Название: Расчет газовоздушного теплообменника

Вид работы: реферат

Рубрика: Промышленность и производство

Размер файла: 65.71 Kb

Скачать файл: referat.me-299422.docx

Краткое описание работы: едеральное агентство по образованию ФГОУ ВПО “Сибирский Федеральный университет” Саяно- Шушенский филиал Расчетно-графическое задание по общей энергетике.

Расчет газовоздушного теплообменника

Федеральное агентство по образованию ФГОУ ВПО

“Сибирский Федеральный университет”

Саяно- Шушенский филиал

Расчетно-графическое задание по общей энергетике.

«Расчет газовоздушного теплообменника».

Вариант 09.

Выполнила студентка гр.07-2:

Клагиш Диана

Проверил преподаватель:

Матвиевский А.М.

Саяногорск - 2009г

ЗАДАЧА. Определить поверхность нагрева рекуперативного газовоздушного теплообменника при прямоточной и противоточной схемах движения теплоносителей, если массовый расход нагреваемого воздуха m₂ , средний коэффициент теплопередачи от газов к воздуху К, начальные и конечные температуры газов и воздуха соответственно: ₁ и ₁ , ₂ и ₂ . Исходные данные принять по табл.1.

Изобразить графики изменения температур теплоносителей для обоих случаев.

Таблица 1

Исходные данные к задаче

Последняя цифра шифра	m2 , кг/с	К, Вт/м2 ·К	Предпоследняя цифра шифра	1 , ºC	1, ºC	2, ºC	2, ºC
0	20	15	0	600	400	10	250
1	30	20	1	625	425	15	275
2	40	25	2	650	450	20	300
3	50	30	3	675	475	25	325
4	60	35	4	700	500	10	350
5	70	40	5	725	525	15	375
6	80	45	6	750	550	20	400
7	90	50	7	775	575	25	425
8	100	55	8	800	600	10	450
9	110	60	9	825	625	15	475

РЕШЕНИЕ (вариант 09).

Графики изменения температур теплоносителей приведены на рис.1 и 2.

Тепловой поток, воспринятый нагреваемым воздухом:

Q=m₂ *C_pm (t₂ ’’ – t₂ ’)=20*1.036*(475-15)=9531.2 кВт

где средняя, массовая, изобарная теплоемкость воздуха

.

Здесь средние теплоемкости взяты из табл. 1 для воздуха.

Большая и меньшая разности температур между теплоносителями для прямотока:

;

;

, поэтому средняя разность температур между теплоносителями определяется как среднелогарифмическая:

.

Необходимая поверхность нагрева прямоточного теплообменника:

F_прям =Q/(K*∆t_ср.лог )=9531,2/(15*391,4)=9531,2/5871=1,62 м² .

То же самое для противотока:

;

;

;

то-есть среднюю разность температур между теплоносителями с достаточной точностью можно посчитать, как средне-арифметическую:

.

Необходимая поверхность нагрева противоточного теплообменника:

.

F_прям =Q/(K*∆t_ср.лог )=9531,2/(15*480)=9531,2/7200=1,32 м² .

Среднюю разность температур называют “движущей силой” теплопередачи, при противотоке она больше (, ), поэтому при одинаковых условиях противоточный теплообменник компактнее (F_прот = 1,32 м² )<(F_прям = 1,62 м² ), требует для своего изготовления меньших затрат материалов (конструктивный расчет).

Если же имеется готовый теплообменник, то при одинаковых условиях получится Q_прот >Q_прям (поверочный расчет) – из-за более высокой “движущей силы” при противотоке. Кроме того, как видно из рис.2, при противотоке можно нагреть холодный теплоноситель до температуры ₂ >, что невозможно в принципе при прямотоке (см. рис. 1).

Таблица 1

Физические свойства воздуха при нормальном давлении

t, ºC	Ср m , кДж/кг·К	λ, Вт/м·К	ν·106 , м2 /с
0	1,003	0,0244	13,28
20	1,003	0,0259	15,06
40	1,003	0,0276	16,96
60	1,004	0,0290	18,97
80	1,004	0,0305	21,09
100	1,005	0,0321	23,13
120	1,006	0,0334	25,45
140	1,007	0,0349	27,80
160	1,008	0,0364	30,09
180	1,009	0,0378	32,49
200	1,010	0,0393	34,85
250	1,014	0,0427	40,61
300	1,018	0,0460	48,33
350	1,022	0,0491	55,46
400	1,027	0,0521	63,09
500	1,038	0,0574	79,38
600	1,049	0,0622	96,89
700	1,060	0,0671	115,4
800	1,069	0,0718	134,8
900	1,080	0,0763	155,1
1000	1,090	0,0807	177,1
1100	1,099	0,0850	199,3
1200	1,107	0,0915	233,7

Рис. 1. Прямоток.

Рис. 2. Противоток.