- •Тепломассообмен практическое пособие
- •Введение
- •Тема 1. Основные положения теории теплопроводности
- •Тема 2. Теплопроводность при стационарном режиме
- •Тема 3. Теплопроводность при нестационарном режиме
- •Тема 4. Основные положения конвективного теплообмена
- •Тема 5. Основы метода подобия и моделирования
- •Тема 6. Основные вопросы методологии эксперимента
- •Тема 7. Теплоотдача при вынужденном продольном омывании плоской поверхности
- •Тема 8. Теплоотдача при вынужденном движении жидкости в трубах и при поперечном омывании труб
- •Тема 9. Теплоотдача при свободном движении жидкости
- •Тема 10. Отдельные задачи конвективного теплообмена в однородной среде
- •Тема 11. Теплообмен при конденсации чистого пара
- •Тема 12. Теплообмен при кипении однокомпонентных жидкостей
- •Тема 13. Конвективный тепло- и массообмен в бинарных смесях
- •Тема 14. Основные законы теплового излучения
- •Тема 15. Теплообмен излучения между непрозрачными телами, разделенными прозрачной средой
- •Тема 16. Теплообмен излучением в поглощающих средах. Сложный теплообмен
- •Тема 17. Теплообменные аппараты
- •Пояснения к ответам на вопросы для самопроверки
- •Контрольные задания
- •Контрольная работа 1 Вопросы
- •Контрольная работа 2
- •Вариант 1 (к.Р. №2) Задачи
- •Вариант 2 (к.Р. №2)
- •Контрольная работа 3
- •Вариант 1 (Кр.№3) Задачи
- •Примерный перечень лабораторных работ
- •Литература
- •Приложение 3 Теплофизические свойства жидких масел, указанных в условии задачи 1 контрольной работы 2 (Вариант 2), в зависимости от температуры
- •Теплофизические свойства масла мс-30
- •Теплофизические свойства масла мк
- •Теплофизические свойства масла амт-300
- •Тепломассообмен
- •220038 Г. Минск, 1-ый Твердый пер.,8.
Тема 17. Теплообменные аппараты
Содержание темы.
Общие сведения. Назначения теплообменников. Их классификация по принципам действия: рекуперативные, регенеративные и смесительные теплообменники, теплообменники с выделением теплоты за счет других видов энергии. Характерные конструктивные схемы теплообменников. Основные схемы движения теплоносителей в теплообменниках: прямоток, противоток, поперечный ток и комбинированные схемы. Задачи расчета теплообменников. Расчет при проектировании и поверочный расчет. Основы теплового и гидравлического расчета теплообменников. Уравнение теплового баланса и уравнение теплоотдачи.
Средний температурный напор. Определение среднего температурного напора для основных схем движения теплоносителей. Сравнение прямотока и противотока. Определение поверхности теплообмена при переменном коэффициенте теплоотдачи и переменных теплоемкостях теплоносителей. Вычисление коэффициента теплопередачи для различной формы поверхности теплообмена. Понятие о способах учета эксплуатационных условий (неполное омывание поверхности нагрева, загрязнения, неплотности). Вычисление конечной температуры теплоносителей. Интенсификация процессов теплопередачи. Особенности в методике теплового расчета регенеративных теплообменников. Выражение для полного падения давления в теплообменнике. Гидравлические сопротивления и местные сопротивления. Затраты напора, обусловленные ускорением потока и преодолением гидростатического лавления столба жидкости. Мощность, необходимая для перемещения теплоносителей.
Литература: [1,гл.19,20]
Методические указания.
Основным вопросом темы является анализ уравнения теплового баланса и уравнения теплопередачи, а также их применение к расчету теплообменников – как проектному, так и к поверочному расчетам.
Необходимо различать проектный и поверочный расчеты теплообменников, хорошо разбираться в выводах, относящихся к определению среднего температурного напора, и овладеть методикой расчета конечных температур.
Вопросы для самопроверки.
17.1. Может ли в стационарном режиме теплообменника изменяться разность между температурами нагреваемой струи на входе и на выходе? (Да, нет).
17.2. Зависит ли в стационарном режиме мощность теплового потока, проходящего сквозь теплообменную поверхность, от продолжительности режима? (Да, нет).
17.3. Зависит ли в стационарном режиме количество теплоты, проходящее сквозь теплообменную поверхность, от продолжительности режима? (Да, нет).
17.4. Может ли среднелогарифмический температурный напор в прямоточном теплообменнике быть больше, чем каждый из крайних температурных напоров? (Да, нет).
17.5. Может ли среднелогарифмический температурный напор быть меньше хотя бы одного из крайних напоров? (Да, нет).
17.6. Верно ли, что включение теплообменника по схеме прямотока не может увеличить средний логарифмический напор по сравнению со схемой противотока? (Да, нет).
17.7. Верно ли, что увеличение мощности теплового потока в теплообменнике достигается при постоянстве коэффициента теплоотдачи за счет увеличения среднелогарифмического температурного напора? (Да, нет).
17.8. Можно ли вычислить среднюю по сечению скорость струи, зная только ее объемный расход через сечение и площадь сечения? (Да, нет).
17.9. Верно ли, что при 20 С и нормальном давлении кинематический коэффициент вязкости у воздуха больше, чем у воды? (Да, нет).
17.10. Может ли коэффициент сопротивления трения изменяться при переходе от режима нагревания струи к режиму ее охлаждения? (Да, нет).
17.11. Растет ли сопротивление трения при увеличении скорости потока в теплообменнике? (Да, нет).
17.12. Растут ли затраты мощности на насос, прокачивающий жидкость через теплообменник, если полное сопротивление трения в теплообменнике снижается? (Да, нет).
17.13. Возможен ли при течении теплоносителей вдоль теплообменной поверхности прямоточного теплообменника случай конвективной теплоотдачи, характеризуемый тепловым режимом стенки tс=сonst? (Да, нет).
17.14. Возможен ли при течении теплоносителей вдоль теплообменной поверхности противоточного теплообменника случай конвективной теплоотдачи, характеризуемый тепловым режимом стенки tс=сonst? (Да, нет).