Задача 1-10-2-14

Рассчитать промежуточный холодильник ГТУ (рис.), если расход влажного воздуха 1 составляет 90720 кг/ч, влагосодержание 0,015 кг/кг. Температура воздуха на входе 400 К, давление воздуха на входе 273,2 кПа, расход воды 2 — 181300 кг/ч, температура воды на входе 288,6 К. Поверхность холодильника — плоские трубы, сплошные ребра. Со стороны воздуха гидравлический радиус канала r_возд = 0,877 мм, отношение поверхности теплообмена к полному объему ψ_возд = 887 м²/м. Отношение поверхности ребер к полной поверхности F_р/F = 0,845. Отношение свободного сечения к полному (фронтальному) сечению σ₁ = 0,780; толщина металлического ребра δ = 0,1016 мм; материал ребра — алюминиевый сплав с λ = 173 Вт/(м × К). Длина ребра, равная половине расстояния между трубами, l = 5,72 мм. Со стороны воды: внешние размеры сечения трубы 18,7 × 2,5 мм; внутренние размеры 18,2 × 2,03 мм. Поверхность ребра, приходящаяся на одну трубу (фронтальное сечение) f₁ = 28 · 10^–5 м². Свободное сечение одной трубы f_с1 = 3,619 · 10^–5 м²; внутренний периметр трубы 38,7 мм. Отношение свободного сечения к фронтальному σ₂ =0,129. Отношение поверхности теплообмена со стороны воды к полному объему ψ_вод = 138,2 м²/м³. Гидравлический радиус канала для прохода воды r_вод = 0,932 мм. Площадь фронтального сечения на стороне воздуха f_{фр.возд} = 0,991 м². Площадь фронтального сечения на стороне воды f_{фр вод} = 0,295 м². Общий объем теплообменника V = 0,479 м³.

Указание. Для решения задачи воспользоваться графиками, приведенными на рис. (на рисунках обозначено: f — коэффициент трения; L — полная длина поверхности теплообмена; r — гидравлический радиус канала, характерный размер канала, входящий в число Re, принят равным 4r; T_ср — средняя температура теплоносителя; T_ст — температура внутренней поверхности канала). Методику расчета теплообменника см. в книге В. М. Кэйса и А. Л. Лондона «Компактные теплообменники» (М.—Л., 1962).