POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA

„Projektowanie wymiennika ciepła
typu woda- woda (rura w rurze)”

Wykonał:

Damian Redzik gr. COWiG 2

Warszawa 2011

I. Wstęp teoretyczny.

Wymiennik ciepła – urządzenie służące do wymiany energii cieplnej pomiędzy dwoma jej nośnikami, tj. substancjami będącymi w stanie ciekłym lub gazowym.

Wymienniki ciepła mogą mieć różną konstrukcję, lecz zwykle składają się z długiej rury wykonanej z tworzywa będącego dobrym przewodnikiem ciepła. W celu powiększenia powierzchni wymiany ciepła, wymiennik może być wyposażony w ożebrowanie.

Jeśli celem wymiennika ciepła jest schłodzenie płynu roboczego, nazywa się go chłodnicą. Jeśli ogrzanie płynu roboczego – nagrzewnicą.

Podziały wymienników

• ze względu na budowę: "rura w rurze", płaszczowo-rurowe, "rura Fielda", rurka cieplna, płytowe, spiralne, lamelowe, pojemnościowe, inne;

• ze względu na rodzaj czynnika: ciecz-ciecz, ciecz-gaz, ciecz-ciało stałe, gaz-gaz i inne;

• ze względu na organizację przepływu: współprądowe, przeciwprądowe, krzyżowe;

• ze względu na ilość czynników wymieniających ciepło;

• ze względu na obecność mieszania: z mieszaniem, bez mieszania, z mieszaniem niektórych czynników;

• ze względu na charakter działania: praca ciągła, praca okresowa.

II. Cel

Projektowanie wymiennika ciepła polega na określeniu długości tak aby dla założonych parametrów czynników otrzymać żądaną ilość ciepła.

III. Założenia

Założenia projektu obejmują założenie czynnika grzejnego, czyli wody sieciowej oraz czynnika ogrzewanego, czyli wody instalacyjnej, a także obliczeniowe zapotrzebowanie na moc cieplną.

Do obliczeń przyjmuje się wydajności wymiennika zwiększone o 15% w stosunku do obliczeniowego zapotrzebowania na ciepło aby pokryć straty ciepła sieci przewodów.

IV. Algorytm obliczeń

1. Obliczeniowa wydajność wymiennika

2. Obliczeniowy strumień wody instalacyjnej.

3. Prędkość wody instalacyjnej i dobór średnic.

4. Obliczeniowy strumień objętościowy.

5. Prędkość wody wyjściowej.

6. Określenie współczynnika przyjmowania ciepła od wody sieciowej.

7. Określenie współczynnika przyjmowania ciepła od wody sieciowej.

8. Określenie liniowego współczynnika przenikania ciepła.

9. Określenie średniej logarytmicznej różnicy temperatur.

10. Określenie gęstości strumienia ciepła.

11. Sprawdzenie założenia temperatury.

11. Określenie wymaganej długości wymiennika.

V. Wyniki

Przyjęte parametry oraz wyniki znajdują się w pliku Excela.

VI. Wnioski

Aby otrzymać żądaną ilość ciepła dla parametrów wody sieciowej 120/50 [˚C] i instalacyjnej 60/40 [˚C] należy przyjąć wymiennik ciepła o długości 12 m.