Определение параметров теплоотдачи и теплопередачи теплоносителей
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
оздуха дымовыми газами, при прямоточной и противоточной схемах включения теплоносителей. Температуру воздуха, поступающего в ТО, принять t2 = 300С. Количество подогреваемого воздуха V = 7000нм3/ч; коэффициент теплопередачи от дымовых газов к воздуху К = 18 Вт/(м2*К). Температура воздуха на выходе из ТО - t2 = 2700С. Tемпература дымовых газов на входе в ТО - t1 = 4500С; температура дымовых газов на выходе из ТО - t1 = 3000С.
Показать графики изменения температур теплообменивающихся сред по длине ТО при прямоточном и противоточном движениях потоков.
Ответить на вопросы:
1.Какая схема включения теплоносителей в теплообменном аппарате эффективнее прямоточная или противоточная? Почему?
2.Как выглядит уравнение теплового баланса теплоносителей?
.Чем отличаются теплопередача от теплоотдачи?
4.При ?1 >> ?2 какой из коэффициентов теплоотдачи следует увеличить для увеличения коэффициента теплопередачи?
Решение:
Площадь поверхности теплообменника определяется из уравнения теплопередачи:
Q = k*F*?tср > F= Q /( k*?t),
где k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м2*К);
F - площадь поверхности теплообмена, м2;
?tср - средняя разность температур,0С;
Q - количество тепла, полученное холодным теплоносителем в теплообменнике.
Q = V*Cр2(t2 - t2) ,
где Cр2 = 0,847 кДж/(м3*К) - удельная объёмная теплоёмкость воздуха при t2 = (t2 + t2)/2 =(30+270)/2=1500С.
Q = (7000/3600)*0,847*(270 - 30)= 395 кВт.
Определяем среднюю разность температур теплоносителей.
Максимальная и минимальная разность температур теплоносителей для противотока:
?tmin= t1? - t2?? = 450 - 270 = 1800C;
?tmax = t1?? - t2? = 300 - 30 = 2700C.
?t = (?tmax - ?tmin)/ln(?tmax/?tmin) = (270-180)/ln(270/180)=2220С
F= 395000/(18*222) = 98,8 м2.
Максимальная и минимальная разность температур теплоносителей для прямотока:
?tmax= t1? - t2? = 450 - 30 = 4200C;
?tmin = t1?? - t2? = 300 - 270 = 300C.
?t = (?tmax - ?tmin)/ln(?tmax/?tmin) = (420-30)/ln(420/30)=1480С
F= 395000/(18*148) = 148 м2.
Результаты расчётов сведём в таблицу.
QПротивотокПрямоток?tF?tFВт0См20См239500022298,8148148
ПрямотокПротивоток
Ответы на вопросы:
1.Какая схема включения теплоносителей в теплообменном аппарате эффективнее прямоточная или противоточная? Почему?
Более эффективна противоточная схема включения теплоносителей, так как при ней достигается больший температурный напор, вследствие чего площадь теплообменника меньше, чем при прямотоке.
.Как выглядит уравнение теплового баланса теплоносителей?
Q = G1*Cр1(t1 - t1) = G2*Cр2(t2 - t2)
3.Чем отличаются теплопередача от теплоотдачи?
Теплопередача - теплообмен между двумя теплоносителями или иными средствами через разделяющую их твёрдую стенку или через поверхность раздела между ними.
Теплоотдача - количество теплоты, отданное более нагретым телом (газом) к менее нагретому.
.При ?1 >> ?2 какой из коэффициентов теплоотдачи следует увеличить для увеличения коэффициента теплопередачи?
Для увеличения коэффициента теплопередачи нужно увеличить второй коэффициента теплоотдачи.
Литература
1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: Учебник для вузов.- М.: Энергоиздат, 1981.
2. Краснощёков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче.- М.:Энергия, 1980.