Определить поверхность нагрева рекуперативного водовоздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей. Трубки

Определить поверхность нагрева рекуперативного водовоздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей. Трубки теплообменника выполнены из стали толщиной δ=3 мм с коэффициентом теплопроводности λст=57 Вт/(м.К) Определить также расход газа Gг через теплообменник. Изобразить графики изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их условных эквивалентов. αг, Вт/(м2.К) αв, Вт/(м2.К) Gв, кг/ч t/в, Со t//в, Со t/г, Со t//г, Со 70 1300 20 10 80 300 150

Расход воды Gг найдем из уравнения теплового баланса для теплообменника:
Gгсгtг'-tг''=Gвсвtв''-tв'
Теплоемкости теплоносителей определяем по справочникам при средней температуре теплоносителя в теплообменнике.
Gг=Gвсвtв''-tв'cгtг'-tг''=20∙4,19∙80-101,185300-150=33 кгс.
Q=Gвсвtв''-tв'=20∙4,19∙80-10=5866 кВт.
Среднюю разность температур в теплообменнике определим в соответствии с противоточной температурной схемой.
220oC,
140oC.
Отношение
10 °С
80 °С
150 °С
300 °С
Среднюю разность температур определим по формуле
tср = = 180 оС.
Площадь найдем из уравнения теплопередачи для теплообменника
F=Qk∆tср
где k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К).
F − поверхность теплообмена, м2;
∆tср − температурный напор в теплообменнике, °C.
Коэффициент теплопередачи
k=11αг+δλст+1αв=1170+0,00357+11300=66,19 Втм2∙К,
Fпрот=Qk∆tср=5866∙10366,19∙180=492,4 м2.
Для прямоточной схемы движения теплоносителей
150 °С
300 °С
10 °С
80 °С
290oC,
70oC.
Так как отношение
2,
то средняя разность температур составляет
tср = = 155 оС.
Fпрям=Qk∆tср=5866∙10366,19∙155=571,8 м2.
Характер изменения температуры теплоносителей по длине
теплообменника при прямотоке и противотоке в зависимости от
соотношения водяных эквивалентов