м}^2
\]
Теперь подставим значения для воды:
\[
v_2 = \frac{138.89}{1000 \cdot 0.001079} \approx 128.5 \, \text{м/с}
\]
2.
Для расчета потерь давления можно использовать уравнение Дарси-Вейсбаха:
\[
\Delta P = f \cdot \frac{L}{d} \cdot \frac{\rho v^2}{2}
\]
где:
- \( f \) - коэффициент трения (можно взять из таблиц, например, для гладкой трубы \( f \approx 0.02 \))
- \( L \) - длина трубки (не указана, предположим \( L = 10 \, \text{м} \))
Подставляем значения:
\[
\Delta P = 0.02 \cdot \frac{10}{0.037} \cdot \frac{1000 \cdot (128.5)^2}{2}
\]
\[
\Delta P \approx 0.02 \cdot 270.27 \cdot 8256.25 \approx 4481.4 \, \text{Па} \approx 4.48 \, \text{кПа}
\]
Таким образом, мы провели тепловой и гидравлический расчеты рекуперативного теплообменного аппарата. Результаты показывают, что необходимо пересмотреть параметры для достижения равновесия тепла. Гидравлические потери составляют около 4.48 кПа.
