Практическая работа №2. Практическая работа 2 Вариант 75 Задача 7. 1

• Название: Практическая работа 2 Вариант 75 Задача 7. 1
• Дата: 26.01.2022
• Размер: 136.36 Kb.
• Имя файла: Практическая работа №2.docx
• Тип: Практическая работа; #343272
• страница: 4 из 4

Ответ: потеря теплоты составляет 292,8 Вт/м², температуры на внутренней и внешней поверхностях трубы составляют 69,4 ⁰С и 69,02 ⁰С.
Задача №10.3

В маслоохладителе температура масла на входе t_м.вх, на выходе t_м.вых, воды на входе t_в.вх, на выходе t_в.вых. Определить, в каком случае средний температурный напор будет выше (при прямотоке или противотоке) и во сколько раз. Сделать выводы.

tм.вх, оС	Последняя цифра варианта - 5	82
tв.вх, оС		14
tм.вых, оС	Первая цифра варианта - 7	59
tв.вых, оС		26

Решение:

Теплообменный аппарат (теплообменник) – это устройство, в котором осуществляется процесс передачи тепла от одного теплоносителя к другому. Когда нагревающая и нагреваемая жидкости движутся в одном направлении – такое движение жидкости называется прямотокам. Когда нагревающая и нагреваемая жидкости движутся в противоположных направлениях – такое движение жидкости называется прямотокам.

Пользоваться среднеарифметическим значением:

∆t_ср = (1)

можно только при   , когда ошибка составляет не более 4%, что допустимо для технических расчетов.

Во всех остальных случаях следует пользоваться среднелогарифмическим температурным напором:

= (2)

где и - большая и меньшая разность температур по концам аппарата работающего в соответствующем режиме. (рисунок 4).



Рисунок 4 - Изменение температур горячего и холодного теплоносителей по длине рекуперативного теплообменного аппарата
Формула (2) справедлива для любых схем движения теплоносителей.
Определим средний температурный напор при прямотоке:

= 82 - 14 = 68 ⁰С.

= 59 - 26 = 33 ⁰С.

где t₁' и t₁'' – температуры горячего теплоносителя соответственно на входе и выходе ТОА , C;

t₂' и t₂'' – температуры холодного теплоносителя соответственно на входе и выходе ТОА , C.

Отношение = 68/33 = 2,06

соответственно используем формулу (2):

= = 48,4 C

Определим средний температурный напор при противотоке:

= 59 - 14 = 45 ⁰С.

= 82 - 26 = 56 ⁰С.

где t₁' и t₁'' – температуры горячего теплоносителя соответственно на входе и выходе ТОА , C;

t₂' и t₂'' – температуры холодного теплоносителя соответственно на входе и выходе ТОА , C.

Отношение = 45/56 = 0,8 ≤ 1,4 используем формулу (1)

∆t_ср = = 50,5 C

Используя (2):

= = 50,3 C

Ошибка:

(50,5 – 50,3) / 50,3 *100% = 0,398%

Вывод: Так как, ошибка 0,389% составляет не более 4%, следовательно, можно пользоваться среднеарифметическим значением температурного напора, что допустимо для технических расчетов.

Следует заметить, что среднелогарифмический напор всегда меньше среднеарифметического, как и в нашем случае:

t = 50,3 ⁰С < t_cp = 50,5 ⁰С.

Средний температурный напор будет выше при противотоке в 1,05 раза (50,5 / 48,4).

Ответ: 1) прямоток – 48,4 ⁰С; 2) противоток – 50,5 ⁰С; 3) средний температурный напор будет выше при противотоке в 1,05 раза.
Задача №10.7

Масло поступает в маслоохладитель с температурой t_мас1 охлаждается до температуры t_мас2 Температура охлаждающей воды (ср = 4,2 кДж/(кгК)) на входе t_вод1 Определить температуру воды на выходе из маслоохладителя, если расходы масла и воды равны соответственно G₁ и G₂ т/ч. Потерями теплоты в окружающую среду пренебречь.

Марка масла	Последняя цифра варианта - 5	Трансф.
Температура tмас1, оС		55
Расход G1, т/ч		7,5 = 2,083кг/с
Температура tвод1, оС		8
Расход G2, т/ч	Первая цифра варианта - 7	10 = 2,78
Температура tмас2, оС		32

Решение:

Тепловой поток Q₁, отраженный в теплообменнике горячим теплоносителем при его охлаждении от температуры t₁^' до t₁^" равен:

Q₁ = G₁ *C_p1( ), кДж (1);

где индекс 1 относится к горячему теплоносителю (масло МК);

G₁ - массовый расход теплоносителя, кг/с;

C_p – теплоемкость горячего теплоносителя при средней температуре t_1.ср = 0,5∙(t₁' + t₁''), кДж/(кг град);

t' и t^" - температура теплоносителя соответственно на входе и выходе ТОА, C.

Так как, в условии задачи сказано, потерями теплоты в окружающую среду пренебречь, то второму теплоносителю передается вся теплота Q₁, и Q₂ = Q₁ .

Тогда уравнение теплового баланса будет иметь вид:

Q₂ = Q₁ 

или

Q₁ = G₁ *C_p1( ) = G₂ *C_p2( ), кДж (2);

Отсюда, получаем:

= + (3);

где С_р2 = 4,2 кДж/(кгК) – теплоемкость воды при средней температуре.

По ПРИЛОЖЕНИЮ 5 (задачника) Таблица П.5.4 - Физические свойства трансформаторного масла в зависимости от температуры:

С_р1 = 1,817 кДж/(кгК) – теплоемкость масла МК при средней температуре t_1.ср = 0,5∙(55 + 32) = 43,5 ⁰C;

Определяем количество передаваемой теплоты по формуле (1):

Q₁ = G₁ *C_p1( ) = 2,083 * 1,817 * (55-32) = 87,05 кДж

Определяем температуру воды на выходе из маслоохладителя по (3):

= + = 8 + 87,05/(2,78*4,2) = 15,46 ⁰C

Ответ: температура воды на выходе из маслоохладителя 15,46 ⁰C.