wymiana ciepła typu rura w rurze

[chudy35]

Obliczyć niezbędną powierzchnię wymiany ciepła w wymienniku ciepła typu „rura w rurze” o
średnicy 106x3mm i 166x3mm, w którym rurą wewnętrzną płynie powietrze o natężeniu 0,16kg/s,
ogrzewając się od 40 do 80 oC. W przestrzeni między rurowej przepływa nasycona para wodna skraplająca się
w temp. 105 oC. Współczynnik wnikania ciepła od strony pary wynosi α pary =5x10 4 W/(m 2 *K),
α p =53,9W/(m 2 *K). Obliczenia wykonać zaniedbując krzywiznę ściany rury i przyjmując wartość
współczynnika przewodzenia ścianki równa 46W/(m*K).

Proszę o pomoc z odpowiednimi objaśnieniami.

[janusz55]

Niezbędną powierzchnię \( A \) wymiany ciepła obliczamy z Prawa Pecleta

\( A= \frac{Q'}{k \cdot \Delta t_{śr}}\)

gdzie:

\( Q' = m' \cdot ( i_{p} - c_{w}t_{w})\)

Z wykresu dla temperatury \( t_{w}= 105^{o}C \) odczytujemy entalpię parowania \( i_{p} = 2243 \frac{kJ}{kg}. \)

Współczynnik przenikania \( k \) obliczamy ze wzoru

\( k = \frac{1}{\frac{1}{\alpha_{pary}} + \frac{\delta}{\lambda \cdot \frac{d_{w}}{d_{1}}} + \frac{1}{\alpha_{powietrza}\frac{d_{2}}{d_{1}}}} \left[ \frac{W}{m^2\cdot K}\right], \)


\( d_{w} = \frac{d_{1} + d_{2}}{2}, \)

\( \delta = \frac{\alpha_{pary}}{\alpha_{powietrza}},\)

\( \Delta t_{śr} = \frac{t_{1} - t_{2}}{\ln\left(\frac{t_{1}}{t_{2}}\right)}.\)