В воздухонагревателе парового котла воздух нагревается до температуры t1 °С, а дымовые газы охлаждаются

В воздухонагревателе парового котла воздух нагревается до температуры t1 °С, а дымовые газы охлаждаются от температуры t3 = 450 °С до t4 °С. Тепловые потери воздухонагревателя составляют 20 % от количества теплоты, отдаваемой газами. Теплоемкости воздуха и газов постоянны. Дымовые газы обладают свойствами воздуха. Определить температуру t2 °С, до которой нагревается воздух и потерю работоспособности системы вследствие необратимого теплообмена ∆lс. Температуру окружающей среды t0 = 17 °С. Номер задачи Обозначение величины Номер варианта 12 16 t1 17 t4 190

Уравнение теплового баланса воздухонагревателя парового котла имеет вид
W1(t2 - t1) = 0,8W2(t3 - t4),
где W1, W2 - водяной эквивалент соответственно воздуха и дымовых газов, Вт/К.
Из уравнения получим
t2-t1t3-t4=0,8W2W1
Приняв отношение водяных эквивалентов равным
W2W1=1,
Относительно t2, получим:
t2=t1+0,8∙t3-t4=17+0,8∙450-190=225℃
Работоспособность 1кг дымовых газов определим по формуле
lГ=срг∙t3-t4-T0∙срг∙lnT3T4,
где срг - средняя изобарная теплоемкость дымовых газов в интервале рабочих температур, кДж/(кгК);
Т0 = 17 + 273 = 290 К; Т3 = 450+273 = 723 К; Т4 = 190+273 = 463 К

.
Среднюю изобарную теплоемкость дымовых газов в рабочем интервале температур, определим по формуле:
cрг=cрг0t3∙t3-cрг0t4∙t4t3-t4,
где cрг0t3 = 1,0335 кДж/(кгК) – средняя изобарная теплоемкость дымовых газов в интервале температур от 0 до 450оС [1, табл. XII]; cрг0t4 = 1,0093 кДж/(кгК) – средняя изобарная теплоемкость дымовых газов в интервале температур от 0 до 190оС [1, табл. XI].
Получаем:
cрг=1,0335∙450-1,0093∙190450-190=1,051 кДж/(кг∙К)
Тогда работоспособность 1 кг дымовых газов равна:
lдым=1,050∙450-190-290∙ln723463=143,75 кДж/кг
Аналогичным образом определим работоспособность воздуха
lВ=срв∙t2-t1-T0∙срв∙lnT2T,
где cрв - средняя изобарная теплоемкость воздуха в интервале рабочих температур, кДж/(кгК); Т1 = 17+273 = 290 К; Т2 = 225+273 = 498 К