Таблица 1 – Исходные данные
| Номер варианта | 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| 
| Распо-ложение труб | Матер. |
| 1,5 | - | Г | С |
Греющий теплоноситель - дымовые газы, которые движутся в межтрубном пространстве.
Нагреваемый теплоноситель - вода, которая движется по внутренней трубе. Теплообменник выполнен из металлических труб.
Параметры:
- начальная температура греющего теплоносителя, 
;
- конечная температура греющего теплоносителя, ;
- начальная температура нагреваемого теплоносителя, 
;
- конечная температура нагреваемого теплоносителя, ;
- расход греющего теплоносителя, 
;
- расход нагреваемого теплоносителя, 
;
- коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к поверхности внутренней трубы, 
;
- коэффициент теплоотдачи от поверхности внутренней трубы к нагреваемому теплоносителю, 
;
- внутренний и наружный диаметр внутренней трубы, 
, 
, 
;
- толщина стенки труб, 
;
материал труб: сталь - 
; латунь - 
;
расположение труб: горизонтальное - 
; вертикальное - 
;
- коэффициент теплопроводности материала стенки труб, 
, сталь - 50; латунь - 100.
Тепловая мощность рекуперативного теплообменника:
(1)
где 
- массовые расходы теплоносителей (греющего и нагреваемого), ;
- удельная теплоемкость (при 
) греющего и нагреваемого теплоносителя, 
- поверхностный 
теплообменника;
Расход теплоносителя:
(2)
Средний температурный напор:
Средний температурный напор:
- при 
(3.а)
- при 
(3.б)
где 
- температурный перепад теплоносителей соответственно средний, больший и меньший на концах теплообменника, 
;
Прямоток: 
, 
Противоток: 
, 
Коэффициент теплопередачи:
(4)
(5)
где - коэффициент теплоотдачи от греющего теплоносителя к поверхности внутренней трубы, 
;
- коэффициент теплоотдачи от поверхности внутренней трубы к нагреваемому теплоносителю, 
;
- толщина стенки трубы, 
;
- коэффициент теплопроводности материала стенки трубы, 
;
- внутренний, наружный и средний диаметр внутренней трубы, 
;
Так как 
, следовательно, 
Погрешность при определении коэффициента теплопередачи:
следовательно, в расчет принимаем коэффициент теплопередачи по формуле (4)
Площадь поверхности нагрева:
(6)
где 
- коэффициент теплопередачи теплообменника, ;
Прямоток: 
Противоток: 
Рисунок 1 - График изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена и принципиальная схема теплообменника: а - прямоточная схема движения теплоносителей; б - противоточная схема движения теплоносителей.
Вывод
Поверхность нагрева при противотоке меньше, чем при прямотоке 
, так как средняя температура при противотоке больше, чем при прямотоке 
Устройства, предназначенные для передачи теплоты от одной среды к другой, называют теплообменными аппаратами или теплообменниками.
Теплообменные аппараты бывают поверхностные (рекуперативные и регенеративные), контактные (смесительные), с внутренними источниками теплоты.
Существуют следующие схемы движения теплоносителей в теплообменных аппаратах:
- прямоточные теплообменники, когда теплоносители движутся в одном направлении;
- противоточные теплообменники, когда теплоносители движутся в противоположных направлениях;
- смешанные теплообменники, когда в одних частях теплообменника - прямоточное движение, в других - противоточное;
- перекрестные, когда в теплообменниках теплоносители движутся в перекрестном направлении.
В основу теплового расчета теплообменников положены уравнение теплового баланса и уравнение теплопередачи.
В рекуперативном теплообменнике «труба в трубе» происходят следующие процессы передачи теплоты:
- от горячего теплоносителя к внешней стенке внутренней трубы - конвекцией и тепловым излучением;
- через стенку внутренней поверхности - теплопроводностью;
- от внутренней поверхности внутренней трубы к холодному теплоносителю - конвекцией и тепловым излучением.
Рассчитывать коэффициент теплопередачи по формулам плоской пластина можно при 
или когда погрешность, 
при определении коэффициента теплопередачи по формулам для плоской стенки и круглой составляет не более 
.
Список использованной литературы
1. Круглов Г.А., Булгакова Р.И.. Круглова Е.С. Теплотехника: учебное пособие. СПб.: Издательство «Лань», 2010. – 208 с.
2. Амерханов Р.А., Драганов Б.Х. Теплотехника: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 2006. – 432 с.