Решение

По формуле (10.1) рассчитываем тепловую мощность водяного экономайзера

кВт.

По формуле (10.1) определяем конечную температуру дымовых газов, приняв 0,98,

⁰С.

Рассчитываем средний температурный напор по уравнению (10.4):

– при противотоке

⁰С;

– при прямотоке

⁰С.

При расчете среднего температурного напора пользуемся графиками на рис. 10.1.

Вычисляем площадь поверхности теплообмена по формуле (10.3)6

– при противотоке

м²;

– при прямотоке

м².

10.5. Определить площадь поверхности теплообмена водоводяного теплообменника. Расход нагреваемой воды = 5 кг/с, ее температуры на входе в теплообменник= 17⁰С и на выходе = 60⁰С. Температура греющей воды на входе = 95⁰С и на выходе = 70⁰С. Расчет выполнить при прямотоке и противотоке. При расчете принять = 800 Вт/(м^2.К).

10.6. Определить площадь поверхности теплообмена в пастеризаторе молока. Расход молока = 600 кг/ч, температура молока изменяется от 28⁰С до 75 ⁰С.

Расход горячей воды = 650 кг/ч, температура воды на входе в пастеризатор= 80⁰С.

Коэффициент теплопередачи принять равны 1 150 Вт/(м^2.К).

10.7. В теплообменном аппарате охлаждается трансформаторное масло. Его расход составляет 0,5 м³/ч, температура масла на входе в теплообменник = 95⁰С, на выходе = 40⁰С.

Охлаждающая вода нагревается от 12 ⁰С до 50 ⁰С. Коэффициенты теплоотдачи: со стороны масла = 200 Вт/(м^2.К), со стороны воды = 800 Вт/(м^2.К). Толщина стальных трубок = 2 мм, трубки покрыты слоями ржавчины и накипи.

Определить расход воды и требуемую площадь поверхности теплообмена.

10.8. В водонагреватель тепловой мощностью 70 кВт поступают греющая вода с температурой = 85⁰С и нагреваемая вода с температурой = 25⁰С. Расходы воды: греющей = 2 т/ч, нагреваемой= 1,5 т/ч.

Определить конечные температуры теплоносителей, а также площадь поверхности теплообмена. Принять при расчетах = 1 400 Вт/(м^2.К). Теплопотери в окружающую среду не учитывать.

10.9. В автомобильном радиаторе системы охлаждения двигателя охлаждается вода от 90 до 70 ⁰С, при этом воздух нагревается от 10 до 40 ⁰С. Определить площадь поверхности теплообмена, приняв коэффициент теплопередачи равным 50 Вт/(м^2.К), а тепловую мощность равной 35 кВт. Расчет выполнить для противоточной схемы.

10.10. В водяном экономайзере котельной установки сельскохозяйственного назначения охлаждаются дымовые газы от 290 ⁰С до 150 ⁰С. Расход дымовых газов = 16,9 т/ч, средняя удельная изобарная теплоемкость= 1,07 кДж/(кг^.К). Расход нагреваемой воды = 15 т/ч, начальная температура воды= 100⁰С.

Определить конечную температуру воды и площадь поверхности теплообмена. Расчет выполнить для противоточной схемы, коэффициент теплопередачи принять равным 18,5 Вт/(м^2.К).

10.11. В противоточной водоводяной теплообменник с поверхностью нагрева в 2,5 м² поступает холодная вода температурой, равной 15⁰С.

Расход холодной воды – 1,5 т/ч, ее конечная температура после нагрева составляет 65 ⁰С.

Расход горячей воды – 3 т/ч, ее начальная температура (на входе в теплообменник) – 95 ⁰С.

Найти коэффициент теплопередачи в теплообменнике.

10.12. В пароводяном водонагревателе используется сухой насыщенный пар давлением 0,8 МПа. Конденсация пара происходит полностью, но без переохлаждения конденсата.

Вода подогревается от 20 ⁰С до 90 ⁰С, расход воды = 8 т/ч.

Рассчитать площадь поверхности теплообмена и расход пара. Коэффициент теплопередачи принять равным 1 800 Вт/(м^2.К).