Задание 2.

Выбрать термодинамически наиболее совершенный воздухоподогреватель на основе теплового конструктивного, гидравлического расчетов и эксергетического анализа пяти вариантов. Исходные данные приведены в табл. 3.

Дымовые газы движутся внутри труб, воздух движется в межтрубном пространстве, поперечно омывая пучки труб. Воздухоподогреватель размещается в газоходе прямоугольного сечения.

Таблица 3

Исходные данные к заданию 2.

Номер вари- анта	Обозначение величин									Схема движения теплоно-сителей
	м/с	нм3/с
1 6 17 18 19 20	8 12 14 16 20	20	300 300 300 300 300	200 200 200 200 200	20 30 20 20 30	130 150 170 180 170	51х1,5	1,57	1,12
2 1 22 23 24 25	8 12 14 16 20	30	300 300 300 300 300	200 200 200 200 200	20 30 20 20 30	130 150 170 180 170	40х1,5	1,35	1,05
2 6 27 28 29 15 30	8 12 14 16 20	40	300 300 300 300 300	200 200 200 200 200	20 30 20 20 30	130 150 170 180 170	21х1,5	1,67	1,24
3 1 46 32 47 48 49 50	8 12 14 16 20	10	300 300 300 300 300	200 200 200 200 200	20 30 20 20 30	130 150 170 180 170	21х1,5	1,67	1,24
5 1 52 53 54 55	8 12 14 16 20	15	300 300 300 300 300	200 200 200 200 200	20 30 20 20 30	130 150 170 180 170	40х1,5	1,35	1,05
5 6 57 58 59 60	8 12 14 16 20	25	300 300 300 300 300	200 200 200 200 200	20 30 20 20 30	130 150 170 180 170	51х1,5	1,57	1,12

Примечание.

Расположение труб в пучках воздухоподогревателя принять для вариантов 1…15, 31…45- шахматное, 16…30, 46…60- коридорное.

1.2. Методические указания к тепловому расчету воздухоподогревателя.

Рекомендуемый порядок расчета:

1. Определить количество передаваемой теплоты (теплопроизводительность аппарата) по уравнению теплового баланса. Коэффициент, учитывающий тепловые потери в окружающую среду, принять равным . Теплофизические свойства воздуха и дымовых газов приведены в приложении (табл. 3 и 4).

2. Для заданной схемы движения теплоносителей (дымовые газы проходят внутри трубок) и заданного диаметра трубок определить общее число трубок воздухоподогревателя:

, (1.6)

где - массовый расход дымовых газов, кг/с;

- плотность дымовых газов при средней их температуре (табл. 4), кг/м³;

- скорость движения дымовых газов;

- внутренний диаметр трубок воздухоподогревателя, м.

3. Из уравнения теплового баланса определить массовый расход воздуха.

4. При заданной скорости воздуха определить сечение одного хода:

,м² (1.7)

5. Определить коэффициенты теплоотдачи со стороны газов ( ) и со стороны воздуха ( ) по соответствующим формулам из /1,2/. При определении коэффициента теплоотдачи между воздухом и наружной поверхностью труб (поперечное омывание пучка) необходимо предварительно задаться числом рядов в пучке по ходу воздуха:

(1.8).

6. Коэффициент теплопередачи определяется по формулам из /1,2/ или применительно к воздухоподогревателю можно рассчитать как:

, (1.9)

где - коэффициент использования поверхности нагрева, принять равным 0,7.

7. Определить среднелогарифмический температурный напор:

- если , среднелогарифмический температурный напор может быть подсчитан как среднеарифметический:

; (1.10)

- если теплообменник работает по схеме перекрестного или смешанного тока, величина определяется как для противотока и умножается на поправочный коэффициент <1. Коэффициент определяется из графиков рис. 1, приведенного в приложении.

8. Из уравнения теплопередачи определить необходимую поверхность теплообменного аппарата ( ).

9. При известной поверхности нагрева определяется длина трубок воздухоподогревателя по формуле:

, (1.11).

10. Определить число труб в поперечном ряду пучка:

, (1.12)

где - длина труб одного хода, м;

z- число ходов воздуха.

11. Уточняем число рядов труб по ходу воздуха:

. (1.13)

Если величина n_p незначительно отличается от ранее предварительно принятой по п.5, то значение уточнять не требуется. При значительном расхождении величин n_p по формуле (1.13) и рассчитанной величины по формуле (1.8) значение уточняется в соответствии с последним значением n_p .