GOSPODAROWANIE ENERGIĄ

„Projekt płaszczowo – rurowego

wymiennika ciepła”

Temat nr 31a

Temat : 31a Wymiennik Przeciwprądowy

Czynnik gorący A	Czynnik zimny B
p = 0,6 MPa tA1 = 350 °C tA2 = 230 °C ĠA = 18000 ^kg/h	p = 0,6 MPa tB1 = 180 °C tB2 = 30 °C ĠB = ?
N2 = 50 % CO = 30 % CO2 = 20 %	N2 = 79 % O2 = 21 %

Dane:	Tok obliczeniowy:	Wyniki:
N2 = 50% zN2 = 0, 5 CO = 30% zCO = 0, 3 CO2 = 20% zCO2 = 0, 2	Czynnik gorący „A”(mieszanina gazów): N2 = 50% zN2 = 0, 5 CO = 30% zCO = 0, 3 CO2 = 20% zCO2 = 0, 2 Masy molowe: $$M_{N_{2}} = 2 \bullet 14 = 28\frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ $$M_{\text{CO}} = 12 + 16 = 28\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ $$M_{\text{CO}_{2}} = 12 + 2 \bullet 16 = 44\frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ Zastępcza masa molowa: $$M_{\text{zA}} = \sum_{}^{}z_{\text{iA}} \bullet M_{\text{iA}}$$ $$M_{\text{zA}} = 0,5 \bullet 28 + 0,3 \bullet 28 + 0,2 \bullet 44 = 31,2\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$	$$M_{\text{zA}} = 31,2\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$
$$M_{\text{zA}} = 31,2\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ zN2 = 0, 5 zCO = 0, 3 zCO2 = 0, 2 $$M_{N_{2}} = 28\frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ $$M_{\text{CO}} = 28\frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ $$M_{\text{CO}_{2}} = 44\frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$	Udział masowe (gramowe): $$g_{\text{iA}} = z_{\text{iA}} \bullet \frac{M_{\text{iA}}}{M_{\text{zA}}}$$ $$g_{N_{2}} = 0,5 \bullet \frac{28}{31,2} = 0,4487$$ $$g_{\text{CO}} = 0,3 \bullet \frac{28}{31,2} = 0,2692$$ $$g_{\text{CO}_{2}} = 0,2 \bullet \frac{44}{31,2} = 0,2821$$ Sprawdzenie: $$\sum_{}^{}{g_{\text{iA}} = 1,00}$$ 0, 4487 + 0, 2692 + 0, 2821 = 1	gN2 = 0, 4487 gCO = 0, 2692 gCO2 = 0, 2821
$$\dot{G_{A}} = 18000\ \frac{\text{kg}}{h}$$	Zamiana strumienia: $$\dot{G_{A}} = 18000\ \frac{\text{kg}}{h} = 5\ \frac{\text{kg}}{s}$$	$$\dot{G_{A}} = 5\ \frac{\text{kg}}{s}$$
gN2 = 0, 4487 gCO = 0, 2692 gCO2 = 0, 2821 tA1 = 350 tA2 = 230	Średnie ciepło właściwe czynnika gorącego, CpmA 200°C 300°C 400°C N2 29,228 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,383 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,601 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ CO 29,303 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,517 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,789 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ CO2 40,059 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 41,755 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 43,250 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ Średnie ciepło właściwe czynnika gorącego na wlocie, CpmA1 $$\left. \ C_{pm\ A1} \right|_{0}^{350} = \sum_{}^{}g_{\text{iA}} \bullet C_{\text{pm\ iA}} = 0,4487 \bullet \frac{\left\lbrack 29,383 + \left( 29,601 - 29,383 \right) \bullet 0,5 \right\rbrack}{28} +$$ $$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ + 0,2692 \bullet \frac{\left\lbrack 29,517 + \left( 29,789 - 29,517 \right) \bullet 0,5 \right\rbrack}{28} +$$ $$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ + 0,2821 \bullet \frac{\left\lbrack 41,755 + \left( 43,250 - 41,755 \right) \bullet 0,5 \right\rbrack}{44} = 1,0270408\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$ Średnie ciepło właściwe czynnika gorącego na wylocie, CpmA2 $$\left. \ C_{pm\ A2} \right|_{0}^{230} = \sum_{}^{}g_{\text{iA}} \bullet C_{\text{pm\ iA}} = 0,4487 \bullet \frac{\left\lbrack 29,228 + \left( 29,383 - 29,228 \right) \bullet 0,3 \right\rbrack}{28} +$$ $$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ + 0,2692 \bullet \frac{\left\lbrack 29,303 + \left( 29,517 - 29,303 \right) \bullet 0,3 \right\rbrack}{28} +$$ $$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ + 0,2821 \bullet \frac{\left\lbrack 40,059 + \left( 41,755 - 40,059 \right) \bullet 0,3 \right\rbrack}{44} = 1,0126115\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$	$$C_{pm\ A1} = 1,0270408\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$ $$C_{pm\ A2} = 1,0126115\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$
N2 = 79% zN2 = 0, 79 O2 = 21% zO2 = 0, 21	Czynnik zimny „B” (powietrze): N2 = 79% zN2 = 0, 79 O2 = 21% zO2 = 0, 21 Masy molowe: $$M_{N_{2}} = 2 \bullet 14 = 28\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ $$M_{O_{2}} = 2 \bullet 16 = 32\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ Zastępcza masa molowa: $$M_{\text{zB}} = \sum_{}^{}z_{\text{iB}} \bullet M_{\text{iB}}$$ $$M_{\text{zB}} = 0,79 \bullet 28 + 0,21 \bullet 32 = 28,84\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$	$$M_{\text{zB}} = 28,84\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$
$$M_{\text{zB}} = 28,84\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ zN2 = 0, 79 zO2 = 0, 21 $$M_{N_{2}} = 28\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ $$M_{O_{2}} = 32\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$	Udział masowy: $$g_{\text{iB}} = z_{\text{iB}} \bullet \frac{M_{\text{iB}}}{M_{\text{zB}}}$$ $$g_{N_{2}} = 0,79 \bullet \frac{28}{28,84} = 0,76699$$ $$g_{O_{2}} = 0,21 \bullet \frac{32}{28,84} = 0,23301$$ Sprawdzenie: $$\sum_{}^{}{g_{\text{iA}} = 1,00}$$ 0, 76699 + 0, 23301 = 1	gN2 = 0, 76699 gO2 = 0, 23301
gN2 = 0, 76699 gO2 = 0, 23301 tB1 = 180 tB2 = 30	Średnie ciepło właściwe czynnika zimnego, CpmB 0°C 100°C 200°C N2 29,115 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,144 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,228 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ O2 29,274 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,538 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,931 $\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ Średnie ciepło właściwe czynnika zimnego na wylocie, CpmB1 $$\left. \ C_{pm\ B1} \right|_{0}^{180} = 0,76699 \bullet \frac{\left\lbrack 29,144 + \left( 29,228 - 29,144 \right) \bullet 0,8 \right\rbrack}{28} +$$ $$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ + 0,23301 \bullet \frac{\left\lbrack 29,538 + \left( 29,931 - 29,538 \right) \bullet 0,8 \right\rbrack}{32} = 1,017540\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$ Średnie ciepło właściwe czynnika zimnego na wlocie, CpmB2 $$\left. \ C_{pm\ B2} \right|_{0}^{30} = 0,76699 \bullet \frac{\left\lbrack 29,115 + \left( 29,144 - 29,115 \right) \bullet 0,3 \right\rbrack}{28} +$$ $$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ + 0,23301 \bullet \frac{\left\lbrack 29,274 + \left( 29,538 - 29,274 \right) \bullet 0,3 \right\rbrack}{32} = 1,011508\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$	$$C_{pm\ B1} = 1,017540\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$ $$C_{pm\ B2} = 1,011508\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$
Bilans cieplny wymiennika
$$C_{pm\ A1} = 1,0270408\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$ $$C_{pm\ A2} = 1,0126115\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$ $$\dot{G_{A}} = 5\ \frac{\text{kg}}{s}$$ tA1 = 350 tA2 = 230	$$\dot{Q} = {\dot{Q}}_{A} = {\dot{Q}}_{B} + {\dot{Q}}_{\text{str}}$$ $${\dot{Q}}_{\text{str}} = 0,05 \bullet {\dot{Q}}_{B}$$ $${\dot{Q}}_{A} = 1,05 \bullet {\dot{Q}}_{B}$$ Strumień ciepła czynnika gorącego,${\dot{\mathbf{Q}}}_{\mathbf{A}}$ $${\dot{Q}}_{A} = {\dot{G}}_{A} \bullet \left( \left. \ C_{pm\ A1} \right|_{0}^{t_{A1}} \bullet t_{A1} - \left. \ C_{pm\ A2} \right|_{0}^{t_{A2}} \bullet t_{A2} \right)$$ $${\dot{Q}}_{A} = 5 \bullet \left( 1,0270408 \bullet 350 - 1,0126115 \bullet 230 \right) = 632,82\ kW$$	$${\dot{Q}}_{A} = 632,82\ kW$$
$$C_{pm\ B1} = 1,017540\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$ $$C_{pm\ B2} = 1,011508\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet}$$ $${\dot{Q}}_{A} = 632,82\ kW$$ tB1 = 180 tB2 = 30	Strumień ciepła czynnika zimnego,${\dot{\mathbf{Q}}}_{\mathbf{B}}$ $${\dot{Q}}_{B} = {\dot{G}}_{B} \bullet \left( \left. \ C_{pm\ B1} \right|_{0}^{t_{B1}} \bullet t_{B1} - \left. \ C_{pm\ B2} \right|_{0}^{t_{B2}} \bullet t_{B2} \right)$$ $${\dot{Q}}_{B} = \frac{{\dot{Q}}_{A}}{1,05} = \frac{632,82}{1,05} = 602,69\ kW$$ $${\dot{G}}_{B} = \frac{{\dot{Q}}_{B}}{\left( \left. \ C_{pm\ B1} \right|_{0}^{t_{B1}} \bullet t_{B1} - \left. \ C_{pm\ B2} \right|_{0}^{t_{B2}} \bullet t_{B2} \right)}$$ $${\dot{G}}_{B} = \frac{602,69}{\left( 1,017540 \bullet 180 - 1,011508 \bullet 30 \right)} = 3,94\ \frac{\text{kg}}{s}$$	$${\dot{Q}}_{B} = 602,69\ kW$$ $${\dot{G}}_{B} = 3,94\ \frac{\text{kg}}{s}$$
tA1 = 350 tA2 = 230 tB1 = 180 tB2 = 30 $${\dot{Q}}_{A} = 632,82\ kW$$ $$k = 100\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$	Obliczanie powierzchni wymiany ciepła $$\mathbf{F}_{\mathbf{\text{obl}}}\mathbf{=}\frac{\dot{\mathbf{Q}}}{\mathbf{k \bullet}\mathbf{t}_{\mathbf{n}}}$$ gdzie: k – współczynnik przenikania ciepła $$\mathbf{}\mathbf{t}_{\mathbf{n}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{}\mathbf{t}_{\mathbf{1}}\mathbf{-}\mathbf{t}_{\mathbf{2}}}{\mathbf{\ln}\frac{\mathbf{}\mathbf{t}_{\mathbf{1}}}{\mathbf{}\mathbf{t}_{\mathbf{2}}}}$$ t1 = tA1 − tB1 = 350 − 180 = 170 t2 = tA2 − tB2 = 230 − 30 = 200 $$\mathbf{}\mathbf{t}_{\mathbf{n}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{170 - 200}}{\mathbf{\ln}\left( \frac{\mathbf{170}}{\mathbf{200}} \right)}\mathbf{= 184,59\ }$$ $$\mathbf{F}_{\mathbf{\text{obl}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{632,82 \bullet}\mathbf{10}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{100 \bullet 184,59}}\mathbf{= 34,28\ }\mathbf{m}^{\mathbf{2}}$$	tn=184, 59  Fobl = 34, 28 m^2
Obliczanie parametrów zredukowanych
tA1 = 350 tA2 = 230	Parametry zredukowane dla czynnika gorącego, A Średnia temperatura czynnika A, TA,śr $$T_{A,sr} = \frac{t_{A1} + t_{A2}}{2} + 273,15 = \frac{350 + 230}{2} + 273,15 = 563,15\ K$$ TA, sr=TAKT, A	TA, sr = 563, 15 K
rN2 = 0, 5 rCO = 0, 3 rCO2 = 0, 2 Tkr, N2 = 126, 05 K Tkr, CO = 132, 95 K Tkr, CO2 = 304, 15 K	Temperatura krytyczna czynnika A, Tkr,A $$T_{kr,A} = \sum_{}^{}r_{\text{iA}} \bullet T_{i,kr,A}$$ Tkr, A = 0, 5 • 126, 05 + 0, 3 • 132, 95 + 0, 2 • 304, 15 = 163, 74 K	Tkr, A = 163, 74 K
rN2 = 0, 5 rCO = 0, 3 rCO2 = 0, 2 Pkr, N2 = 339, 3 • 10^4 Pa Pkr, CO = 349, 1 • 10^4 Pa Pkr, CO2 = 735, 5 • 10^4 Pa	Ciśnienie krytyczne czynnika A, Pkr,A $$P_{kr,A} = \sum_{}^{}r_{\text{iA}} \bullet P_{i,kr,A}$$ Pkr, A = (0,5•339,3+0,3•349,1+0,2•735,5) • 10^4 = 421, 48 • 10^4 Pa	Pkr, A = 421, 48 • 10^4 Pa
TAKT, A = 563, 15 K Tkr, A = 163, 74 K	Temperatura zredukowana czynnika A, Tr,A $$T_{r,A} = \frac{T_{AKT,A}}{T_{kr,A}} = \frac{563,15}{163,74} = 3,44\ K$$	Tr, A = 3, 44 K
PAKT, A = 0, 6 • 10^6 Pa Pkr, A = 421, 48 • 10^4 Pa	Zredukowane ciśnienie czynnika A, Pr,A $$P_{r,A} = \frac{P_{AKT,A}}{P_{kr,A}} = \frac{0,6 \bullet 10^{6}}{421,48 \bullet 10^{4}} = 0,142\ Pa$$	Pr, A = 0, 142 Pa
Pr, A = 0, 142 Pa Tr, A = 3, 44 K	Współczynnik ściśliwości, zA zA = f(Pr, A ; Tr, A) = (0,142 ;3,44) = 1, 0 Wartość współczynnika ściśliwości „zA” odczytano z tablic do obliczeń procesowych.	zA = 1, 0
Pr, A = 0, 142 Pa Tr, A = 3, 44 K	Zredukowany dynamiczny współczynnik lepkości, ηr, A ηr, A = f(Pr, A ; Tr, A) = (0,142 ;3,44) = 1, 22 Wartość zredukowanego dynamicznego współczynnika lepkości ηr, A odczytano z wykresu z tablic do obliczeń procesowych	ηr, A = 1, 22
rN2 = 0, 5 rCO = 0, 3 rCO2 = 0, 2 ηkr, N2 = 180 • 10^−7 Pa • s ηkr, CO = 190 • 10^−7 Pa • s ηkr, CO2 = 343 • 10^−7 Pa • s	Krytyczny dynamiczny współczynnik lepkości, ηkr, A $$\eta_{kr,A} = \sum_{}^{}r_{\text{iA}} \bullet \eta_{i,kr,A}$$ ηkr, A = (0,5•180+0,3•190+0,2•343) • 10^−7 = =215, 6 • 10^−7 Pa • s	ηkr, A = 215, 6 • 10^−7 Pa • s
ηr, A = 1, 22 ηkr, A = 215, 6 • 10^−7 Pa • s	Aktualny dynamiczny współczynnik lepkości, ηAKT, A ηAKT, A = ηr, A • ηkr, A ηAKT, A = 1, 22 • 215, 6 • 10^−7 = 2, 63 • 10^−5 Pa • s	ηAKT, A = 2, 63 • 10^−5 Pa • s
Pr, A = 0, 142 Pa Tr, A = 3, 44 K	Zredukowany współczynnik przewodzenia ciepła, λr, A λr, A = f(Pr, A ; Tr, A) = (0,142 ;3,44) = 1, 38 Wartość zredukowanego współczynnika przewodzenia ciepła odczytano z wykresu z tablic do obliczeń procesowych.	λr, A = 1, 38
rN2 = 0, 5 rCO = 0, 3 rCO2 = 0, 2 $$\lambda_{kr,N_{2}} = 0,0329\ \frac{W}{m \bullet K}$$ $$\lambda_{kr,CO} = 0,0298\ \frac{W}{m \bullet K}$$ $$\lambda_{kr,\text{CO}_{2}} = 0,0450\ \frac{W}{m \bullet K}$$	Krytyczny współczynnik przewodzenia ciepła, λkr, A $$\lambda_{kr,A} = \sum_{}^{}r_{\text{iA}} \bullet \lambda_{i,kr,A}$$ $$\lambda_{kr,A} = 0,5 \bullet 0,0329 + 0,3 \bullet 0,0298 + 0,2 \bullet 0,0450 = 0,03439\frac{W}{m \bullet K}$$	$$\lambda_{kr,A} = 0,03439\frac{W}{m \bullet K}$$
$$\lambda_{kr,A} = 0,03439\frac{W}{m \bullet K}$$ λr, A = 1, 38	Aktualny współczynnik przewodzenia ciepła czynnika A, λAKT, A λAKT, A = λr, A • λkr, A $$\lambda_{AKT,A} = 1,38 \bullet 0,03439 = 0,04746\ \frac{W}{m \bullet K}$$	$$\lambda_{AKT,A} = 0,04746\ \frac{W}{m \bullet K}$$
tB1 = 180 tB2 = 30	Parametry zredukowane dla czynnika zimnego, B Średnia temperatura czynnika zimnego B, TB,śr $$T_{B,sr} = \frac{t_{B1} + t_{B2}}{2} + 273,15 = \frac{180 + 30}{2} + 273,15 = 378,15\ K$$	TB, sr = 378, 15 K
rN2 = 0, 79 rO2 = 0, 21 Tkr, N2 = 126, 05 K Tkr, O2 = 154, 35 K	Temperatura krytyczna czynnika B, Tkr,B $$T_{kr,B} = \sum_{}^{}r_{\text{iB}} \bullet T_{i,kr,B}$$ Tkr, B = 0, 79 • 126, 05 + 0, 21 • 154, 35 = 131, 99 K	Tkr, B = 131, 99 K
rN2 = 0, 79 rO2 = 0, 21 Pkr, N2 = 339, 3 • 10^4 Pa Pkr, O2 = 504, 1 • 10^4 Pa	Ciśnienie krytyczne mieszaniny B, Pkr,B $$P_{kr,B} = \sum_{}^{}r_{\text{iB}} \bullet P_{i,kr,B}$$ Pkr, B = (0,79•339,3+0,21•504,1) • 10^4 = 373, 908 • 10^4 Pa	Pkr, B = 373, 908 • 10^4 Pa
TAKT, B = 378, 15 K Tkr, B = 131, 99 K	Temperatura zredukowana czynnika B, Tr,B $$T_{r,B} = \frac{T_{AKT,B}}{T_{kr,B}} = \frac{378,15}{131,99} = 2,87\ K$$	Tr, B = 2, 87 K
PAKT, B = 0, 6 • 10^6 Pa Pkr, B = 373, 908 • 10^4 Pa	Zredukowane ciśnienie czynnika B, Pr,B $$P_{r,B} = \frac{P_{AKT,B}}{P_{kr,B}} = \frac{0,6 \bullet 10^{6}}{373,908 \bullet 10^{4}} = 0,161\ Pa$$	Pr, B = 0, 161 Pa
Pr, B = 0, 161 Pa Tr, B = 2, 87 K	Współczynnik ściśliwości, zB zB = f(Pr, B ; Tr, B) = (0,161 ;2,87) = 1, 0 Wartość współczynnika ściśliwości „zB” odczytano z tablic do obliczeń procesowych.	zB = 1, 0
Pr, B = 0, 161 Pa Tr, B = 2, 87 K	Zredukowany dynamiczny współczynnik lepkości, ηr, B ηr, B = f(Pr, B ; Tr, B) = (0,161 ;2,87) = 1, 1 Wartość zredukowanego dynamicznego współczynnika lepkości ηr, A odczytano z wykresu z tablic do obliczeń procesowych	ηr, B = 1, 1
rN2 = 0, 79 rO2 = 0, 21 ηkr, N2 = 180 • 10^−7 Pa • s ηkr, O2 = 250 • 10^−7 Pa • s	Krytyczny dynamiczny współczynnik lepkości, ηkr, B $$\eta_{kr,B} = \sum_{}^{}r_{\text{iB}} \bullet \eta_{i,kr,B}$$ ηkr, B = (0,79•180+0,21•250) • 10^−7 = 194, 7 • 10^−7 Pa • s	ηkr, B = 194, 7 • 10^−7 Pa • s
ηr, B = 1, 1 ηkr, B = 194, 7 • 10^−7 Pa • s	Aktualny dynamiczny współczynnik lepkości czynnika B, ηAKT, A ηAKT, B = ηr, B • ηkr, B ηAKT, B = 1, 1 • 194, 7 • 10^−7 = 2, 15 • 10^−5 Pa • s	ηAKT, B = 2, 15 • 10^−5 Pa • s
Pr, B = 0, 161 Pa Tr, B = 2, 87 K	Zredukowany współczynnik przewodzenia ciepła, λr, B λr, B = f(Pr, B ; Tr, B) = (0,161 ;2,87) = 1, 19 Wartość zredukowanego współczynnika przewodzenia ciepła odczytano z wykresu z tablic do obliczeń procesowych.	λr, B = 1, 19
rN2 = 0, 79 rO2 = 0, 21 $$\lambda_{kr,N_{2}} = 0,0329\ \frac{W}{m \bullet K}$$ $$\lambda_{kr,O_{2}} = 0,0434\ \frac{W}{m \bullet K}$$	Krytyczny współczynnik przewodzenia ciepła, λkr, B $$\lambda_{kr,B} = \sum_{}^{}r_{\text{iB}} \bullet \lambda_{i,kr,B}$$ $$\lambda_{kr,B} = 0,79 \bullet 0,0329 + 0,21 \bullet 0,0434 = 0,03511\frac{W}{m \bullet K}$$	$$\lambda_{kr,B} = 0,03511\frac{W}{m \bullet K}$$
λr, B = 1, 19 $$\lambda_{kr,B} = 0,03511\frac{W}{m \bullet K}$$	Aktualny współczynnik przewodzenia ciepła czynnika B, λAKT, B λAKT, B = λr, B • λkr, B $$\lambda_{AKT,B} = 1,19 \bullet 0,03511 = 0,04179\ \frac{W}{m \bullet K}$$	$$\lambda_{AKT,B} = 0,04179\ \frac{W}{m \bullet K}$$
Obliczanie gęstości czynników
TA, sr = 563, 15 K PA = 0, 6 • 10^6 Pa $$M_{\text{zA}} = 31,2\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ zA = 1, 0 $$MR = 8314,7\ \frac{J}{kmol \bullet K}$$	Gęstość czynnika gorącego A, ρA $$\rho_{A} = \frac{P_{A} \bullet M_{\text{zA}}}{z_{A} \bullet \left( \text{MR} \right) \bullet T_{A,sr}}$$ $$\rho_{A} = \frac{\left( 0,6 \bullet 10^{6} \right) \bullet 31,2}{1 \bullet \left( 8314,7 \right) \bullet 563,15} = 4,0\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$	$$\rho_{A} = 4,0\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$
TB, sr = 378, 15 K PB = 0, 6 • 10^6 Pa $$M_{\text{zB}} = 28,84\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ zB = 1, 0 $$MR = 8314,7\ \frac{J}{kmol \bullet K}$$	Gęstość czynnika zimnego, ρB $$\rho_{B} = \frac{P_{B} \bullet M_{\text{zB}}}{z_{B} \bullet \left( \text{MR} \right) \bullet T_{B,sr}}$$ $$\rho_{B} = \frac{\left( 0,6 \bullet 10^{6} \right) \bullet 28,84}{1 \bullet \left( 8314,7 \right) \bullet 378,15} = 5,50\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$	$$\rho_{B} = 5,50\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$
Dobór wymiennika
$$\dot{G_{A}} = 5\ \frac{\text{kg}}{s}$$ $$\rho_{A} = 4,0\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ prędkość gazu w rurkach $(10 \div 25)\frac{m}{s}$ założenie: $$w\ = \ 15\ \frac{m}{s}$$	Powierzchnia całkowita pola przekroju rurek, A $$A = \frac{{\dot{G}}_{A}}{w \bullet \rho_{A}}$$ $$A = \frac{5}{15 \bullet 4} = 0,083\ m^{2}$$	A = 0, 083 m^2
A = 0, 083 m^2	Wymiary wymiennika Z norm wybieram wymiennik jednodrogowy bez przegród: - o wiązce rur dz × g = 20 × 2, 6 mm - o przekroju wewnętrznym rurek Aw = fw = 0, 1002 m^2 - o wewnętrznej średnicy płaszcza DW = 700 mm - o liczbie rurek n = 583 szt. - o przekroju przestrzeni międzyrurowej Am = fm = 0, 2016 m^2 - podziałka t = 26 mm	dz × g = 20 × 2, 6 mm fw = 0, 1002 m^2 Dw = 0, 7 m n  = 583 szt. fm = 0, 2016 m^2 t = 26 mm
$$\dot{G_{A}} = 5\ \frac{\text{kg}}{s}$$ $$\rho_{A} = 4,0\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ Aw = 0, 1002 m^2	Rzeczywista prędkość gazu w rurkach, wA $$w_{A} = \frac{{\dot{G}}_{A}}{A_{w} \bullet \rho_{A}}$$ $$w_{A} = \frac{5}{0,1002 \bullet 4} = 12,48\ \frac{m}{s}$$	$$w_{A} = 12,48\ \frac{m}{s}$$
$${\dot{G}}_{B} = 3,94\ \frac{\text{kg}}{s}$$ $$\rho_{B} = 5,50\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ Am = 0, 2016 m^2	Rzeczywista prędkość gazu w przestrzeni międzyrurowej, wB $$w_{B} = \frac{{\dot{G}}_{B}}{A_{m} \bullet \rho_{B}}$$ $$w_{B} = \frac{3,94}{0,2016 \bullet 5,50} = 3,55\ \frac{m}{s}$$	$$w_{B} = 3,55\ \frac{m}{s}$$
dz = 20 mm g = 2,6 mm	Średnica wewnętrzna rurek, dw dw = dz − (2•g) dw = 20 − (2•2,6) = 14, 8 mm	dw = 0, 0148 m
tA, sr = 290 gN2 = 0, 4487 gCO = 0, 2692 gCO2 = 0, 2821	Ciepło właściwe czynnika gorącego w temperaturze średniej, CpA  Cp|0^290 200°C 300°C N2 29,471$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,952$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ CO 29,647$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 30,254$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ CO2 43,689$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 46,515$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ $$\left. \ C_{\text{p\ A}} \right|_{0}^{290} = \sum_{}^{}g_{\text{iA}} \bullet C_{\text{p\ iA}} = 0,4487 \bullet \frac{\left\lbrack 29,471 + \left( 29,952 - 29,471 \right) \bullet 0,9 \right\rbrack}{28} +$$ $$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ + 0,2692 \bullet \frac{\left\lbrack 29,647 + \left( 30,254 - 29,647 \right) \bullet 0,9 \right\rbrack}{28} +$$ $$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ + 0,2821 \bullet \frac{\left\lbrack 43,689 + \left( 46,515 - 43,689 \right) \bullet 0,9 \right\rbrack}{44} = 1,0659097\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet K}$$	$$C_{\text{pA}} = 1,0659097\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet K}$$
$$w_{A} = 12,48\ \frac{m}{s}$$ $$\rho_{A} = 4,0\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ ηAKT, A = 2, 63 • 10^−5 Pa • s dw = 0, 0148 m	Liczba Reynoldsa, ReA $$\text{Re}_{A} = \frac{w_{A} \bullet d_{w} \bullet \rho_{A}}{\eta_{AKT,A}}$$ $$\text{Re}_{A} = \frac{12,48 \bullet 0,0148 \bullet 4}{2,63 \bullet 10^{- 5}} = 28092$$	ReA = 28092
$$C_{\text{pA}} = 1,0659097\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet K}$$ ηAKT, A = 2, 63 • 10^−5 Pa • s $$\lambda_{AKT,A} = 0,04746\ \frac{W}{m \bullet K}$$	Liczba Prandtla, PrA $$P_{\text{rA}} = \frac{C_{\text{pA}} \bullet \eta_{AKT,A}}{\lambda_{AKT,A}}$$ $$P_{\text{rA}} = \frac{\left( 1,0659097 \bullet 10^{3} \right) \bullet \left( 2,63 \bullet 10^{- 5} \right)}{0,04746} = 0,591$$	PrA = 0, 591
C  =  0, 023 A  =  0, 8 B  =  0, 4 PrA = 0, 591 ReA = 28092	Liczba Nusselta, NuA NuA = C • ReA^A • PrA^B NuA = 0, 023 • 28092^0, 8 • 0, 591^0, 4 = 67, 49	NuA = 67, 49
NuA = 67, 49 $$\lambda_{AKT,A} = 0,04746\ \frac{W}{m \bullet K}$$ dw = 0, 0148m	Współczynnik wnikania ciepła w rurkach,αA $$\alpha_{A} = \frac{\text{Nu}_{A} \bullet \lambda_{A}}{d_{w}}$$ $$\alpha_{A} = \frac{67,49 \bullet 0,04746}{0,0148} = 216,42\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$	$$\alpha_{A} = 216,42\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$
tB, sr = 105 gN2 = 0, 76699 gO2 = 0, 23301	Ciepło właściwe czynnika zimnego w temperaturze średniej, CpB  Cp|0^105 100°C 200°C N2 29,199$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 29,471$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ O2 29,877$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ 30,815$\frac{\text{kJ}}{kmol \bullet K}$ $$\left. \ C_{\text{pB}} \right|_{0}^{105} = 0,76699 \bullet \frac{\left\lbrack 29,199 + \left( 29,471 - 29,199 \right) \bullet 0,05 \right\rbrack}{28} +$$ $$\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ + 0,23301 \bullet \frac{\left\lbrack 29,877 + \left( 30,815 - 29,877 \right) \bullet 0,05 \right\rbrack}{32} = 1,0180249\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet K}$$	$$C_{\text{pB}} = 1,0180249\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet K}$$
$$C_{\text{pB}} = 1,0180249\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet K}$$ $$\lambda_{AKT,B} = 0,04179\ \frac{W}{m \bullet K}$$ ηAKT, B = 2, 15 • 10^−5 Pa • s	Liczba Prandtla, PrB $$P_{\text{rB}} = \frac{C_{\text{pB}} \bullet \eta_{AKT,B}}{\lambda_{AKT,B}}$$ $$P_{\text{rB}} = \frac{\left( 1,0180249 \bullet 10^{3} \right) \bullet \left( 2,15 \bullet 10^{- 5} \right)}{0,04179} = 0,534$$	PrB = 0, 534
Dw = 0, 7 m n  = 583 szt. dz = 0, 020 m	Średnica ekwiwalentna, de $$d_{e} = \frac{4F}{O}$$ $$d_{e} = \frac{{D_{w}}^{2} - n \bullet {d_{z}}^{2}}{D_{w} + n \bullet d_{z}}$$ $$d_{e} = \frac{{0,7}^{2} - 583 \bullet {0,020}^{2}}{0,7 + 583 \bullet 0,020} = 0,02078\ m$$	de = 0, 02078 m
de = 0, 02078 m $$w_{B} = 3,55\ \frac{m}{s}$$ ηAKT, B = 2, 15 • 10^−5 Pa • s $$\rho_{B} = 5,50\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$	Liczba Reynoldsa, ReB $$\text{Re}_{B} = \frac{w_{B} \bullet d_{e} \bullet \rho_{B}}{\eta_{B}}$$ $$\text{Re}_{B} = \frac{3,55 \bullet 0,02078 \bullet 5,50}{2,15 \bullet 10^{- 5}} = 18871$$	ReB = 18871
$$C\ = \ 0,032\left( \frac{d_{e}}{d_{z}} \right)^{0,6}$$ A  =  0, 777 B  =  0, 4 de = 0, 02078 m dz = 0, 020 m ReB = 18871 PrB = 0, 534	Liczba Nusselta, NuB Nu = C • Re^A • Pr^B $$N_{u} = 0,032\left( \frac{d_{e}}{d_{z}} \right)^{0,6} \bullet {\text{Re}_{B}}^{0,777} \bullet {\Pr_{B}}^{0,4}$$ $$\text{Nu}_{B} = 0,032\left( \frac{0,02078}{0,020} \right)^{0,6} \bullet 18871^{0,777} \bullet {0,534}^{0,4} = 53,51$$	NuB = 53, 51
NuB = 53, 51 de = 0, 02078 m $$\lambda_{AKT,B} = 0,04179\ \frac{W}{m \bullet K}$$	Współczynnik wnikania ciepła w przestrzeni międzyrurowej, αB $$\alpha_{B} = \frac{\text{Nu}_{B} \bullet \lambda_{B}}{d_{e}}$$ $$\alpha_{B} = \frac{53,51 \bullet 0,04179}{0,02078} = 107,61\frac{W}{m^{2} \bullet K}$$	$$\alpha_{B} = 107,61\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$
$$\alpha_{A} = 216,42\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$ $$\alpha_{B} = 107,61\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$	Porównanie współczynników wnikania: $$\alpha_{r} = \frac{\alpha_{A} - \alpha_{B}}{\alpha_{A}} \bullet 100\%$$ $$\alpha_{r} = \frac{216,42 - 107,61}{216,42} \bullet 100 = 50,3\%$$ αA > αB −  wymiennik z przegrodami	αr = 50, 3%
Wymiarowanie przegród segmentowych
Dw = 0, 7 m L = 1, 5 m t = 26 mm  dz = 20 mm n  = 583 szt. $${\dot{G}}_{B} = 3,94\ \frac{\text{kg}}{s}$$	Zakładam układ o 3 przegrodach segmentowych, czyli 4 odstępach Odległość między przegrodami, h $$h = \frac{L}{n + 1} = \frac{1,5}{3 + 1} = 0,375\ m$$ Z wykresu $\frac{t}{d} = \frac{26}{20} = 1,3$ odczytuję Ψ = 0, 5 $$V - V_{r} = L \bullet \left( \frac{\pi \bullet {D_{w}}^{2}}{4} - n \bullet \frac{\pi \bullet {d_{z}}^{2}}{4} \right)$$ $$V - V_{r} = 1,5 \bullet \left( \frac{\pi \bullet {0,7}^{2}}{4} - 583 \bullet \frac{\pi \bullet {0,020}^{2}}{4} \right) = 0,3025m^{3}$$ Strzałka odcinka przegrody, b $$b \approx \sqrt{2} \bullet h \bullet \Psi = \sqrt{2} \bullet 0,375 \bullet 0,5 = 0,265\ m$$ Zastępcza droga przepływu, LB $$L_{B} = L \bullet \left( 1 + \frac{D_{w}}{h} - 1,88 \bullet \Psi \right) + h \bullet \left( 1,88 \bullet \Psi - 1 \right)$$ $$L_{B} = 1,5 \bullet \left( 1 + \frac{0,7}{0,375} - 1,88 \bullet 0,5 \right) + 0,375 \bullet \left( 1,88 \bullet 0,5 - 1 \right) = = 2,8675\ m$$ $$F_{\min} \approx \frac{V - V_{r}}{L_{B}} \bullet \Psi = \frac{0,3025}{2,8675} \bullet 0,5 = 0,0528\ m^{2}$$ $$g_{\max} = \frac{{\dot{G}}_{B}}{F_{\min}} = \frac{3,94}{0,0528} = 74,62\ \frac{\text{kg}}{m^{2} \bullet s}$$	h = 0, 375 m Ψ = 0, 5 V − Vr = 0, 3025m^3 LB = 2, 8675 m Fmin ≈ 0, 0528 m^2 $$g_{\max} = 74,62\frac{\text{kg}}{m^{2} \bullet s}$$
$$\alpha_{A} = 216,42\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$ $$\alpha_{B} = 107,61\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$ tA, sr = 290 tB, sr = 105	Temperatura ścianki, tśc $$t_{sc} = \frac{\alpha_{A} \bullet t_{A,sr} + \alpha_{B} \bullet t_{B,sr}}{\alpha_{A} + \alpha_{B}}$$ $$t_{sc} = \frac{216,42 \bullet 290 + 107,61 \bullet 105}{216,42 + 107,61} = 228,56$$ Średnia temperatura warstwy przyściennej, tf $$t_{f} = \frac{t_{sc} + t_{B,sr}}{2} = \frac{228,56 + 105}{2} = 166,78\ $$	tsc = 228, 56 tf = 166, 78
Pkr, B = 373, 908 • 10^4 Pa Tkr, B = 131, 99 K Tf = 439, 93 K	Parametry zredukowane czynnika B dla średniej temperatury warstwy przyściennej. Zredukowane ciśnienie czynnika B, Pr,B $$P_{r,B} = \frac{P_{AKT,B}}{P_{kr,B}} = \frac{0,6 \bullet 10^{6}}{373,908 \bullet 10^{4}} = 0,161\ Pa$$ Temperatura zredukowana czynnika B, Tr,B $$T_{r,B} = \frac{T_{f}}{T_{kr,B}} = \frac{439,93}{131,99} = 3,33\ K$$	Pr, B = 0, 161 Pa Tr, B = 3, 33 K
Pr, B = 0, 161 Pa Tr, B = 3, 33 K	Zredukowany dynamiczny współczynnik lepkości, ηr, B ηr, B = f(Pr, B ; Tr, B) = (0,161 ;3,33) = 1, 3 Wartość zredukowanego dynamicznego współczynnika lepkości ηr, A odczytano z wykresu z tablic do obliczeń procesowych	ηr, B = 1, 3
rN2 = 0, 79 rO2 = 0, 21 ηkr, N2 = 180 • 10^−7 Pa • s ηkr, O2 = 250 • 10^−7 Pa • s		ηkr, B = 194, 7 • 10^−7 Pa • s
ηr, B = 1, 3 ηkr, B = 194, 7 • 10^−7 Pa • s	Aktualny dynamiczny współczynnik lepkości czynnika B, ηAKT, A ηAKT, B = ηr, B • ηkr, B ηAKT, B = 1, 3 • 194, 7 • 10^−7 = 2, 53 • 10^−5 Pa • s	ηAKT, B = 2, 53 • 10^−5 Pa • s
Pr, B = 0, 161 Pa Tr, B = 3, 33 K	Zredukowany współczynnik przewodzenia ciepła, λr, B λr, B = f(Pr, B ; Tr, B) = (0,161 ;3,33) = 1, 25 Wartość zredukowanego współczynnika przewodzenia ciepła odczytano z wykresu z tablic do obliczeń procesowych.	λr, B = 1, 25
rN2 = 0, 79 rO2 = 0, 21 $$\lambda_{kr,N_{2}} = 0,0329\ \frac{W}{m \bullet K}$$ $$\lambda_{kr,O_{2}} = 0,0434\ \frac{W}{m \bullet K}$$		$$\lambda_{kr,B} = 0,03511\frac{W}{m \bullet K}$$
λr, B = 1, 25 $$\lambda_{kr,B} = 0,03511\frac{W}{m \bullet K}$$	Aktualny współczynnik przewodzenia ciepła czynnika B, λAKT, B λAKT, B = λr, B • λkr, B $$\lambda_{AKT,B} = 1,25 \bullet 0,03511 = 0,04389\ \frac{W}{m \bullet K}$$	$$\lambda_{AKT,B} = 0,04389\ \frac{W}{m \bullet K}$$
ηAKT, B = 2, 53 • 10^−5 Pa • s $$g_{\max} = 74,62\frac{\text{kg}}{m^{2} \bullet s}$$ dz = 20 mm	Liczba Reynoldsa, ReB $$Re = \frac{g_{\max} \bullet d_{z}}{\eta_{AKT,B}} = \frac{74,62 \bullet 0,020}{2,53 \bullet 10^{- 5}} = 58988$$	Re = 58988
$$C_{\text{pB}} = 1,0180249\ \frac{\text{kJ}}{kg \bullet K}$$ $$\lambda_{AKT,B} = 0,04389\ \frac{W}{m \bullet K}$$ ηAKT, B = 2, 53 • 10^−5 Pa • s	Liczba Prandtla, PrB $$P_{\text{rB}} = \frac{C_{\text{pB}} \bullet \eta_{AKT,B}}{\lambda_{AKT,B}}$$ $$P_{\text{rB}} = \frac{\left( 1,0180249 \bullet 10^{3} \right) \bullet \left( 2,53 \bullet 10^{- 5} \right)}{0,04389} = 0,587$$	PrB = 0, 587
Pr = 0, 722 Re = 58988 ε ≈ 0, 6	Liczba Nusselta, NuB NuB = ε • 0, 33 • Re^0, 6 • Pr^0, 33 NuB = 0, 6 • 0, 33 • 58988^0, 6 • 0, 722^0, 33 = 129, 55	NuB = 129, 55
Re = 58988 dz = 0, 020 m $$\lambda_{AKT,B} = 0,04389\ \frac{W}{m \bullet K}$$ Pr = 0, 722	Współczynnik wnikania ciepła w przestrzeni międzyrurowej po założeniu przegród, αB $$\alpha_{B} = \frac{\lambda_{AKT,B}}{d_{z}} \bullet 0,6 \bullet 0,33 \bullet \text{Re}^{0,6} \bullet \Pr^{0,33}$$ $$\alpha_{B} = \frac{0,04389}{0,020} \bullet 0,6 \bullet 0,33 \bullet 58988^{0,6} \bullet {0,722}^{0,33} = 284,30\frac{W}{m^{2} \bullet K}$$	$$\alpha_{B} = 284,30\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$
$$\alpha_{A} = 216,42\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$ $$\alpha_{B} = 284,30\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$	Porównanie współczynników wnikania: $$\alpha_{r} = \frac{\alpha_{A} - \alpha_{B}}{\alpha_{A}} \bullet 100\%$$ $$\alpha_{r} = \frac{216,42 - 284,30}{216,42} \bullet 100 = - 31\%$$	αr = −31%
$$\alpha_{A} = 216,42\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$ $$\alpha_{B} = 284,30\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$ tA, sr = 290 tB, sr = 105	Współczynnik przenikania ciepła, k Temperatura ścianki, tśc $$t_{sc} = \frac{\alpha_{A} \bullet t_{A,sr} + \alpha_{B} \bullet t_{B,sr}}{\alpha_{A} + \alpha_{B}}$$ $$t_{sc} = \frac{216,42 \bullet 290 + 284,30 \bullet 105}{216,42 + 284,30} = 184,96$$	tsc = 184, 96
$$\frac{1}{\alpha_{\text{pow}}} = 0,000353\ \frac{m^{2} \bullet K}{W}$$ $$\frac{1}{\alpha_{gazow}} = 0,00176\ \frac{m^{2} \bullet K}{W}$$	Opory zanieczyszczeń, $\frac{1}{\alpha_{0}}$	$$\frac{1}{\alpha_{0}} = 0,002113\ \frac{m^{2} \bullet K}{W}$$
$$\alpha_{A} = 216,42\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$ $$\alpha_{B} = 284,30\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$ Stal węglowa K10 dla 181 °C $$\lambda = 52,4\ \frac{W}{m \bullet K}$$ s = g = 0, 0026 m $$\frac{1}{\alpha_{0}} = 0,002113\ \frac{m^{2} \bullet K}{W}$$	Współczynnik przenikania ciepła, k $$\frac{1}{k} = \frac{1}{216,42} + \frac{0,0026}{52,4} + \frac{1}{284,30} + 0,002113 = 0,01030068\ \frac{m^{2} \bullet K}{W}$$ $$k = 97,08\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$	$$k = 97,08\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$
Dobór długości wymiennika, L
$$k = 97,08\ \frac{W}{m^{2} \bullet K}$$ $${\dot{Q}}_{A} = 632,82\ kW$$ tn=184, 59  ε = 0, 936	Obliczamy korektę powierzchni wymiany ciepła, Fobl $$\mathbf{F}_{\mathbf{\text{obl}}}\mathbf{=}\frac{{\dot{\mathbf{Q}}}_{\mathbf{A}}}{\mathbf{k \bullet \varepsilon \bullet}\mathbf{t}_{\mathbf{n}}}$$ $$\mathbf{F}_{\mathbf{\text{obl}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{632,82 \bullet}\mathbf{10}^{\mathbf{3}}}{\mathbf{97,08 \bullet 0,936 \bullet 184,59}}\mathbf{= 37,73\ }\mathbf{m}^{\mathbf{2}}$$	Fobl = 37, 73 m^2
L = 1,5 m a = 0,870 Fz = 54,9 m^2	Średnia powierzchnia wymiany ciepła, Fśr Fsr = a • Fz gdzie: a – stała odczytana z tablic do obliczeń procesowych Fsr = 0, 870 • 54, 9 = 47, 76 m^2	Fsr = 47, 76 m^2
Fsr = 47, 76 m^2 Fobl = 37, 73 m^2	Powierzchnia rezerwy, Fr $$F_{r} = \frac{F_{sr} - F_{\text{obl}}}{F_{\text{obl}}} \bullet 100\%$$ $$F_{r} = \frac{47,76 - 37,73}{37,73} \bullet 100 = 26,6\% \approx 27\%$$ Wymiennik jest zaprojektowany z 27 % rezerwą	Fr = 27%
Dobór króćców
TA1 = 623, 15 K TA2 = 503, 15 K pA = 0, 6 • 10^6 Pa $$M_{\text{zA}} = 31,2\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ $$MR = 8314,7\ \frac{J}{kmol \bullet K}$$	Gęstość czynnika gorącego A, ρA $$\rho_{A1} = \frac{p_{A} \bullet M_{\text{zA}}}{\left( \text{MR} \right) \bullet T_{A1}} = \frac{\left( 0,6 \bullet 10^{6} \right) \bullet 31,2}{8314,7 \bullet 623,15} = 3,61\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ $$\rho_{A2} = \frac{p_{A} \bullet M_{\text{zA}}}{\left( \text{MR} \right) \bullet T_{A2}} = \frac{\left( 0,6 \bullet 10^{6} \right) \bullet 31,2}{8314,7 \bullet 503,15} = 4,48\ \ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$	$$\rho_{A1} = 3,61\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ $$\rho_{A2} = 4,48\ \ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$
TB1 = 453, 15 K TB2 = 303, 15 K pB = 0, 6 • 10^6 Pa $$M_{\text{zB}} = 28,84\ \frac{\text{kg}}{\text{kmol}}$$ $$MR = 8314,7\ \frac{J}{kmol \bullet K}$$	Gęstość czynnika zimnego, ρB $$\rho_{B1} = \frac{p_{B} \bullet M_{\text{zB}}}{\left( \text{MR} \right) \bullet T_{B1}} = \frac{\left( 0,6 \bullet 10^{6} \right) \bullet 28,84}{8314,7 \bullet 453,15} = 4,59\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ $$\rho_{B2} = \frac{p_{B} \bullet M_{\text{zB}}}{\left( \text{MR} \right) \bullet T_{B2}} = \frac{\left( 0,6 \bullet 10^{6} \right) \bullet 31,2}{8314,7 \bullet 303,15} = 6,87\ \ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$	$$\rho_{B1} = 4,59\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ $$\rho_{B2} = 6,87\ \ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$
Dw = 700 mm $$d_{\text{wk}} < \frac{D_{w}}{2}$$	Dobór króćców Z norm dobieram 4 takie same króćce o wymiarach dzk gk = 273  7, 1 mm dwk = 273 − 27, 1 = 258, 8 mm = 0, 2588 m Średnica nominalna Dn = 250 mm	dwk = 0, 2588 m Dn = 250 mm
dwk = 0, 2588 m $$\rho_{A1} = 3,61\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ $$\rho_{A2} = 4,48\ \ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ $$\dot{G_{A}} = 5\ \frac{\text{kg}}{s}$$ $$w < 40\ \frac{m}{s}$$	Prędkość czynnika gorącego, wA $$w_{A1} = \frac{4 \bullet {\dot{G}}_{A}}{\pi \bullet {d_{\text{wk}}}^{2} \bullet \rho_{A1}} = \frac{4 \bullet 5}{\pi \bullet {0,2588}^{2} \bullet 3,61} = 26,33\ \frac{m}{s}$$ $$w_{A2} = \frac{4 \bullet {\dot{G}}_{A}}{\pi \bullet {d_{\text{wk}}}^{2} \bullet \rho_{A2}} = \frac{4 \bullet 5}{\pi \bullet {0,2588}^{2} \bullet 4,48} = 21,22\ \frac{m}{s}$$	$$w_{A1} = 26,33\ \frac{m}{s}$$ $$w_{A2} = 21,22\ \frac{m}{s}$$
dwk = 0, 2588 m $$\rho_{B1} = 4,59\ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ $$\rho_{B2} = 6,87\ \ \frac{\text{kg}}{m^{3}}$$ $${\dot{G}}_{B} = 3,94\ \frac{\text{kg}}{s}$$ $$w < 40\ \frac{m}{s}$$	Prędkość czynnika gorącego, wB $$w_{B1} = \frac{4 \bullet {\dot{G}}_{B}}{\pi \bullet {d_{\text{wk}}}^{2} \bullet \rho_{B1}} = \frac{4 \bullet 3,94}{\pi \bullet {0,2588}^{2} \bullet 4,59} = 16,32\ \frac{m}{s}$$ $$w_{B2} = \frac{4 \bullet {\dot{G}}_{B}}{\pi \bullet {d_{\text{wk}}}^{2} \bullet \rho_{B2}} = \frac{4 \bullet 3,94}{\pi \bullet {0,2588}^{2} \bullet 6,87} = 10,90\ \frac{m}{s}$$	$$w_{B1} = 16,32\ \frac{m}{s}$$ $$w_{B2} = 10,90\ \frac{m}{s}$$

Dobór kołnierzy szyjkowych
Dn = 250 mm
Dobór dna elipsoidalnego
Dw = 700 mm
Dobór podpór poziomych aparatów cylindrycznych
Dw = 700 mm