Пример решения задания

В качестве исходных данных выберем из таблицы 3 исходные значения параметров к задаче № 1.

Температура газов =1200C;

Температура воды =220C;

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке =160Вт/(м²·К);

Коэффициент теплоотдачи от стенке к воде =3500Вт/(м²·К).

а) =16мм, Вт/(м·К);

б) =10мм, Вт/(м·К);

в)=1мм, Вт/(м·К);

г) =1мм, Вт/(м·К).

Решение

Термические сопротивления, ,[(м²·К)/Вт]:

от газов к стенке: ;

от стенки к кипящей воде: ;

стальной стенки котла: ;

слоя накипи: ;

слоя масла: ;

слоя сажи: ;

Коэффициент теплопередачи ,[Вт/(м²·К)]:

а) чистой стальной стенки:

;

б) при наличии слоя накипи:

;

в) при наличии слоя масла:

г) при наличии слоя сажи:

Количество теплоты ,[Дж], передаваемое от газов к воде через 1 м² поверхности стенки в секунду для следующих случаев:

а) чистой стальной стенки:

; 100%

б) при наличии слоя накипи:

; 57,7%

в) при наличии слоя масла:

; 31,4%

г) при наличии слоя сажи:

. 25,4%

Температуры всех слоев стенки для случая г), ,[C]:

;

;

;

Построить график изменения температуры по толщине стенки в координатах (Т-) при условии наличии всех прогреваемых слоев.

Задание № 4. Конвективный теплообмен

В теплообменнике типа «труба в трубе» (см. рис. 1) необходимо нагреть воздух с массовым расходом m₂=…[кг/c] от температуры =…[C] до температуры =…[C]. Теплота передается от дымовых газов с начальной температурой =…[C] и конечной =…[C]. Дымовые газы движутся по внутренней стальной трубе диаметром мм. Воздух движется по кольцевому зазору противотоком к дымовым газам. Внутренний диаметр внешней трубы d₃ = 504 мм.

Рис.1. Схема теплообменника «труба в трубе»

Определить площадь теплообмена A, длину теплообменной поверхности l и суммарную мощность N, необходимую на преодоление гидравлического сопротивления при движении теплоносителей по каналам теплообменника.

Условия вариантов заданий приведены в таблице 4.

Варианты заданий

Таблица. 4

№ задачи	,[C]	,[C]	,[C]	,[C]	m2,[кг/c]
1	600	400	30	250	0,95
2	550	300	20	120	0,9
3	650	350	25	200	1,2
4	1000	550	35	180	0,75
5	1200	600	32	150	0,8
6	950	250	23	130	0,92
7	650	450	31	200	1,5
8	550	350	28	160	1,4
9	850	150	25	140	1,0
10	1200	200	30	100	1,3
11	1100	300	22	60	0,75
12	900	300	18	80	0,85
13	750	250	24	90	0,7
14	850	450	25	50	1,25
15	1200	600	35	70	1,5
16	950	250	32	85	1,2
17	650	450	23	200	0,75
18	550	350	31	180	0,8
19	850	150	28	170	0,92
20	1200	200	25	150	1,5
21	1100	300	30	140	1,4
22	900	300	31	150	1,0
23	750	250	28	130	1,3
24	850	450	25	200	0,75
25	1200	600	30	160	0,75
26	950	250	22	140	0,85
27	650	450	18	100	0,7
28	550	350	24	60	1,25
29	600	250	25	80	1,5
30	700	350	23	90	1,2