Projekt Wymiennika ciepła

1.)Obliczenia

DANE:

Czynnik oddający ciepło: olej maszynowy

Temperatury

Strumień masy :

[kg/h] = 0,291 [kg/s]

Ciśnienie:

pI= 0.11 [MPa]

Czynnik pobierający ciepło: olej maszynowy

Temperatury

Ciśnienie

p_II=0,11 [MPa]

OBLICZENIA

- ciepło oddawane przez czynnik I

czynnik pobierający ciepło

- ciepło pobierane przez czynnik II

zakładamy 5% strat po stronie czynnika pobierającego ciepło

=0,95*

obliczenia
:

dla czynnika oddającego ciepło

dla oleju pobierającego ciepło

obliczam strumień masy czynnika pobierającego ciepło

=0,95*

=0,95*1050*40*2745

Obliczam strumień ciepła

1.Obliczenia dla wymiennika przeciwprądowego

Określamy średnie temperatury

czynnik odbierający ciepło

zakładam przepływ przeciwprądowy:

=52,5

2-czynnik oddający ciepło

Wyznaczamy współczynnik α:

Zakładam prędkość czynnika oddającego ciepło w_I = 1,58 [m/s]

Zakładam prędkość czynnika pobierającego ciepło w_II = 1,32 [m/s]

A_II = 0,00023 m2

D_II = 0,017 m

Z tablic dobieram rurę ∅ 19 o srednicy wewn 17

W_II = 1,32

Re_II = 246,59

Ponieważ Re
=1345 i jest mniejsza Re<2300 mamy przepływ laminarny więc liczba Nusselta:

Obliczam średnicę rury zewnętrznej

A_I = 0,00022 m2

Dobieram rure ∅ 32 o średnicy wewnętrznej 28 mm

Ponieważ Re
=1345 i jest mniejsza Re<2300 mamy przepływ laminarny więc liczba Nusselta:

Wymiennik przeciwprądowy:

=52,5

Obliczenie wymaganej długości wymiennika

Uwzględniając niepewność obliczeń zwiększamy długość wymiennika o 30% wiec l=710m

1b.Obliczenia dla wymiennika współprądowego

Określamy średnie temperatury:

1-czynnik odbierający II ( ponieważ słabiej zmienia temp.)

przepływ współprądowy:

=54,10

2-czynnik olej ponieważ silnie oddaje ciepło

Wyznaczamy współczynnik α:

Zakładam prędkość czynnika oddającego ciepło w_I = 1,58 [m/s]

Zakładam prędkość czynnika pobierającego ciepło w_I = 1,32 [m/s]

A_II = 0,00023 m2

D_II = 0,017 m

Z tablic dobieram rurę ∅ 19 o srednicy wewn 17

W_II = 1,32

Re_II = 246,59

Ponieważ Re
=1345 i jest mniejsza Re<2300 mamy przepływ laminarny więc liczba Nusselta:

Obliczam średnicę rury zewnętrznej

A_I = 0,00022 m2

Dobieram rure ∅ 32 o średnicy wewnętrznej 28 mm

Ponieważ Re
=1345 i jest mniejsza Re<2300 mamy przepływ laminarny więc liczba Nusselta:

Wymiennik współprądowy:

=54,10

Obliczenie wymaganej długości wymiennika

Uwzględniając niepewność obliczeń zwiększamy długość wymiennika o 30% wiec l=690m

Obliczenia temperatury ścianek:

Współprąd

t

t
=140-
=60,51
C

t

t

C

Przeciwprąd

t

t
=140-
=97,82
C

t

t

C

Wnioski:

Ze względu na zastosowanie jako obydwu mediów oleju, po obydwu stronach przewodnika występuje przepływ laminarny. Skutkiem tego współczynnik α jest stosunkowo mały, przez co wymiennik ma dużą długość. Sposobem na poprawienie sytuacji byłoby zastosowanie w przewodach wkładek powodujących zaburzenia przepływu. Spowodowało by to potrzebę zwiększenia mocy pomp tłoczących czynniki, ale za to wymiary wymiennika uległy by znacznemu skróceniu.

---