Задание на проектирование и пример расчета (Теплообмен)

Выбор варианта для выполнения практической части основан на цифре студента указанной в журнале учета учебных занятий

№ п/п варианта	Град, С	, Кг/с		Град, С	Град, С	, мм	Кг/с
			40/38				1, 14
		1, 1	40/39				1, 15
		1, 2	40/37				1, 16
		1, 3	40/35				1, 14
		1, 4	39/35				1, 15
			40/38				1, 16
		1, 1	40/39				1, 14
		1, 2	40/37				1, 15
		1, 3	40/35				1, 16
		1, 4	39/35				1, 14
			40/38				1, 15
		1, 1	40/39				1, 16
		1, 2	40/37				1, 14
		1, 3	40/35				1, 15
		1, 4	39/35				1, 16
			40/38				1, 14
		1, 1	40/39				1, 15
		1, 2	40/37				1, 16
		1, 3	40/35				1, 15
		1, 4	39/35				1, 16
		1, 4	39/35				1, 16
			40/38				1, 14
		1, 1	40/39				1, 15
		1, 2	40/37				1, 16
		1, 3	40/35				1, 15
		1, 4	39/35				1, 16
		1, 3	40/35				1, 15
		1, 4	39/35				1, 12
			40/38				1, 13
		1, 1	40/39				1, 14
		1, 2	40/37				1, 15
			40/38				1, 14
		1, 3	41/37				1, 17

Пример расчета. В противоточном водяном теплообмене типа «труба в трубе» определить площадь поверхности нагрева, если греющая вода поступает с температурой и её расход равен кг/с. Греющая вода движется по внутренней стальной трубе с диаметрами мм. Теплопроводность стальной трубы Вт/(м·К). Нагреваемая жидкость движется по кольцевому каналу между трубами и нагревается от температуры до . Внутренний диаметр внешней трубы 54 мм. Расход нагреваемой жидкости кг/с. Потерями от теплообмена в окружающею среду пренебречь.

Решение. Количество передаваемой теплоты

Вт,

Где - удельная массовая теплоемкость воды в интервале температур от

Температура греющей воды у выхода их аппарата

.

Физические свойства теплоносителя – воды – при средней температуре следующие: плотность кг/м²; кинематическая вязкость м²/с; критерий Прандтля

Физические свойства нагреваемой воды при средней температуре следующие: плотность кг/м³; кинематическая вязкость м²/с; теплопроводность Вт/(м·К); температуропроводность м²/с; критерий Прандтля Удельная теплоемкость = 4190Дж/кг·К.

Скорости движения:

Греющей воды

м/с;

Нагреваемой воды

м/с.

Число Рейнольдса для греющей воды

.

Коэффициент теплоотдачи определяем из уравнения:

при , поэтому .

Температуру стенки принимаем

.

При этой температуре по табл. XI приложения число , тогда

,

А коэффициент теплоотдача от греющей воды к стенке трубы

Вт/(м²·К).

Число Рейнольдса для нагреваемой воды

,

где мм.

Принимаем, что , поэтому , тогда

,

Откуда коэффициент теплоотдачи от трубы к нагреваемой воде

Вт/(м²·К).

Коэффициент теплоотдачи для аппарата

Вт/(м²·К).

Средняя логарифмическая разность температур

.

Поверхностная плотность теплового потока на 1 м трубы

Вт/м.

Длина трубы теплообменника

м.

Площадь поверхности нагрева

м².

Если применить в аппарате движение жидкостей по прямотоку, точки средняя логарифмическая разность температур

.

Плотность теплового потока

Вт/м;

Длина трубы теплообменника

м;

Площадь поверхности нагрева при прямотоке

м²,

т.е. площадь поверхности нагрева в аппарате с прямотоком по сравнению с противотоком увеличивается на 21%.