№ 2 (к теме 7 раздела 2) Определить поверхность нагрева стального рекуперативного воздушного теплообменника

1) Определим коэффициент теплопередачи через плоскую стенку
Коэффициент теплопроводности стали λ=45,4 Вт/(м·0С)
К=11α1+δλ+1α2=1130+0,00345,4+15000=29,248 Вт/(м·0С)
2) Определим массовый расход воздуха
Плотность воздуха при нормальных условиях (р0=0,101 МПа, t0=0 0С)
ρ1=1,293 кг/м3
Удельный объем воздуха при нормальных условиях
ρ1=1ρ1=11,293=0,773 м3/кг
G1=Vн3600∙v1=10∙1033600∙0.773=3.594 кг/с
3) Определим количество теплоты, отданное воздухом
Средняя теплоемкость воздуха при Δt1=380-160 = 220 0С
cp1=1.032 кДж/(кг·0С)
Q1=G1∙cp1∙t᾿1-t᾿᾿1=3.594∙1.032∙380-160=815.982 кДж/с
4) Определим температурный напор в прямоточном теплообменнике
Δt≫=t᾿1-t᾿2-t᾿᾿1-t᾿᾿2lnt᾿1-t᾿2t᾿᾿1-t᾿᾿2=380-40-160-120ln380-40160-120=140,183 0С
5) Определим площадь поверхности нагрева прямоточного теплообменника
F=Q1K∙Δt≫=815,98229,284∙140,183=197,772 м2
6)

№ 2 (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 , , и . Определить также расход воды G через теплообменник. Изобразить график изменения температур теплоносителей для обеих схем при различных соотношениях их условных эквивалентов.
Указание: При решении задачи можно условно считать стенку плоской.

Данные: 10-3Vн= 10 м3/ч; α1= 30 Вт/(м2 К); = 380 °С, = 160 °С, = 40 °С, = 120 °С.