(к теме 7 раздела 2) Определить поверхность нагрева стального рекуперативного воздушного теплообменника

Количество теплоты, отданное воздухом в теплообменнике :
Q = V*Cp*( t111 - t1! ),
где V – объёмный расход воздуха;
Cp = 0,938 кДж/(м3*К) - удельная объёмная изобарная теплоёмкость воздуха;
t11 и t111 - температура воздуха на входе и выходе из теплообменника, соответственно.
Q = (30*103/3600)*0,938*(420 -200) = 1720 кВт.
Количество теплоты, полученной в теплообменнике водой:
Q = G*Cp*( t211 - t2! ),
где G – массовый расход воды;
Cp = 4,19 кДж/(кг*К) - удельная массовая изобарная теплоёмкость воды;
t21 и t211 - температура воды на входе и выходе из теплообменника, соответственно.
Получаем G = Q / (Cp*( t211 - t2! )),
G = 1720*103/(4,19*103(110-30)) = 5,13 кг/с.
Площадь поверхности теплообмена определяем из уравнения теплопередачи:
Q = К*∆t* F → F = Q / (К*∆t),
где К – коэффициент теплопередачи,;
∆t – средняя разность температур, ∆t = (∆tб - ∆tм) / ln(∆tб /∆tм);
∆tб и ∆tм – большая и меньшая разность температур между теплоносителями на входе и выходе из теплообменника.
При противоточном движении теплоносителей:
t211 = 1100С ------------------ t21 = 300С ∆tм = t111- t21 = 200 – 30 = 1700С
t11 = 4200С

(к теме 7 раздела 2)
Определить поверхность нагрева стального рекуперативного воздушного теплообменника (толщина стенок δст= 3 мм) при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если объемный расход воздуха при нормальных условиях Vн, средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к поверхности нагрева α1, от поверхности нагрева к воде α2= 5000 Вт/(м2 К),начальные и конечные температуры воздуха и воды равны соответственно tt1' , t1'', t2'иt2''.Определить также расход водыGчерез теплообменник. Изобразитьграфик изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их условных эквивалентов.
Указание: При решении задачи можно условно считать стенку плоской.
Данные: 10-3Vн= 30 м3/ч; α1= 40 Вт/(м2К); t1'= 420 °С, t1''= 200 °С, t2'= 30 °С, t2''= 110 °С.
Ответить на вопросы:
Какая схема движения теплоносителя выгоднее?
Покажите (из рассмотрения формулы), какими способами можно увеличить коэффициент теплопередачи.
При каких значениях d2/d1 (близких к единице или гораздо больших единицы) цилиндрическую стенку можно в расчетах заменить без больших погрешностей плоской стенкой?