Основы теплопередачи - Крейт Ф.
Скачать (прямая ссылка):
7.6. В длинной алюминиевой трубе течет вода, которая обогревается поперечным потоком воздуха, обтекающим трубу. Внутренний диаметр трубы 1,85 см, наружный 2,3 см. Массовый расход воды в трубе 0,65 кг/с, а средняя температура воды в трубе 30°С. Скорость свободного потока и
428 Глава 7
температура воздуха 10 м/с и 1200C соответственно. Используя соотношения для расчета теплообмена (гл. 4 и 5), рассчитать суммарный коэффициент теплопередачи теплообменника.
7.7. Масло используется для нагрева воды в противоточном теплообменнике от 20 до 40°С. Температура масла изменяется от 95 до 60°С. Рассчитать среднелогарифмическую разность температур для этих условий.
7.8. Для условий, рассмотренных в задаче 7.7, рассчитать тепловой поток между водой и маслом, если суммарный коэффициент теплопередачи 325 Вт/(м2-град), а площадь поверхности теплообмена 1,6 м2.
7.9. Суммарный коэффициент теплопередачи, отнесенный к площади 14 м2, нового кожухотрубного противоточного теплообменника составляет 230 Вт/(м2-град). Горячий теплоноситель входит в теплообменник при температуре 15O0C и выходит из него при температуре 90°С, а холодный теплоноситель входит при температуре 2O0C и выходит при 75°С Определить тепловой поток между теплоносителями. После нескольких лет работы интенсивность теплообмена уменьшилась вследствие отложения ржавчины внутри трубы. Коэффициент загрязнения отложения 0,0003 м2-град/Вт. Определить тепловой поток для этого условия и рассчитать в процентах уменьшение теплового потока вследствие образования ржавчины.
7.10. Кожухотрубный теплообменник имеет один ход в межтрубном пространстве и четыре хода в трубном пучке. Теплоноситель входит в трубный пучок при температуре 25O0C и выходит из него при 110°С. Температура теплоносителя на входе в межтрубное пространство 10°С, а на выходе 9O0C Суммарный коэффициент теплопередачи на поверхности ¦ теплообмена площадью 12 м2 равен 320 Вт/(м2-град). Рассчитать тепловой поток между теплоносителями.
7.11. Отработавшие газы теплоэлектростанции используются для подогрева воздуха в перекрестноточном теплообменнике. Отработавшие газы поступают в теплообменник при 4500C и выходят из него при 2000C Воздух с массовым расходом 10 кг/с входит в теплообменник при 7O0C и выходит из него при 25O0C Предполагается, что свойства отработавших газов близки к свойствам воздуха. Суммарный коэффициент теплопередачи теплообменника равен 154 Вт/(м2-град). Рассчитать площадь поверхности теплообмена, если: а) воздух не смешивающийся, а отработавшие газы смешивающиеся; б) оба теплоносителя не перемешивающиеся.
7.12. Кожухотрубный теплообменник используется для нагрева воды за счет конденсации водяного пара в межтрубном пространстве. Вода с расходом 15 кг/с нагревается от 60 до 8O0C Водяной пар конденсируется при 140°С; суммарный коэффициент теплопередачи теплообменника 820 Вт/(м3Х X град). Теплообменник имеет два хода в трубном пучке и один ход в межтрубном пространстве. Пучок состоит из 45 труб наружным диаметром 2,75 см. Рассчитать требуемую длину труб.
7.13. Для нагрева комнаты требуется мощность 5 кВт. Тепло подводится с горячей водой, которая с расходом 0,8 кг/с течет в медной трубе внешним "диаметром 2,9 см при температуре на входе 1100C Определить: а) необходимую длину трубы при условии, что коэффициент конвективной теплоотдачи от поверхности трубы к воздуху равен 150 Вт/(м2-град), а температура в комнате 250C; б) температуру воды на выходе из трубы и в) среднюю температуру поверхности трубы.
7.14. Рассчитать тепловой поток в кожухотрубном теплообменнике для следующих условий: шесть ходов в трубном пучке, один ход в межтрубном пространстве; температура горячего теплоносителя на входе 500°С, на выходе 25O0C; температура холодного теплоносителя на входе 100°С, на выходе 300°С; суммарный коэффициент теплопередачи на поверхности теплообмена площадью 14,5 м2 равен 175 Вт/(м2трад).
7.15. В теплообменнике вода обогревается горячим воздухом; расход воды' 12 кг/с, расход воздуха 2 кг/с. Вода входит при температуре 4O0C, воздух — при температуре 46O0C Суммарный коэффициент теплопередачи на поверхности теплообмена площадью 14 м2 равен 275 Вт/(м2-град). Определить
Теплообменники 429
эффективность теплообменника: а) прямоточного типа, б) перекрестноточного типа.
7.16. Рассчитать тепловые потоки для двух типов теплообменников, рассмотренных в задаче 7.15.
7.17. Рассчитать температуры на выходе горячего и холодного теплоносителей для условий задачи 7.15.
7.18. Масло (Cp = 2,1 кДж/кг-град) используется для нагревания воды в кожухотрубном теплообменнике с одним ходом в межтрубном пространстве и двумя ходами в трубном пучке. Суммарный коэффициент теплопередачи 525 Вт/(м2-град). Массовый расход масла 7 кг/с, а воды—10 кг/с. Масло и вода входят в теплообменник при 240 и 200C соответственно. Теплообменник сконструирован таким образом, что вода выходит из него при минимальной температуре 80°С. Рассчитать площадь поверхности теплообмена, необходимую для поддержания этой температуры.
7.19. Водяной пар при температуре 1250C конденсируется на наружной поверхности труб в кожухотрубном теплообменнике. Вода с массовым расходом 1,3 кг/с входит в трубный пучок при температуре 350C Массовый расход /водяного пара 2,5 кг/с, а суммарный коэффициент теплопередачи поверхности теплообмена площадью 3,7 м2 равен 1650 Вт/(м2-град). Рассчитать: а) эффективность теплообменника; б) фактический тепловой поток к воде и в) температуру воды на выходе.
