В рекуперативном прямоточном теплообменнике температура греющего теплоносителя падает от t′1 = 100 °C до

В рекуперативном прямоточном теплообменнике температура греющего теплоносителя падает от t′1 = 100 °C до t′′1, а температура нагреваемой среды повышается от t′2 = 20 °С до t′′2. Расход греющего теплоносителя М1, его теплоемкость с = 4,2 кДж/(кг⋅К). Площадь поверхности теплообменника F = 15 м2. Определить коэффициент теплопередачи теплообменника. Исходные данные взять в табл. 6 Таблица 6 Вариант 5 t1'', ℃ 50 t2'', ℃ 40 M1,кгс 1,0

На рис. 4 приведена tQ-диаграмма процесса теплообмена в прямоточном теплообменнике.
Рисунок 4 – tQ-диаграмма процесса теплообмена
Для расчёта теплообменника необходимы следующие уравнения:
Уравнение теплопередачи:
QТО=k∙Δt∙F,
где k – коэффициент теплопередачи теплообменника;
Δt=Δtвх-ΔtвыхlnΔtвхΔtвых – среднелогарифмический температурный напор;
Δtвх=t1'-t2'=100-20=80 ℃ - разность температур на входе в теплообменник;
Δtвых=t1''-t2''=50-40=10 ℃ - разность температур на выходе из теплообменника;
Δt=80-10ln8010=16,5 ℃
Уравнение теплового баланса:
Qбаланса=c∙M1∙Δt1,
где Δt1=t1'-t1''=80-50=30 ℃ - разность температур на входе и выходе греющего теплоносителя.
Из закона сохранения энергии при условии отсутствия потерь следует:
QТО=Qбаланса, или
k∙Δt∙F=c∙M1∙Δt1.
Отсюда
k=c∙M1∙Δt1Δt∙F;
k=4,2∙1∙3016,5∙15=0,5кВтм2∙К
Ответ: коэффициент теплопередачи теплообменника k=0,5кВтм2∙К.