Dane	Obliczenia	wyniki
	OBLICZENIA CIEPLNO PRZEPŁYWOWE BILANS CIEPLNY QA = QB + Qstr Zakładamy Qstr = 5% Qstr = 0,05 QA Bilans cieplny czynnika A QA = GA + CpA (twyl A-twl A) Bilans cieplny czynnika B QB = GB + CpB (twyl B-twl B)
twl = 95 twyl = 190 Tabela II-1 rCo2 = 0, 55 rCo = 0, 3 rN2 = 0, 15 Tkr Co2 = 304, 15K Tkr Co = 132, 95K Tkr N2 = 126, 05K	OBLICZENIE CIEPŁA WŁAŚCIWEGO CZYNNIKA B: Temperatura zredukowana czynnika B $$T_{\text{rB}} = \frac{T}{T_{k\text{rB}}}$$ Temperatura średnia czynnika zimnego $$t_{sr} = \frac{t_{\text{wyl}} + t_{\text{wl}}}{2} = \frac{95 + 190}{2} = 142,5$$ Tsr = 142, 5 + 293 = 415, 5 Temperatura krytyczna $$T_{\text{kr}} = \sum_{}^{}{r_{i}*T_{\text{kri}}}$$ Tkr - tabela II-1 wybrane właściwości fizyczne niektórych substancji Tkr = 0, 55 * 304, 15 + 0, 3 * 132, 95 + 0, 15 * 126, 5 = 226, 08 $$T_{\text{rB}} = \frac{T}{T_{\text{krB}}} = \frac{415,5}{226,08} = 1,84$$	tsr = 142, 5 Tsr = 415, 5K Tkr = 226, 08K TrB = 1,84
P=0,4 MPa Tabela II-1 Pkr Co2 = 7, 355MPa Pkr Co = 3, 491MPa Pkr N2 = 3, 393MPa	Ciśnienie zredukowane czynnika B $$P_{\text{rB}} = \frac{P}{P_{\text{krB}}}$$ Ciśnienie krytyczne $$P_{\text{kr}} = \sum_{}^{}{r_{i}*P_{\text{kri}}}$$ Pkr = 0, 55 * 7, 355 + 0, 3 * 3, 491 + 0, 15 * 3, 396 = 5, 602 $$P_{\text{rB}} = \frac{P}{P_{\text{krB}}} = \frac{0,4}{5,602}0,0714$$	Pkr=5,602MPa PrB = 0, 0714
CpCO2, 100 = 40, 206 kJ/(kmol*K) CpCO2, 200 = 43, 689 kJ/(kmol*K) CpCO, 100 = 29, 262 kJ/(kmol*K) CpCO, 200 = 29, 647 kJ/(kmol*K) CpN2, 100 = 29, 199 kJ/(kmol*K) CpN2, 200 = 29, 471 kJ/(kmol*K) rCo2 = 0, 55 rCo = 0, 3 rN2 = 0, 15 MCo2 = 44 kg/kmol MCo = 28 kg/kmol MN2 = 28 kg/kmol	T= 142,5℃ Cp=$\frac{\text{Cp}_{2} - \text{Cp}_{1}}{T_{2} - T_{2}}*\left( T_{p} - T_{1} \right) + \text{Cp}_{1}$ $$\text{Cp}_{CO2} = \frac{43,689 - 40,206}{200 - 100}*\left( 142,5 - 100 \right) + 40,206 = 41,686$$ $$\text{Cp}_{\text{CO}} = \frac{29,647 - 29,262}{200 - 100}*\left( 142,5 - 100 \right) + 29,262 = 29,426$$ $$\text{Cp}_{N2} = \frac{29,471 - 29,199}{200 - 100}*\left( 142,5 - 100 \right) + 29,199 = 29,315$$ (Cp^*)T = $\sum_{}^{}{r_{i}*\text{Cp}_{i}}$ (Cp^*)T =0,55*41,686+0,3*29,426+0,15*29,315=36,152 Poprawka ciśnieniowa molowego ciepła właściwego odczytana z wykresu II-8 (Cp,M)T =0,4 J/(mol*K) (Cp,M)T =(Cp^*)T+(Cp,M)T (Cp,M)T =36,152+0,4=36,552 Masa molowa mieszaniny: MMB = $\sum_{}^{}{r_{i}*M}$i MMB =0,55*44+0,3*28+0,15*28=36,8 Molowe ciepło właściwe mieszaniny B: Cp=$\frac{{(Cp,}_{M})T}{M\text{MB}} = \frac{36,552}{36,8} = 0,99$ QB = GB + CpB (twyl B-twl B)= 9300*$\frac{1}{3600}*0,99*95 =$242,963	CpCO2 = 41, 686 kJ/(kmol*K) CpCO = 29, 426 kJ/(kmol*K) CpN2 = 29, 315 kJ/(kmol*K) (Cp^*)T =36,152 kJ/(kmol*K) (Cp,M)T=36,552 kJ/(kmol*K) MMB =36,8 kg/kmol Cp=0,99kJ/kg*K QB =242,963 kW
twl = 440 twyl = 310 Tabela II-1 rCo2 = 0, 20 rN2 = 0, 80 Tkr Co2 = 304, 15K Tkr N2 = 126, 05K	OBLICZENIE CIEPŁA WŁAŚCIWEGO CZYNNIKA A: Temperatura zredukowana czynnika A $$T_{\text{rA}} = \frac{T}{T_{\text{krA}}}$$ Temperatura średnia czynnika zimnego $$t_{sr} = \frac{t_{\text{wyl}} + t_{\text{wl}}}{2} = \frac{440 + 310}{2} = 375$$ Tsr = 375 + 293 = 648 Temperatura krytyczna $$T_{\text{kr}} = \sum_{}^{}{r_{i}*T_{\text{kri}}}$$ Tkr - tabela II-1 wybrane właściwości fizyczne niektórych substancji Tkr = 0, 2 * 304, 15 + 0, 8 * 126, 5 = 162, 03 $$T_{\text{rA}} = \frac{T}{T_{\text{krA}}} = \frac{648}{162,03} = 3,99$$	tsr = 375 Tsr = 648K Tkr = 162, 03 TrA = 3,99
P=0,4 MPa Tabela II-1 Pkr Co2 = 7, 355MPa Pkr N2 = 3, 393MPa	Ciśnienie zredukowane czynnika A $$P_{\text{rA}} = \frac{P}{P_{\text{krA}}}$$ Ciśnienie krytyczne $$P_{\text{kr}} = \sum_{}^{}{r_{i}*P_{\text{kri}}}$$ PkrA = 0, 2 * 7, 355 + 0, 8 * 3, 393 = 4, 1854 $$P_{\text{rA}} = \frac{P}{P_{\text{krA}}} = \frac{0,4}{4,1854} = 0,0956$$	PkrA=4,18542MPa PrA = 0, 0956
CpCO2, 30046, 515  kJ/(kmol*K) CpCO2, 400 = 48, 860 kJ/(kmol*K) CpN2, 300 = 29, 952 kJ/(kmol*K) CpN2, 400 = 30, 576 kJ/(kmol*K) rCo2 = 0, 2 rN2 = 0, 8 MCo2 = 44 kg/kmol MN2 = 28 kg/kmo	Obliczenia molowego ciepła właściwego T= 142,5℃ Cp=$\frac{\text{Cp}_{2} - \text{Cp}_{1}}{T_{2} - T_{2}}*\left( T_{p} - T_{1} \right) + \text{Cp}_{1}$ $$\text{Cp}_{CO2} = \frac{48,860 - 46,515}{400 - 300}*\left( 375 - 300 \right) + 46,515 = 48,274$$ $$\text{Cp}_{N2} = \frac{30,576 - 29,952}{200 - 100}*\left( 375 - 300 \right) + 29,952 = 30,42$$ (Cp^*)T = $\sum_{}^{}{r_{i}*\text{Cp}_{i}}$ (Cp^*)T =0,2*48,274+0,8*30,42=33,991 Poprawka ciśnieniowa molowego ciepła właściwego odczytana z wykresu II-8 (Cp,M)T =0,4 J/(mol*K) (Cp,M)T =(Cp^*)T+(Cp,M)T (Cp,M)T =33,991+0,4=34,391 Masa molowa mieszaniny: MMA = $\sum_{}^{}{r_{i}*M}$i MMA =0,2*44+0,8*28=31,2 Molowe ciepło właściwe mieszaniny B: Cp=$\frac{{(Cp,}_{M})T}{M\text{MB}} = \frac{34,391}{31,2} = 1,1$ QA= GA + CpA (twyl A-twl A)= 6500*$\frac{1}{3600}*1,1*$ (440-310)=258,194	CpCO2 = 48, 274 kJ/(kmol*K) CpN2 = 29, 315 kJ/(kmol*K) (Cp^*)T =33,991 kJ/(kmol*K) (Cp,M)T=34,391 kJ/(kmol*K) MMA =31,2 kg/kmol Cp=1,1 kJ/kg*K QA =258,194 kW
tA, wl=440℃ tB, wyl=190℃ tA, wyl=310℃ tB, wl=95℃ T1 = 250 T2 = 215	OBLICZENIA NAWIĄZUJĄCE DO POWIERZCHNI WYMIANY CIEPŁA T1 = tA, wl − tB, wyl = 440℃-190℃=250℃ T2 = tA, wyl − tB, wl = 310℃-95℃=215℃ gdy$\text{\ \ }\frac{{T}_{2}}{{T}_{1}} < 2$wtedy: $${T}_{m} = \frac{{T}_{1} + {T}_{2}}{2}$$ $\frac{{T}_{2}}{{T}_{1}} = \frac{215}{250} = 0,86\ $< 2 ${T}_{m} = \frac{250 + 215}{2}$=232,5℃	T1 = 250 T2 = 215 $$\frac{{T}_{2}}{{T}_{1}} = 0,86$$ Tm = 232, 5
Q=258,194KW k=180 W/(m^2*K) ∆T=232,5℃	Zał. k=(150÷200) W/(m^2*K) Q=k*F*∆T FZ=$\frac{Q}{k*T}$ FZ =$\frac{258,194*1000}{180*232,5} = 6,17\ m^{2}$ Ze względu na zmienne warunki procesowe zakładamy rezerwę bezpieczeństwa 30% FZ =6,17*1,3=8,021 m^2	FZ =6,17m^2 FZ =8,021m^2
Pr =0,096 Tr = 5,08 z=0,98 T=648K MA=31,2 kg/kmol pA = 0, 4MPa (MR)=8314,7 J/(kmol*K)	OBLICZENIE WŁASNOŚCI FIZYCZNYCH CZYNNIKÓW Obliczenie gęstości z uwzględnieniem poprawki ciśnieniowej z (tablica II-13) CZYNNIK A (GORĄCY) $$\rho_{A} = \frac{p_{A}*M_{A}}{z*\left( \text{MR} \right)*T}$$ $$\rho_{A} = \frac{0,4*10^{6}*31,2}{0,98*8314,7*648} = 2,364kg/m^{3}$$	ρA = 2, 364 kg/m^3
ηrA = 1, 9 rCo2 = 0, 2 rN2 = 0, 8 ηCo2 = 343 * 10^−7 Pa * s ηN2 = 180 * 10^−7 Pa * s	Obliczenie lepkości: $$\eta_{\text{krA}} = {\sum_{}^{}{\eta_{i}*}r}_{i}$$ ηkrA = 0, 2 * 343 * 10^−7+0,8*180 * 10^−7=212,6*10^−7Pa*s ηA = ηkrA * ηrA ηA =  212,6*10^−7 * 1, 9=403,94*10^−7Pa*s	ηkrA=212,6*10^−7 Pa*s ηA=403,94*10^−7 Pa*s
λCo2 = 0, 0450  W/(m * K) λN2=0,0329 W/(m * K) λrA = 1, 7  W/(m * K)	Obliczenie współczynnika przewodzenia ciepła: $$\lambda_{\text{krA}} = {\sum_{}^{}{\lambda_{i}*}r}_{i}$$ λkrA = 0, 2 * 0, 0450+0,8*0,0329=0,03532 W/(m * K) λA = λkrA * λrA λA =  0,03532*1,7=0,060044 W/(m * K)	λkrA=0,03532  W/(m * K) λA=0,060044  W/(m * K)
Pr =0,0714 Tr = 1,84 z=0,98 T=415,5K MB=36,8 kg/kmol pB = 0, 4MPa (MR)=8314,7 J/(kmol*K)	CZYNNIK B (ZIMNY) $$\rho_{B} = \frac{p_{B}*M_{B}}{z*\left( \text{MR} \right)*T}$$ $$\rho_{B} = \frac{0,4*10^{6}*36,8}{0,98*8314,7*415,5} = 4,348kg/m^{3}$$	ρB = 4, 348 kg/m^3
ηrB = 0, 85 rCo2 = 0, 55 rCo = 0, 3 rN2 = 0, 15 ηCo2 = 343 * 10^−7 Pa * s ηCo = 190 * 10^−7 Pa * s ηN2 = 180 * 10^−7 Pa * s	Obliczenie lepkości: $$\eta_{\text{krB}} = {\sum_{}^{}{\eta_{i}*}r}_{i}$$ ηkrB=0,55*343*10^-7+0,3*190*10^-7+0,15*180*10^-7=272,65*10^-7 ηB = ηkrB * ηrB ηB =  272,65*10^−7 * 0, 85= 231,75*10^-7	ηkrB=272,65*10^−7 Pa*s ηB=231,75*10^−7 Pa*s
λCo2 = 0, 0450 W/(m * K) λCo = 0, 0298 W/(m * K) λN2=0,0329 W/(m * K) λrA = 0, 85 W/(m * K)	Obliczenie współczynnika przewodzenia ciepła: $$\lambda_{\text{krB}} = {\sum_{}^{}{\lambda_{i}*}r}_{i}$$ λkrB = 0, 55 * 0, 0450+0,3*0, 0298+0,15*0,0329=0,038625  λA = λkrA * λrA λB =  0,038625 *0,85=0,032831 W/(m * K)	λkrB=0,038625 W/(m * K) λB=0,032831 W/(m * K)
G A=1,8 kg/s 𝜌A=2, 364kg/m^3 G B=2,58kg/s 𝜌B=4, 348kg/m^3	Zał. w=(8÷30) m/s Średnia prędkość gazu w przestrzeni międzyrurowej czynnika A to 21 m/s Sumaryczny przekrój rurek fw=$\frac{G_{A}}{\rho_{A}*w}$ fwA=$\frac{1,8}{2,364*21} = 0,0363m^{2}$ Średnia prędkość gazu w przestrzeni międzyrurowej czynnika B to 10 m/s Powierzchnia przestrzeni międzyrurowej fw=$\frac{G_{B}}{\rho_{B}*w}$ fwB=$\frac{2,58}{4,348*10} = 0,05934$= fm	fwA=0, 0363m^2
	DOBÓR KONSTRUKCJI WYMIENNIKA CIEPŁA Z TABLIC (TABELA IV-32) Wiązka rurek dz =25×2mm Przekrój wewnętrzny rurek fw = 0,0377 m^2 Liczba rurek n= 109 Zewnętrzna średnica i grubość płaszcza Dz×s1 =406,4×8,8 mm Średnica koła ograniczającego otwory d1 =368 mm Przekrój przestrzeni międzyrurowej fm= 0,0652 m^2 Zewnętrzna powierzchnia wymiany ciepła Fz= 8,56 m^2 Masa wiązki rurek m=123 kg Długość rurek wewnętrznych L=1 m
G A=1,8 kg/s 𝜌A=2, 364kg/m^3 fw = 0,0377 m^2 ηA = 403, 94 * 10^−7  Pa*s Cp = 1100 J/kg*K λA=0, 060044 W/(m * K) dw = 0, 021m	SPRAWDZENIE PRZYJĘTEJ KONSTRUKCJI APARATU Wnikanie ciepła po stronie czynnika A wA=$\frac{\rho_{A}}{f_{w}*\rho}$ wA=$\frac{1,8}{0,0377*2,364} = 20,2\ m/s$ Re=$\frac{w_{A}*d*\rho_{A}}{\eta_{A}}$ Re=$\frac{20,2*0,021*2,364}{403,94*10^{- 7}}$ =24825 Pr=$\frac{Cp*\eta_{A}}{\lambda_{A}}$ Pr=$\frac{1100*403,94*10^{- 7}}{0,060044}$=0,74 Nu=C*Re^A*Pr^B Nu=0,023*24825^0,8 *0,74^0,4 =66,89 $$\alpha_{A} = \frac{\text{Nu}_{A}*\lambda_{A}}{d_{w}}$$ $$\alpha_{A} = \frac{66,89*0,060044}{0,021} = 191,25\ W/m^{2}*K$$	wA=20, 2 m/s Re =24825 Pr=0,74 Nu=66,89 αA = 191, 25 W/m^2 * K
G=2,58 fm=0,0652 ρB=4,348 kg/m^3 ηB=231, 75 * 10^−7  Pa*s Cp=990 J/kg*K λB=0, 032831 W/(m * K)	Wnikanie ciepła po stronie czynnika B WB=$\frac{G}{f_{m}*\rho_{B}}$ WB=$\frac{2,58}{0,0652*4,348} = 9,1\ m/s$ $$d_{e} = \frac{D^{2} - nd_{z}^{2}}{D + nd_{z}}$$ D=406,4-(2*8,8)=388,8mm=0,3888 m dz=25mm=0,025m $$d_{e} = \frac{{0,3888}^{2} - 109*{0,025}^{2}}{0,3888 - 109*0,025} = 0,027$$ Re=$\frac{w_{B}*d_{e}*\rho_{B}}{\eta_{B}}$ Re=$\frac{9,1*0,027*4,348}{231,75*10^{- 7}}$ =46097 Pr=$\frac{Cp*\eta_{\mathbf{B}}}{\lambda_{B}}$ Pr=$\frac{990*231,75*10^{- 7}}{0,032831}$=0,7 Nu=C*Re^A*Pr^B Nu=0,023*46097^0,8 *0,7^0,4 =107,32 $$\alpha_{B} = \frac{\text{Nu}_{B}*\lambda_{B}}{d_{e}}$$ $$\alpha_{B} = \frac{107,32*0,032831}{0,027} = 130,5\ W/m^{2}*K$$	W=9, 1 m/s B D=0,3888 m de = 0, 027m Re =46097 Pr=0,7 Nu==107,32 αB = 130, 5 W/m^2 * K
αA=191, 25 TA=648K αB=130, 5 TB=415,5K	Przegrody: Tść = $\frac{\alpha_{A}*T_{A} + \alpha_{B}*T_{B}}{\alpha_{A} + \alpha_{B}}$ Tść = $\frac{191,25*648 + 130,5*415,5}{191,25 + 130,5} = 553,7K = 280$ Tkr = 226,075K Tr =$\frac{T}{T\text{kr}}$ Tr=$\frac{553,7}{226,075} = 2,45$ ηr = 1, 08 ηkr = 272, 65 * 10^−7 ηsc, B = ηr * ηkr ηsc, B = 1, 08*272, 65 * 10^−7=291,4*10^−7Pa * s	Tść =553,7K Tr = 2,45 ηsc, B=291,4*10^−7Pa * s
h=0,024m Dw=0,39m no=11 drz=0,021 GB=2,58 kg/s g = 67, 61 kg/m^2*s de = 0, 027m ηB = 231, 75 * 10^−7  Pa*s η,sc = 291, 4 * 10^−7 Pa*s λB=0,032831 W/(m * K) de=0, 027m	Fz =h*(Dw –no drz) Zał. 0,1D<L’<D 0,039 < L’<0,39 L’=h=0,24 Fz =0,24*(0,39-11*0,021)=0,03816 m^2 g=$\frac{G}{V}$ g=$\frac{2,58}{0,03816} = 67,61$ Re=$\frac{g*de}{\eta}$ Re=$\frac{67,61*0,027}{231,75*10^{- 7}} = 78769$ Pr=0,7 Nu=0,36*$\text{Re}^{0,55}*\Pr^{0,33}*\left( \frac{\eta_{B}}{\eta_{\mathbf{,sc}}} \right)^{0,14}$ Nu=0,36*$78769^{0,55}*{0,7}^{0,33}*\left( \frac{231,75*10^{- 7}}{291,4*10^{- 7}} \right)^{0,14} = 152,85$ $\alpha_{B} = \frac{Nu*\lambda_{B}}{\text{de}}$ $$\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }\text{\ α}_{B} = \frac{152,85*0,032831}{0,027} = 185,86\ W/m^{2}*K$$	Fz =0,03816 m^2 g=67,61 kg/m^2*s Re=78769 Nu=152, 85 αB = 185, 86 W/m^2 * K
si = 0, 0088 m λ1=50 W/m * K λ2 = 47, 1 W/m * K αA = 191, 25 W/m^2 * K αB = 185, 86  W/m^2 * K Q=258, 194 kW ΔT=232,5K	$\frac{1}{\alpha_{\text{os}}}$= 0,00176*2=0,00352 m^2 * K/W $$\frac{1}{k} = \frac{1}{\alpha_{A}} + \frac{s_{i}}{\lambda_{i}} + \frac{1}{\alpha_{B}} + \frac{1}{\alpha_{\text{os}}}$$ $$\lambda_{i} = \frac{\lambda_{2} - \lambda_{1}}{t_{2} - t_{1}}*(t_{p} - t_{1}) + \lambda_{1}$$ $$\lambda_{i} = \frac{47,1 - 50}{300 - 200}*\left( 280 - 200 \right) + 50 = 47,68\ W/m^{2}*K$$ $$\frac{1}{k} = \frac{1}{191,25} + \frac{0,0088}{47,68} + \frac{1}{185,86} + 0,00352 = 0,0143$$ k=69,93 W/m^2 * K F=$\frac{Q}{k*\Delta T}$ F=$\frac{258,194*1000}{69,93*232,5} = 15,9\ m^{2}$ Fz =F+0,3F=15,9+0,3*15,9=20,67m^2	$\frac{1}{\alpha_{\text{os}}}$=0,00352 m^2 * K/W λi = 47, 68 W/m * K k=69,93 W/m * K F=15, 9 m^2 Fz=20,67m^2
L=3m L’=0,24m	Po przeliczeniu i dobraniu nowej konstrukcji wymiennika nowa powierzchnia wymiany ciepła wynosi 25,7 m^2 Natomiast długość rurek wynosi 3 m Liczba przegród: N=$\frac{L}{L^{'}}$ N$= \frac{3}{0,24} = 12,5$=13	N=13
P=0,4Mpa MCO2 = 44 kg/kmol z=0,98 (MR)=8314,7 J/(kmol*K) T=713K MN2=28 kg/kmol rCO2=0,2 rN2=0,8	OBLICZENIA HYDRAULICZNE: Czynnik gorący: Na wlocie: $$\rho_{i} = \frac{p*M_{i}}{z*\left( \text{MR} \right)*T}$$ $$\rho_{co2} = \frac{0,4*10^{6}*44}{0,98*8314,7*713} = 3,02\ kg/m^{3}$$ $$\rho_{N2} = \frac{0,4*10^{6}*28}{0,98*8314,7*713} = 1,93\ kg/m^{3}$$ ρwl = 0, 2 * 3, 02 + 0, 8 * 1, 93 = 2, 148 kg/m^3	ρco2 = 3, 02 kg/m^3 ρN2 = 1, 93 kg/m^3 ρwl = 2, 148 kg/m^3
GA = 1, 8 kg/s ρwl = 2, 148 kg/m^3	Zał. w=(20-÷30)m/s Przyjmujemy w= 25 m/s do obliczeń $$d_{w,wl} = \sqrt{\frac{4*G_{A}}{\pi*\rho_{\text{wl}}*w}}$$ $d_{w,wl} = \sqrt{\frac{4*1,8}{\pi*2,148*25}} = 0,207$m =207 mm Z tablic: dz = 219 mm gn = 5,6mm m =33,2kg/m dw = 219-2*5,6=207,8mm wrz = $\frac{4*G_{A}}{\pi*\rho*d_{w}^{2}}$ wrz = $\frac{4*1,8}{\pi*2,148*{0,2078}^{2}} = 24,71\frac{m}{s}$	dw, wl = 207mm wrz=24, 71m/s
P=0,4Mpa MCO2 = 44 kg/kmol z=0,98 (MR)=8314,7 J/(kmol*K) T=583 K MN2=28 kg/kmol rCO2=0,2 rN2=0,8 GA = 1, 8 kg/s ρwyl = 2, 46 kg/m^3	na wylocie : $$\rho_{i} = \frac{p*M_{i}}{z*\left( \text{MR} \right)*T}$$ $$\rho_{co2} = \frac{0,4*10^{6}*44}{0,98*8314,7*583} = 3,7\ kg/m^{3}$$ $$\rho_{N2} = \frac{0,4*10^{6}*28}{0,98*8314,7*583} = 2,36\ kg/m^{3}$$ ρwyl = 0, 2 * 3, 7 + 0, 8 * 2, 37 = 2, 46 kg/m^3 Zał. w=(20-÷30)m/s Przyjmujemy w= 25 m/s do obliczeń $$d_{w,wl} = \sqrt{\frac{4*G_{A}}{\pi*\rho_{\text{wyl}}*w}}$$ $d_{w,wl} = \sqrt{\frac{4*1,8}{\pi*2,46*25}} = 0,193$m =193 mm Z tablic: dz = 219 mm gn = 5,6mm m =33,2kg/m dw = 219-2*6,3=207,8mm wrz = $\frac{4*G_{A}}{\pi*\rho*d_{w}^{2}}$ wrz = $\frac{4*1,8}{\pi*2,46*{0,2078}^{2}} = 21,56\frac{m}{s}$	ρco2 = 3, 7 kg/m^3 ρN2 = 2, 36 kg/m^3 ρwyl = 2, 46 kg/m^3 dw, wl = 193mm wrz=21, 56m/s
P=0,4Mpa MCO2 = 44 kg/kmol z=0,98 (MR)=8314,7 J/(kmol*K) T=368 K MCO=28 kg/kmol MN2=28 kg/kmol rCO2=0,55 rN2=0,15 rCO=0,3 GB = 2, 58 kg/s ρwl=4, 912 kg/m^3 P=0,4Mpa MCO2 = 44 kg/kmol z=0,98 (MR)=8314,7 J/(kmol*K) T=463 K MCO=28 kg/kmol MN2=28 kg/kmol rCO2=0,55 rN2=0,15 rCO=0,3 GB = 2, 58 kg/s ρwyl=3, 905kg/m^3	czynnik zimny: Na wlocie: $$\rho_{i} = \frac{p*M_{i}}{z*\left( \text{MR} \right)*T}$$ $$\rho_{co2} = \frac{0,4*10^{6}*44}{0,98*8314,7*368} = 5,87\ kg/m^{3}$$ $$\rho_{\text{CO}} = \frac{0,4*10^{6}*28}{0,98*8314,7*368} = 3,74\ kg/m^{3}$$ $$\rho_{N2} = \frac{0,4*10^{6}*28}{0,98*8314,7*368} = 3,74\ kg/m^{3}$$ ρwl = 0, 55 * 5, 87 + 0, 3 * 3, 74 + 0, 15 * 3, 74 = 4, 912 kg/m^3 Zał. w=(20÷30)m/s Do obliczeń przyjmujemy 25 m/s $$d_{w,wl} = \sqrt{\frac{4*G_{B}}{\pi*\rho_{\text{wl}}*w}}$$ $d_{w,wl} = \sqrt{\frac{4*2,58}{\pi*4,912*25}} = 0,164$m =164 mm Z tablic: dz = 193,7 mm gn = 5,6mm m =25,9/m dw = 193,7-2*5,6=182,5 mm wrz = $\frac{4*G_{A}}{\pi*\rho*d_{w}^{2}}$ wrz = $\frac{4*2,58}{\pi*4,912*{0,1825}^{2}} = 20,08\frac{m}{s}$ na wylocie: $$\rho_{i} = \frac{p*M_{i}}{z*\left( \text{MR} \right)*T}$$ $$\rho_{co2} = \frac{0,4*10^{6}*44}{0,98*8314,7*463} = 4,67\ kg/m^{3}$$ $$\rho_{\text{CO}} = \frac{0,4*10^{6}*28}{0,98*8314,7*463} = 2,97kg/m^{3}$$ $$\rho_{N2} = \frac{0,4*10^{6}*28}{0,98*8314,7*463} = 2,97\ kg/m^{3}$$ ρwl = 0, 55 * 4, 67 + 0, 3 * 2, 97 + 0, 15 * 2, 97 = 3, 905kg/m^3 Zał. w=(20-÷30)m/s $$d_{w,wl} = \sqrt{\frac{4*G_{A}}{\pi*\rho*w}}$$ $d_{w,wl} = \sqrt{\frac{4*2,58}{\pi*3,905*25}} = 0,183$m =183 mm Z tablic: dz = 219 mm gn = 6,3 mm m =33,2 kg/m dw = 219-2*6,3=206,4 mm wrz = $\frac{4*G_{A}}{\pi*\rho*d^{2}}$ wrz = $\frac{4*2,58}{\pi*3,905*{0,2064}^{2}} = 19,75m/s$	ρco2 = 5, 87 kg/m^3 ρCO = 3, 74 kg/m^3 ρN2 = 3, 74 kg/m^3 ρwl = 4, 912 kg/m^3 dw, wl = 164 mm wrz =20,08m/s ρco2 = 4, 67 kg/m^3 ρCO = 2, 97 kg/m^3 ρN2 = 2, 94 kg/m^3 ρwl = 3, 905 kg/m^3 dw, wl = 206, 4 mm wrz =19,75 m/s
	UOGÓLNIONY SCHEMAT WYMIENNIKA CIEPŁA :
	Czynnik A wlot Średnia wylot T 440℃ 375 ℃ 310 ℃ η 380,554*10^-7 Pa*s 403,94*10^-7 Pa*s 335,9*10^-7 Pa*s ρ 2,148 kg/m^3 2,364 kg/m^3 2,46 kg/m^3 λ - 0,03532 W/m*K - Czynnik B wlot Średnia wylot T 95℃ 142,5 ℃ 190 ℃ η 212,65*10^-7 Pa*s 231,75*10^-7 Pa*s 250,82*10^-7 Pa*s ρ 4,912 kg/m^3 4,348 kg/m^3 3,905 kg/m^3 λ - 0,03283 W/m*K -
WA wl=24,71m/s ρ=2,148 Kg/m^3 dF0=0,2078m dF1=0,39m η = 380, 554 * 10^−7 Pa*s w=24,71 m/s d=0,2078m ξ2 = 0, 5 ξ1=0,64 st2=0,3 st1=0,2	Obliczenie oporów przepływu przekrój I $$P = \xi*\frac{w^{2}*\rho}{2}$$ $$F_{0} = \frac{\pi*d_{F0}^{2}}{4} = \frac{\pi*{0,2078}^{2}}{4} = 0,034$$ $$F_{1} = \frac{\pi*d_{F1}^{2}}{4} = \frac{\pi*{0,39}^{2}}{4} = 0,12$$ $$\frac{F_{0}}{F_{1}} = \frac{0,034}{0,12} = 0,28$$ $$Re = \frac{w*d*\rho}{\eta}$$ $Re = \frac{24,71*0,2078*2,148}{380,554*10 - 7}$=289825 Odczytujemy z tablic ξ0, 28 $$\xi_{0,28} = \frac{\xi_{2} - \xi_{1}}{\text{st}_{2} - \text{st}_{1}}*\left( \text{st}_{p} - \text{st}_{1} \right) + \xi_{1}$$ $$\xi_{0,28} = \frac{0,5 - 0,64}{0,3 - 0,2}*\left( 0,28 - 0,2 \right) + 0,64 = 0,528$$ $$P = 0,528*\frac{{24,71}^{2}*2,148}{2} = 380,35\ Pa$$	F0=0, 034 F1=0,12 $\frac{F_{0}}{F_{1}}$=0,28 Re=289825 ξ0, 28=0,528 P = 380, 35Pa
WA wl=20,2m/s ρ=2,148 Kg/m^3 dF1=0,39m η = 380, 554 * 10^−7 Pa*s w=20,2 m/s d=0,39m ξ2 = 0, 3 ξ1=0,35 st2=0,4 st1=0,3	Obliczenie oporów przepływu przekrój II $$P = \xi*\frac{w^{2}*\rho}{2}$$ $$F_{0} = \frac{\pi*d^{2}}{4} = 0,0377\ z\ tablic$$ $$F_{1} = \frac{\pi*d^{2}}{4} = \frac{\pi*{0,39}^{2}}{4} = 0,12$$ $$\frac{F_{0}}{F_{1}} = \frac{0,0377}{0,12} = 0,314$$ $$Re = \frac{w*d*\rho}{\eta}$$ $$Re = \frac{20,2*0,39*2,148}{380,554*10^{- 7}} = 4389153$$ $$\xi_{0,14} = \frac{\xi_{2} - \xi_{1}}{\text{st}_{2} - \text{st}_{1}}*\left( \text{st}_{p} - \text{st}_{1} \right) + \xi_{1}$$ $$\xi_{0,314} = \frac{0,3 - 0,35}{0,4 - 0,3}*\left( 0,314 - 0,3 \right) + 0,35 = 0,343$$ $$P = 0,343*\frac{{20,2}^{2}*2,148}{2} = 150,32\ Pa$$	F0=0, 0377 F1=0,12 $\frac{F_{0}}{F_{1}}$=0,314 Re=4 389 153 ξ0, 28=0,343 P = 150, 32 Pa
GA=1,8 kg/s fw1=0,377m^2 ρ= 430, 94 * 10^−7 Kg/m^3 d = 0,021m	Obliczenie oporów przepływu przekrój III $$P = \lambda*\frac{w^{2}*\rho}{2}*\frac{L}{d}$$ $$w = \frac{G_{A}}{\text{fw}_{1}*\rho} = \frac{1,8}{0,0377*2,364} = 20,58\ m/s$$ Re=$\frac{w*d*\rho}{\eta} = \frac{20,58*0,021*2,364}{430,94*10^{- 7}} = 23708$ $$\lambda = \frac{0,3614}{\text{Re}^{0,25}} = \frac{0,3614}{23708^{0,25}} = 0,029$$ $$P = 0,029*\frac{{20,58}^{2}*2,364}{2}*\frac{3}{0,021} = 2074Pa$$	w=20,58 m/s Re=23708 λ=0,029 P=2074 Pa
WA wl=20,2m/s ρ=2,46 Kg/m^3 dF1=0,39m η = 335, 9 * 10^−7 Pa*s w=20,2 m/s d=0,39m ξ2 = 0, 36 ξ1=0,5 st2=0,4 st1=0,3	Obliczenie oporów przepływu przekrój IV $$P = \xi*\frac{w^{2}*\rho}{2}$$ $$F_{0} = \frac{\pi*d^{2}}{4} = 0,0377\ z\ tablic$$ $$F_{1} = \frac{\pi*d^{2}}{4} = \frac{\pi*{0,39}^{2}}{4} = 0,12$$ $$\frac{F_{0}}{F_{1}} = \frac{0,0377}{0,12} = 0,314$$ $$Re = \frac{w*d*\rho}{\eta}$$ $$Re = \frac{20,2*0,39*2,46}{335,9*10^{- 7}} = 576953$$ $$\xi_{0,14} = \frac{\xi_{2} - \xi_{1}}{\text{st}_{2} - \text{st}_{1}}*\left( \text{st}_{p} - \text{st}_{1} \right) + \xi_{1}$$ $$\xi_{0,314} = \frac{0,36 - 0,5}{0,4 - 0,3}*\left( 0,314 - 0,3 \right) + 0,5 = 0,48$$ $$P = 0,48*\frac{{20,2}^{2}*2,46}{2} = 240,9\ Pa$$	F0=0, 0377 F1=0,12 $\frac{F_{0}}{F_{1}}$=0,314 Re=576953 ξ0, 28=0,48 P = 240, 9 Pa
WA wl=21,56m/s ρ=2,46 Kg/m^3 dF0=0,2078m dF1=0,39m η = 335, 9 * 10^−7 Pa*s w=21,56 m/s d=0,2078m ξ2 = 0, 35 ξ1=0,45 st2=0,3 st1=0,2	Obliczenie oporów przepływu przekrój V $$P = \xi*\frac{w^{2}*\rho}{2}$$ $$F_{0} = \frac{\pi*d^{2}}{4} = \frac{\pi*{0,2078}^{2}}{4} = 0,034$$ $$F_{1} = \frac{\pi*d^{2}}{4} = \frac{\pi*{0,39}^{2}}{4} = 0,12$$ $$\frac{F_{0}}{F_{1}} = \frac{0,034}{0,12} = 0,28$$ $$Re = \frac{w*d*\rho}{\eta}$$ $$Re = \frac{21,56*0,2078*2,46}{335,9*10^{- 7}} = 3219616$$ $$\xi_{0,14} = \frac{\xi_{2} - \xi_{1}}{\text{st}_{2} - \text{st}_{1}}*\left( \text{st}_{p} - \text{st}_{1} \right) + \xi_{1}$$ $$\xi_{0,314} = \frac{0,35 - 04}{0,3 - 0,2}*\left( 0,28 - 0,2 \right) + 0,4 = 0,36$$ $$P = 0,36*\frac{{21,56}^{2}*2,46}{2} = 205,83\ Pa$$	F0=0, 034 F1=0,12 $\frac{F_{0}}{F_{1}}$=0,28 Re=3219616 ξ0, 28=0,36 P = 205, 83Pa
	SUMA OPORÓW PRZEPŁYWU CZYNNIKA GORĄCEGO $$\sum_{}^{}{\Delta P = {\Delta P}_{1} +}{\Delta P}_{2} + {\Delta P}_{3} + {\Delta P}_{4} + {\Delta P}_{5}$$ $$\sum_{}^{}{\Delta P = 380,35 + 150,32 + 2074 + 240,9 + 205,83 = 3051,4\ Pa}$$	$$\sum_{}^{}{\Delta P = 3051,4\ Pa}$$
GB=2,58 kg/s De=0,027m ηsr=231, 75 * 10^−7 Pa*s L^′=0,24m D=0,39m n0=11 dzr=0,025m	OPORY PRZEPŁYWU W PRZESTRZENI MIĘDZYRUROWEJ $$\Delta P = \lambda*\left( N + 1 \right)*\frac{w_{h}^{2}*\rho_{sr}}{2}*\frac{D}{\text{de}}$$ $$Re = \frac{G_{B}*de}{\eta_{sr}} = \frac{2,58*0,027}{231,75*10^{- 7}} = 3005$$ $$\lambda = \frac{0,3614}{\text{Re}^{0,25}} = \frac{0,3614}{3005^{0,25}} = 0,049$$ $$w_{h} = \frac{G_{B}}{\rho_{\text{Sr}}*L^{'}*(D - n_{0}*\text{dz}_{r})}$$ $$w_{h} = \frac{2,58}{4,348*0,24*(0,39 - 11*0,025)} = 21,5m/s$$ $$\Delta P = 0,049*\left( 11 + 1 \right)*\frac{{21,5}^{2}*4,348}{2}*\frac{0,39}{0,027} = 8535,22\ Pa$$	Re=3005 λ=0,049 wh=21,5 m/s ΔP=8535,22 Pa

PRACA PRZEJŚCIOWA

Projekt płaszczowo – rurowego wymiennika ciepła

Wykonała :

Samanta Golisz

III ICHiP Lp 1