Пример 2010 года, 18 часов дня
Thread Content
18. Теплообменник с трубками, в котором вода внутри труб нагревается с помощью насыщенного пара при температуре 143°C, в результате чего её температура повышается с 15°C до 45°C. Известно, что коэффициент теплопередачи при конденсации пара составляет 1,1×104 Вт/(м²·°C), а коэффициент теплопередачи в результате конвекции для воды внутри трубы — 3500 Вт/(м²·°C). При игнорировании теплового сопротивления стенок трубы, теплового сопротивления загрязнений и потерь тепла, а также при условии рассмотрения трубы как плоской поверхности, какими будут значения общего коэффициента теплообмена (Вт/(м²·°C)) и средней температуры поверхности для теплообменника? (A) 2655, 127,2 (B) 3921, 141,3 (C) 3313, 140,3 (D) 2655, 115,7Решение: K = 1/(1/α1 + 1/α2) = 1/(1/11000 + 1/3500) = 2655.
△tm = (45 – 15)/ln = 112,3.
t1 = 143, t2 = 143 – 112,3 = 30,7.
Пусть температура горизонтальной поверхности равна tQ = α1·S·(143 – t) = α2·S·(t – 30,7).
11000·(143 – t) = 3500·(t – 30,7).
t = 115,7 °C.
Ответ: D. Как понимать обозначения, выделенные красным цветом?
Последнее изменение в этом посте было сделано пользователем kang2012 28.08.2016 в 11:21. Такой способ решения довольно сложен; его лучше упростить. Формула имеет вид: Q = KSΔtm = a1S(143 – средняя температура стенки) = a2S(t_средняя стенки – t_средняя температура холодной среды). При этом t_средняя температура холодной среды равна средней температуре нагревающего вещества минус Δtm. В данном случае средняя температура нагревающего вещества составляет 143, следовательно, средняя температура холодной среды равна 143 – 30,7. На самом деле среднюю температуру холодной среды можно приблизительно определить как (15 + 45)/2; однако это приведет к небольшим отклонениям в результатах расчетов. Если что-то не понятно, можно просто использовать формулу Q = KSΔtm = a1S(143 – средняя температура стенки).
Что касается температуры стены, её можно непосредственно рассчитать с помощью формулы: (143 – tw) / (1/α1) = (tw – (15 + 45)/2) / (1/α2)