Условие задачи
Водовоздушный нагреватель выполнен из латунных труб диаметром 38х3 мм. Греющая среда - воздух с температурой на входе t1'=400 ℃, и на выходе t1''=300 ℃ . Нагреваемая вода имеет расход G2=6 т/ч, начальную температуру t2'=50 ℃ и конечную t2''=120 ℃. Коэффициент теплоотдачи от воздуха к трубам α_1=50 Вт/(м∙К), от труб к воде α_2=4 Вт/(м∙К). Найти площадь поверхности нагрева аппарата, если он выполнен по прямоточной и противоточной схемам. Учесть загрязнение труб с одной стороны накипью толщиной 0,5 мм с другой – слоем масла толщиной 0,1 мм.
Ответ
Принимаем, что внутри труб течет воды, снаружи трубы омываются воздухом.
Внутренний диаметр трубы
dвн = 38 - 2 . 3 = 32 мм.
Внутренний диаметр с учетом слоя накипи
d1 = dвн - 2н = 32 - 2 . 0,5 = 31 мм.
Наружный диаметр трубы
dн = 38 мм.
Наружный диаметр трубы с учетом загрязнения слоем масла
d2 = dн + 2н = 38 + 2 . 0,5 = 38,2 мм.
Т.к. трубы тонкостенные и d2/d1 2, то расчет коэффициента теплопередачи проводится по уравнению плоской стенки.
Найдем коэффициент теплопередачи от воды к воздуху
