Краткие сведения по задаче

Теплообменник –устройство, в котором осуществляется теплообмен между двумя или несколькими теплоносителями либо между теплоносителем и поверхностью твёрдого тела. При этом тепловой поток в каждой точке сохраняет одно и то же направление. Если параметры теплоносителей на входах в теплообменник не изменяются, то при ламинарных течениях внутри параметры теплоносителей будут независимы от времени. В этом случае, процесс теплопередачи имеет стационарный характер, и такие теплообменники называют также стационарными, в противоположность, например, от регенеративных теплообменников.

Конструктивно теплообменник представляет собой теплоизолированный корпус, в котором особым образом расположены алюминиевые пластины с ребрами и боковыми проставками.

В теплообменнике нагрев свежего холодного воздуха происходит за счет охлаждения отработанного горячего воздуха, таким образом, в камеру поступает уже предварительно нагретый воздух.

Корпус теплообменника имеет входные и выходные отверстия, через которые теплообменник соединяется с печью и вытяжным вентилятором.

Вытяжной вентилятор, в зависимости от исполнения, может располагаться и внутри рекуперативного теплообменника.

Особенность рекуперативного заключается в том, что их можно использовать лишь в том случае, если хотя бы в одном месте приточные и вытяжные воздуховоды размещены в непосредственной близости друг от друга.

Дымовые газы подогревают концы тепловых труб, вызывая испарение жидкости и перемещение пара в противоположную часть трубы.

Применение рекуперативного теплообменника позволяет избежать конденсации влаги из воздуха в сушильной патере, при поступлении в камеру свежего холодного воздуха (в зимний период), а также уменьшает потери тепла с выбросом отработанного влажного воздуха на 5-10%.

В зависимости от направления движения теплоносителей рекуперативные теплообменники могут быть прямоточными при параллельном движении в одном направлении, противоточными при параллельном встречном движении, а также перекрестноточными при взаимно перпендикулярном движении двух взаимодействующих сред.

Задача №3

По стальной трубе, внутренний и внешний диаметры которой соответственно и , а теплопроводность , течёт газ со средней температурой , коэффициент теплоотдачи от газа к стенке . Снаружи труба охлаждается водой со средней температурой ; коэффициент теплоотдачи от стенки к воде .

Определить коэффициент теплопередачи, удельный тепловой поток на 1 м длины трубы и температуры поверхностей трубы.

Изобразить графически изменение температуры при передаче теплоты через стенку трубы.

Дано:

;

? Рисунок 3.1 – Изменение температуры при

передаче теплоты через стенку трубы

Решение:

По формуле (2) коэффициент теплопередачи равен

Подставим известные значения и получим

Найдём удельный тепловой поток

Из формул теплопроводности цилиндрической стенки найдём температуры поверхностей стенки.

где – количество теплоты;