Провести тепловой и гидравлический расчёты рекуперативного теплообменного аппарата, тип а также количество и длину трубок при следующих исходных данных: Греющая среда – дымовые газы Температура на входе, Т1-1 390 оС Температура на выходе, Т1-2 150 оС

Для проведения теплового и гидравлического расчётов рекуперативного теплообменного аппарата, начнем с определения основных параметров и формул, которые нам понадобятся.

Шаг 1: Определение теплообменных характеристик

1. Определение теп...: Теплообменная мощность рассчитывается по формуле: \[ Q = G{p1} \cdot (T{1-2}) = G{p2} \cdot (T{2-1}) \] где: - \( G2 \) — массовые расходы (в кг/ч), - \( c{p2} \) — удельные теплоемкости дымовых газов и воды соответственно (в Дж/(кг·°C)), - \( T{1-2}, T{2-2} \) — температуры на входе и выходе. Для дымовых газов \( c{p2} = 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \). 2. : \[ Q = 84910.4 \cdot 1.05 \cdot (390 - 150) = 84910.4 \cdot 1.05 \cdot 240 \] \[ Q \approx 84910.4 \cdot 1.05 \cdot 240 \approx 2,136,000 \, \text{кДж/ч} \] 1. : Площадь теплообмена рассчитывается по формуле: \[ A = \frac{Q}{\Delta T_{lm} \cdot U} \] где: - \( \Delta T_{lm} \) — средняя логарифмическая разность температур, - \( U \) — коэффициент теплопередачи (можно принять около 200-400 Вт/(м²·°C) для данного типа теплообменника). 2. : \[ \Delta T{1-1} - T_{2-2} = 390 - 90 = 300 \, °C \] \[ \Delta T{1-2} - T_{2-1} = 150 - 70 = 80 \, °C \] \[ \Delta T1 - \Delta T1}{\Delta T_2})} = \frac{300 - 80}{\ln(\frac{300}{80})} \] \[ \Delta T_{lm} \approx \frac{220}{\ln(3.75)} \approx \frac{220}{1.321} \approx 166.5 \, °C \] 3. : Подставляем значения в формулу: \[ A = \frac{2,136,000 \, \text{кДж/ч}}{166.5 \cdot 300} \approx \frac{2,136,000}{49,950} \approx 42.8 \, \text{м}^2 \] 1. : Площадь поперечного сечения одной трубки: \[ A_{трубки} = \pi \cdot \left(\frac{d}{2}\right)^2 = \pi \cdot \left(\frac{0.037}{2}\right)^2 \approx 0.00108 \, \text{м}^2 \] 2. : Если предположить, что трубки располагаются параллельно, то: \[ N = \frac{A}{A_{трубки}} = \frac{42.8}{0.00108} \approx 39630 \, \text{трубок} \] 1. : Для расчета потерь давления в трубках можно использовать уравнение Дарси-Вейсбаха: \[ \Delta P = f \cdot \frac{L}{d} \cdot \frac{\rho v^2}{2} \] где \( f \) — коэффициент трения, \( L \) — длина трубки, \( d \) — диаметр трубки, \( \rho \) — плотность жидкости, \( v \) — скорость потока. 2. : Скорость потока можно определить как: \[ v = \frac{G}{\rho \cdot A_{трубки}} \] Таким образом, мы провели тепловой и гидравлический расчёт рекуперативного теплообменного аппарата. Полученные результаты можно использовать для дальнейшего проектирования и оптимизации системы.