Projekt nr2
Dobrać wiązkę rurek do wymiennika płaszczowo-rurkowego służącego do podgrzania S [kg/s] wodnego roztworu soli nieorganicznej o własnościach wody od temp TA1 do TA2. Czynnikiem grzejnym jest para wodna nasycona o ciśnieniu pB. Proponuje się wymiennik jedno- lub wielosekcyjny typu P pionowy.
Dane:
TA1 - 35˚C
TA2 - 85˚C
S - 20 kg/s
pB - 2,3·10-5 Pa
Określam temperaturę pary TB na podstawie jej ciśnienia pB
TB - 125˚C
Obliczam zastępczą różnice temperatur ΔTZ między parą, a roztworem
Obliczam średnia temperaturę roztworu
TAŚr. = TB - ΔTZ = 125-61,66=63,34˚C
Obliczam strumień ciepła, który trzeba dostarczyć do roztworu
q= S·c·(TA2-TA1)= 20 kg/s ·4210J/kg·K ·(85-35)˚C = 4 210 000[J/s]
Oszacowuję powierzchnię grzejną, zakładając współczynnik przenikania między
K= 2000-4000[W/m2·K]
m2
Oszacowuję liczbę rurek `n' zakładając ilość `m' sekcji równą 4, prędkość 2[m/s], średnica rurek 25/30
Interpolacja gestości w temp 63,34˚C
x=981,4[kg/m3]
Z tabeli przyjmuje najbliższą liczbę rurek n=116
Obliczam całkowitą powierzchnię wymiany ciepła
Obliczam rzeczywistą prędkość roztworu w rurach w wiązce przyjętej poprzednio
=1,43[m/s]
Obliczam współczynnik wnikania ciepła do roztworu
83089,95[-]
Obliczam średnią temparature ścianki po stronie roztworu TWA
AA=n·π·d·L=116·3,14·0,025[m]·3[m]=27,318[m2]
Obliczam średnią temperaturę ścianki po stronie pary TWB
Obliczam współczynnik wnikania ciepła po stronie pary
Obliczam współczynnik przenikania ciepła
Obliczam powierzchnię wymiany ciepła
Obliczona powierzchnia wymiany ciepła mieści się w granicach błędu