Задачи для самостоятельного решения. Задача № 1.В кожухотрубном пароводяном теплообменнике производится подогрев воды, движущейся в трубах

Задача № 1. В кожухотрубном пароводяном теплообменнике производится подогрев воды, движущейся в трубах, за счет тепла конденсации сухого насыщенного пара на поверхности труб.

Давление воды р=1 бар, температуры воды на входе в теплообменник
t₂΄ = 20^оС, на выходе t₂΄΄ = 70^оС, расход воды G_в = 10⁵ кг/ч, давление конденсирующегося пара р =1,1 бар. Конденсат на выходе из теплообменника имеет температуру насыщения (t_s) при давлении р.

Принять средний коэффициент теплопередачи от пара к воде через стенку трубы К=3000 Вт/м² ×К. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Рассчитать расход пара (G_п, кг/с) и площадь поверхности нагрева теплообменника (F, м²).

Представить графики изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности нагрева по схемам прямотока и противотока. Как влияет схема движения теплоносителей (прямоток или противоток) на результаты расчета?

Задача № 2. В трубчатом воздухоподогревателе воздух нагревается за счет тепла дымовых газов. Дымовые газы движутся по трубам, поперечный поток воздуха омывает трубный пучок.

Расход воздуха G_в= 21 кг/с, температуры воздуха на входе t₂΄ = 30^оС и на выходе t₂΄΄ = 250^оС, расход дымовых газов G_г= 20 кг/с, температура дымовых газов на входе t΄₁= 400^оС.

Принять коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воздуху через стенку трубы К=30 Вт/м² ×К. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Рассчитать температуру дымовых газов на выходе (t₁΄΄) и площадь поверхности нагрева воздухоподогревателя (F, м²).

Задача № 3. В противоточном теплообменнике типа "труба в трубе" горячее трансформаторное масло охлаждается водой. Трансформаторное масло движется по внутренней латунной трубе с диаметром d₂/d₁=14/12 мм. Вода движется по кольцевому зазору. Внутренний диаметр наружной трубы d₃=22 мм. Скорость масла w ₁= 4 м/с, температуры его на входе t₁΄= 100^оС, на выходе из теплообменника t₁΄΄= 60^оС, а также скорость воды w ₂= 2,5 м/с, температура воды на входе в теплообменник t₂΄= 20^оС.

Принять средний коэффициент теплопередачи от масла к воде через стенку трубы К=230 Вт/м²×К. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Определить температуру воды на выходе из теплообменника (t₂΄΄), площадь поверхности теплообмена (F, м²) и общую длину теплообменной поверхности (ℓ, м).

Представить график изменения температуры теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.

Задача № 4. В трубчатом испарителе воды горячим теплоносителем является технологический сухой насыщенный пар, подаваемый в межтрубное пространство при давлении р₁= 2 бар. За счет тепла конденсации пара в трубах кипит и испаряется вода при давлении р₂=1 бар. На вход испарителя подается сухой насыщенный пар при давлении р₁ и кипящая вода при давлении р₂ , на выходе из испарителя - конденсат с температурой насыщения (t_s1) при давлении р₁ и сухой насыщенный пар с температурой (t_s2) при давлении р₂. Расход воды G₂= 1000 кг/ч.

Принять средний коэффициент теплопередачи от пара к воде через стенку трубы К=2200 Вт/м² ×К. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Определить расход пара (G₁,кг/ч) и площадь поверхности теплообмена испарителя (F, м²).

Представить график изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.

Задача № 5. Трубчатый испаритель воды обогревается дымовыми газами. Давление воды р= 2,7 бар, температура воды на входе в испаритель равна температуре насыщения (t_s) при давлении р, на выходе – сухой насыщенный пар.

Температура дымовых газов на входе t₁΄= 600^оС и на выходе из испарителя t₁΄΄= 320^оС, расход газов G₁= 38 кг/с.

Принять средний коэффициент теплопередачи от пара к воде через стенку трубы К=70 Вт/м² ×К. Потерями тепла в окружающую среду пренебречь.

Определить расход воды (G₂,кг/с) и площадь поверхности теплообмена испарителя (F, м²).

Представить график изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена.

Тема «Теплообменные аппараты» представлена в учебнике [4], с.379-399.

Поиск по сайту: