ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ

ΕΡΓΟ: ΠΕΛΑΤΗΣ:

ΑΡΙΘΜΟΣ ΕΡΓΟΥ: ΑΡΙΘΜΟΣ ΜΕΛΕΤΗΣ:ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΥΜΒΑΣΗΣ: ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΧΕΔΙΟΥ:

Σημείωση: Η θερμική μελέτη ενός εναλλάκτη στηρίζεται σε εμπειρικούς τύπους μετάδοσης θερμότητας και τααποτελέσματα διαφέρουν ανάλογα με τους τύπους υπολογισμού που εκλαμβάνονται από τον εκάστοτε μελετη-τη. Η συγκεκριμένη μελέτη εκπονήθηκε με βάση τους τύπους μετάδοσης θερμότητας που προτείνονται από το γερμανικό VDI - WARMEATLAS

Σημείωση: Στα παρακάτω δεδομένα εισαγωγής, όλες οι μονάδες μετατρέπονται στο SΙ (εντός του προγράμματος)

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΧΩΡΟ ΜΙΑΣ ΔΕΣΜΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΝΟΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΑΝΑΚΛΑΣΤΗΡΕΣ ΡΟΗΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΑΓΩΓΗΣ ΓΙΑ ΑΚΡΙΒΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΔΕΣΜΗΣ

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ

Εσωτερική διάμετρος του κελύφους: Di 597.00 mm 0.5970Διάμετρος του ανακλαστηρα ροής: D1 590.00 mm 0.5900Διάμετρος δεσμης σωλήνων: Db 560.00 mm 0.5600Ύψος τομής ανακλαστήρα ροής: H 134.50 mm 0.1345Απόσταση μεταξύ των ανακλαστήρων: S 250.00 mm 0.2500Απόσταση μεταξύ ανακλαστήρων - καθρεπτών: Se 315.00 mm 0.3150Αριθμός των σωλήνων: n 258.00Αριθμός των σωλήνων στα παράθυρα του ανακλαστήρα: nf (ή nw) 82.00Aριθμός ζευγών στεγανοποιητικών δακτυλίων: ns 0.00Πλήθος βασικών αντιστάσεων της εγκάρσιας ροής: nr (ή nob) 11.00Πλήθος βασικών αντιστάσεων της εγκάρσιας ροής στα άκραnr,e 15.50Αριθμός περασμάτων του ρευστού από τα τούμπα: np 2.00Μέγιστος αριθμός διακένων σε μια σειρά: Σe 16.00Εξωτερική διάμετρος των σωλήνων: da 25.00 mm 0.0250Διαμετρος οπών των ανακλαστήρων: db 25.80 mm 0.0258Διανομή pitch εγκάρσια προς τη ροή: s1 32.00 mm 0.0320Διανομή pitch στη διεύθυνση της ροής: s2 27.70 mm 0.0277

ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΡΟΗΣ ΡΕΥΣΤΟΥ, ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΤΗΣ ΔΕΣΜΗΣ ΤΩΝ ΣΩΛΗΝΩΝ

Γενική Περιγραφή του ρευστού:

Θερμοκρασία εισόδου: θ1' 68.50 °C Προκύπτει μέση θερμοκρασία : Θερμοκρασία εξόδου: θ1'' 51.50 °C θm = 0.5 (θ1'+θ1'') = 60.00

Παροχή μάζας: m1 58980.00 kg/hr Προκύπτει Παροχή όγκου:Πυκνότητα στην θm: ρ1 983.00 kg/m³ V1 = m1 / ρ1 = 60.00

Σημείωση: Θεωρώ την θερμοκρασία του τοιχώματος των σωλήνων ~ ίση με την μέση θερμοκρασία του ρευστού, καθώς ο συντελεστής Prandtl δεν μεταβάλλεται αισθητά για μικρές διαφορές θερμοκρασίας (της τάξης των ±20°).

Από πίνακες εισάγονται τα παρακάτω δεδομένα για το ρευστό, στην μέση θερμοκρασία θm :

Δυναμικό Ιξώδες: n1 0.467 cp Προκύπτει αριθμός Prandtl:

Θερμική αγωγιμότητα: λ1 0.682 W/mK Pr1 = n1 cp1 / λ1 = 2.953Συντελεστής θερμοχωρητικότηταςcp1 4.312 kj/kgK

Σημείωση: Το ποσοστό επιφανείας παραθύρου για single segmental baffle είναι: 17.16635 %Σημείωση: Το ποσοστό επιφανείας παραθύρου για double segmental baffle είναι: 34.3327 %

ΘΕΡΜΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ, ΓΙΑ ΤΟΝ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟ ΤΗΣ ΕΠΙΘΥΜΗΤΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΙΣΧΥΟΣ Q

Q = m1 cp1 (θ1' - θ1'') = 1200.9639

Στόχος κατά τον θερμικό υπολογισμό, είναι να σχεδιαστεί εκείνος ο εναλλάκτης που επιτρέπει με μικρή απόκλισηαυτή την μετάδοση θερμότητας.

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΔΙΑΤΑΞΗΣ Fa

Σημείωση: Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του VDI, υπάρχουν τρεις κύριες διατάξεις σωλήνων, οι οποίες καθορίζονται ουσιαστικά από τις τιμές των συντελεστών a & b καθώς και από την γωνία της διάταξης.

1. In line arrangement (διάταξη σωλήνων εν σειρά) όπου ισχύει πάντα: b ≥ 0.5 sqrt (2a+1)

2. Staggered arrangement (διάταξη σωλήνων γωνιακή) όπου ισχύει: b ≥ 0.5 sqrt (2a+1)

3. Staggered arrangement (διάταξη σωλήνων γωνιακή) όπου ισχύει: b < 0.5 sqrt (2a+1)

a = s1 / da = 1.280 Διάκενο δέσμης με κέλυφος e1 = 0.5 ( Di-Db ) = 0.0290b = s2 / da = 1.108 Διάκενο ανάμεσα στα τούμπα e = s1-da = 0.0070

b>0.5sqrt(2a+1) Άθροισμα διακένων: Le = 2 e1 + Σe * e = 0.1700

Συντελεστής ψ = 1- π / 4 a αν b ≥ 1 ψ = 0.3867(ποσοστό κενού χώρου) 1- π / 4 a b αν b < 1

Συντ. διάταξης Fa, διάταξη σωλήνων τύπου 1: Fa = 1+ [0.7(b/a-0.3)/(ψ**1,5)(b/a+0.7)²] = 1.6717Συντ. διάταξης Fa, διάταξη σωλήνων τύπου 2&3Fa = 1+ [2/3b] = 1.6017

Για την διάταξη σωλήνων που έχουμε, εκλέγουμε: Fa = 1.7050

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑΣ Fg

Rg = nf / n = 0.3178 Fg = 1 - Rg + 0.524 Rg**0.32 Fg = 1.0453

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΑΠΩΛΕΙΑΣ ΡΟΗΣ Fl - Leakage Correction Factor

Διατομή διακένου μεταξύ σωλήνων και οπών baffle Asru = (n-nf/2)π(db²-da²)/4 = 0.0069

Επίκεντρη γωνία του τόξου του baffle γ = 2arccos(1-2H/D1) = 1.99 rad 114

Διατομή διακένου μεταξύ baffle και μανδύα Asmu = π(Di²-D1²)(360-γ)/4*360 = 0.0045

Μικρότερη διατομή της εγκάρσιας ροής Ae = S * Le = 0.0425

Άθροισμα των διατομών των διακένων Asg = Asru + Asmu = 0.0114

Rl = Asg / Ae = 0.268 ≤ 0.8 Επομένως ισχύει η παρακάτω εξίσωση για τον συντελεστή Fl

Fl = 0.4 Asru/Asg + (1-0.4 Asru / Asg) exp (-1.5Rl) Fl = 0.7498

Για τον υπολογισμό της πτώσης πίεσης έχουμε: Rm = Asmu/ Asg = 0.392 r=0,8-0,15(1+Rm) =

Fl = exp(-1,33*(1+Rm)*Rl**r) = Fl' = 0.4278

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΡΟΗΣ BY-PASS Fb

Μήκος περιροής l = da π / 2 = 0.039 mΔιατομή ροής Αf = Di S = 0.149 m²Ταχύτητα ροής w = V / Af = 0.112 m/sec

Re ψ,l = w * l / ψ * ν : 23857 Ισχύει ότι 10 < Re ψ,l < 1000000

Προκύπτει συντελεστής β = 1.35 β = 1,50 αν Re ψ,l ≤ 100 (θεωρείται στρωτή ροή)β = 1,35 αν Re ψ,l > 100 (θεωρείται τυρβώδης ροή)

Προκύπτει συντελεστής β = 3.70 β = 4,50 αν Re ψ,l ≤ 100 (θεωρείται στρωτή ροή)(για την πτώση πίεσης) β = 3,70 αν Re ψ,l > 100 (θεωρείται τυρβώδης ροή)

Προκύπτει διατομή διακένου Ab = 0.007 m² Ab = S ( Di-Db-e ) αν e < Di - DbAb = 0 αν e ≥ Di - Db

Rb = Ab / Ae = 0.176

Fb = exp [ -β Rb ( 1 - 2ns/nr**1/3) ] αν ns ≤ nr / 2Fb = 1 αν ns > nr / 2

Τελικά προκύπτει Fb = 0.7880Τελικά προκύπτει Fb' = 0.5205

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ Fw

Fw = Fg Fl Fb Fw = 0.6176

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΑΡΙΘΜΟΥ ΝUSSELT Nu 0,δέσμης

Άρα Nu l lam = 147.134 Nu l , lam = 0.664 * sqrt(Re ψ,l) * (Pr ** 1/3)Άρα Nu l turb = 178.624 Nu l , turb = 0.0037 Pr * Re ψ,l ** 0.8

1 + 2,443 * (Re ψ,l ** -0,1) * ( Pr ** 0,66 - 1)Nu l,0 = 0.3 sqrt ( Nu l lam² + Nu l turb²) = 231.719

Άρα Nu 0,δέσμης = Fa * Nu l,0 = 395.081

Τελικά, Νu 0, Aw = Fw * Nu 0,δέσμης = 243.996

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΕΠΙΘΥΜΗΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΣΥΝΑΓΩΓΗΣ a1

a1 = (Νu0,aw * λ / l ) a1 = 4239.62

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΧΩΡΟ ΜΙΑΣ ΔΕΣΜΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΝΟΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ

ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΡΟΗΣ ΡΕΥΣΤΟΥ, ΕΣΩΤΕΡΙΚΑ ΤΗΣ ΔΕΣΜΗΣ ΤΩΝ ΣΩΛΗΝΩΝ

Γενική Περιγραφή του ρευστού: Νερό πόλης

Θερμοκρασία εισόδου: θ2' 100.00 °C Προκύπτει μέση θερμοκρασία : Θερμοκρασία εξόδου: θ2'' 100.01 °C θm = 0.5 (θ2'+θ2'') = 100.01

Παροχή μάζας: m2 74943.00 kg/hr Προκύπτει Παροχή όγκου:Πυκνότητα στην θm: ρ2 958.00 kg/m³ V = m2 / ρ2 = 78.23

Σημείωση: Θεωρώ την θερμοκρασία του τοιχώματος των σωλήνων ~ ίση με την μέση θερμοκρασία του ρευστού, καθώς ο συντελεστής Prandtl δεν μεταβάλλεται αισθητά για μικρές διαφορές θερμοκρασίας (της τάξης των ±20°).

Από πίνακες εισάγονται τα παρακάτω δεδομένα για το ρευστό, στην μέση θερμοκρασία θm :

Δυναμικό Ιξώδες: n2 0.282 cp Προκύπτει αριθμός Prandtl:Θερμική αγωγιμότητα: λ2 0.679 W/mK Pr2 = n2 cp2 / λ2 = 1.751Συντελεστής θερμοχωρητικότηταςcp2 4.216 kj/kgK

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ

πάχος σωλήνα t = 2.5 mm 0.0025 m di = da-2t= 0.0200 mμήκος σωλήνα L = 50.00 mm 0.0500 m ri = di/2 0.0100 m

ra = da/2 0.0125 m

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΡΙΘΜΟΥ NUSSELT

Από τα παραπάνω δεδομένα προκύπτει διατομή ροής Α = n * (π * di² / 4) / np = 0.0405 m²

w = V / A = 0.536 m/s Re = w*di / v = 36449 Αν Re < 2300 - στρωτή ροήΑν Re > 2300 - τυρβώδης ροή

Nu = (3,66³+1,61³RePr*di/L)**0,33 στην στρωτή ροή ξ = 0Nu = ξ/8(Re-1000)Pr / 1 + 12,7 sqrt (ξ/8) (Pr**2/3 - 1) στην τυρβώδη ροή ξ = ( 1,82 log Re - 1,64 )**-2

Nu = 207.675 (ξ = 0.02252967 )

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΕΠΙΘΥΜΗΤΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΣΥΝΑΓΩΓΗΣ a2

a2 = Nu * λ / di a2 = 7050.58

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΤΕΛΙΚΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Κ

ff1 = 0.0004 (fouling factors) λ = συντελεστής αγωγής μετάλλου = 50.00ff2 = 0.0004 (fouling factors)

1 / Κ = 1 / α1 + 1 / α2 + t / λ + ff1 + ff2 1 / Κ = 0.0012 Κ = 814.53

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΠΟΥ ΕΠΙΘΥΜΟΥΜΕ ΝΑ ΜΕΤΑΔΙΔΕΤΑΙ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΠΟΥ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΜΕΤΑΔΙΔΕΤΑΙ ΣΤΟΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ ΛΟΓΩ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΜΕΤΑΔΙΔΟΜΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Επιφάνεια εναλλαγής θερμότητας F = n * dm * π * L = 0.91

θ1'-θ1''/θ1'-θ2' = -0.540 ΗΟΤ FLUID θ1' = 68.50 °C θ1'' = 51.50θ2''-θ2'/θ1'-θ2' = 0.000 COLD FLUID θ2' = 100.00 °C θ2'' = 100.01

Δθ λογαριθμικό = (θ1'-θ2'') - (θ1''-θ2') / Ln ( θ1'-θ2'' / θ1''-θ2') = (αντιροή) -39.40Δθ λογαριθμικό = (θ1'-θ2') - (θ1''-θ2'') / Ln ( θ1'-θ2' / θ1''-θ2'') = (ομοροή) 6.00

Από διαγράμματα, εισάγω συντελεστή Θ = 0.99 Δθm = Θ (θ1' - θ2') = -31.19

Στην περίπτωση που έχω καθαρή αντιροή ή ομοροή, εισάγω σαν Δθm το Δθ λογαριθμικό. Σε κάθε άλλη περίπτωση, εισάγω το Δθm που υπολογίζεται βάσει του συντελεστή Δθm = 45.00

Qreal = K*F*Δθm = 33

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΚΛΙΣΗΣ

Απόκλιση = Qreal - Q / Q = -97.2 % Η ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΘΕΩΡΕΙΤΑΙ ΑΜΕΛΗΤΕΑ

Σημείωση: Η θερμοκρασία θ2'', είναι ο μοναδικός άγνωστος στις εξισώσεις της θερμότητας. Προέκυψε από την σχέση: Q = m2 cp2 Δθ2

Δθ2 = Q / m2 cp2 = 0.003801 °C θ2'' = Δθ2 + θ2' = 100.00 °C

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΠΤΩΣΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΤΗΣ ΔΕΣΜΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ (ΧΩΡΙΣ FOULING)

Δp = (nb-1)Δpq + 2Δpqe + nbΔpw + Δps Συνολικός αριθμός baffles nb: 8.00

Δpq = Πτώση πίεσης ροής ανάμεσα στις πλάκες εναλλαγής ροής στη δέσμη Cross flow zone DpΔpqe = Πτώση πίεσης ροής στην αρχή και στο τέλος της δέσμης End zone DpΔpw = Πτώση πίεσης ροής ανάμεσα στις πλάκες εναλλαγής ροής και στο κέλυφόςWindow DpΔps = Πτώση πίεσης ροής στους σωλήνες εισόδου / εξόδου (inlet and outlet) Inlet / Outlet Dp

Cross flow zone: Δpq = Δpq,0 Fl' * Fb' Δpq,0 = ξ nr ρ1 w² /2

Αριθμός Re = we da ρ1 / n1 we = V / Ae = 0.392 m/s Προκύπτει Re = 20636.52

Σημείωση: Για λόγους απλότητας, οι παρακάτω τύποι των συντελεστών δεν παρατίθενται. Ο αναγνώστης μπορεί να ανατρέξει στα ανάλογα κεφάλαια του VDI.

Για διαταξη σωλήνων τύπου 1.: fa,l,f = 223.287 ξl = 0.0108fa,t,f = 0.695 ξt = 0.2941

ξ = 0.3049391

Για διαταξη σωλήνων τύπου 2.: fa,l,f = 223.287 ξl = 0.0108fa,t,f = 5.485 ξt = 0.4576

ξ = 0.4684213

Για διάταξη σωλήνων τύπου 3.: fa,l,f = 223.411 ξl = 0.0108fa,t,f = 5.485 ξt = 0.4576

ξ = 0.4684273

Για την εκλεγμένη διάταξη σωλήνων, έχουμε τελικά συντελεστή τριβής: ξ = 0.4684213

Έχουμε επομένως Δpq,0 = 389.47 Pa Προκύπτει Δpq = 0.0008673

End zone: Δpqe = Δpqe,0 * Fb Δpqe,0 = ξ nr,e ρ1 we²/2 αν Se διαφορετικό από SΔpqe,0 = Δpq,0 * nr,e / nr αν Se το ίδο με S

Αν Se διαφορετικό από S προκύπτει: Δpqe,0 = 0.0036784

Αριθμός Re,e = Re S / Se we,e = we * S/ Se = 0.31 m/s Re,e = 16378

Για διαταξη σωλήνων τύπου 1.: fa,l,f = 223.287 ξl = 0.0136fa,t,f = 0.695 ξt = 0.3001

ξ = 0.3137

Για διαταξη σωλήνων τύπου 2.: fa,l,f = 223.287 ξl = 0.014fa,t,f = 5.485 ξt = 0.485

ξ = 0.4984524

Για διαταξη σωλήνων τύπου 3: fa,l,f = 223.411 ξl = 0.0136fa,t,f = 5.485 ξt = 0.4848

ξ = 0.49846

Για την εκλεγμένη διάταξη σωλήνων, έχουμε τελικά συντελεστή τριβής: ξ = 0.4984524

Aν Se το ίδο με S προκύπτει: Δpqe,0 = 0.005488

Τελικά προκύπτει για την διάταξή μας: Δpqe = 0.0019146

Window of baffles: Δpw = Fl * sqrt (Δpw,l² + Δpw,t²)

nr,w = 0.8 H / s2 = 3.884 Αw,g = 0.049 m² Uw = Aw,b = 0.020 m² Aw = Aw,g - Aw,b

Υδραυλική διάμετρος παραθύρου: dh = 4 Aw / Uw = 0.03 m Ταχύτητα αναφοράς:Ταχύτητα παραθύρου: wf = V / Aw = 0.58 m/s wz = 0.48

Δpw,l = 113.352 Pa Δpw,t = 482.037 Pa (πτώσεις πίεσης στρωτής/τυρβώδους ροής)

Τελικά, έχουμε: Δpw = 0.0021

Inlet and Outlet: Δps = ξs ρ ws² /2 Εσωτερική διάμετρος στομίων κελύφους: 210.00

Προκύπτει διατομή στομίου As = 34618.5 mm² ws=V/As= 0.481 m/s

Τελικά, βάσει πειραμάτων ο συντελεστής ξs = 2 και άρα προκύπτει: Δps = 0.0022784

Τελικά, έχουμε: Δp = 0.0291268

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΠΤΩΣΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΑ ΤΗΣ ΔΕΣΜΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ (ΧΩΡΙΣ FOULING)

Δp = Δps + Δpt

Δpt = Πτώση πίεσης ροής μέσα στα τούμπα Τubes DpΔps = Πτώση πίεσης ροής στους σωλήνες εισόδου / εξόδου (inlet and outlet) Inlet / Outlet Dp

Inlet and Outlet: Δps = ξs ρ ws² /2 Εσωτερική διάμετρος στομίων κελύφους: 92

Προκύπτει διατομή στομίου As = 6644.24 mm² ws=V/As= 3.27 m/s

Τελικά, βάσει πειραμάτων ο συντελεστής ξs = 2 και άρα προκύπτει: Δps = 0.1025

Tubes: Δpt = ζ *np * L / di * ρ2 w² / 2

Βάσει των δεδομένων της ροής που υπολογίστηκαν για την ροή εντός των τούμπων, προκύπτεζ =

Τελικά, έχουμε: Δpt = 0.0001578

Τελικά, έχουμε: Δp = 0.1026

ΘΕΡΜΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ

Σημείωση: Η θερμική μελέτη ενός εναλλάκτη στηρίζεται σε εμπειρικούς τύπους μετάδοσης θερμότητας και τααποτελέσματα διαφέρουν ανάλογα με τους τύπους υπολογισμού που εκλαμβάνονται από τον εκάστοτε μελετη-τη. Η συγκεκριμένη μελέτη εκπονήθηκε με βάση τους τύπους μετάδοσης θερμότητας που προτείνονται από

Σημείωση: Στα παρακάτω δεδομένα εισαγωγής, όλες οι μονάδες μετατρέπονται στο SΙ (εντός του προγράμματος)

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟΝ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΧΩΡΟ ΜΙΑΣ ΔΕΣΜΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΝΟΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΑΝΑΚΛΑΣΤΗΡΕΣ ΡΟΗΣ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΑΓΩΓΗΣ ΓΙΑ ΑΚΡΙΒΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΔΕΣΜΗΣ

mmmmmm

mmmm

°C

m³/hr

Σημείωση: Θεωρώ την θερμοκρασία του τοιχώματος των σωλήνων ~ ίση με την μέση θερμοκρασία του ρευστού, καθώς ο συντελεστής Prandtl δεν μεταβάλλεται αισθητά για μικρές διαφορές θερμοκρασίας (της τάξης των ±20°).

KW

Στόχος κατά τον θερμικό υπολογισμό, είναι να σχεδιαστεί εκείνος ο εναλλάκτης που επιτρέπει με μικρή απόκλιση

Σημείωση: Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του VDI, υπάρχουν τρεις κύριες διατάξεις σωλήνων, οι οποίες

mm

m

m²

°

m²

m²

m²

0.59127

β = 1,50 αν Re ψ,l ≤ 100 (θεωρείται στρωτή ροή)β = 1,35 αν Re ψ,l > 100 (θεωρείται τυρβώδης ροή)

β = 4,50 αν Re ψ,l ≤ 100 (θεωρείται στρωτή ροή)β = 3,70 αν Re ψ,l > 100 (θεωρείται τυρβώδης ροή)

1 + 2,443 * (Re ψ,l ** -0,1) * ( Pr ** 0,66 - 1)

W/m²K

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΟ ΧΩΡΟ ΜΙΑΣ ΔΕΣΜΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΝΟΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ

°C

m³/hr

Σημείωση: Θεωρώ την θερμοκρασία του τοιχώματος των σωλήνων ~ ίση με την μέση θερμοκρασία του ρευστού, καθώς ο συντελεστής Prandtl δεν μεταβάλλεται αισθητά για μικρές διαφορές θερμοκρασίας (της τάξης των ±20°).

Αν Re < 2300 - στρωτή ροήΑν Re > 2300 - τυρβώδης ροή

ξ = ( 1,82 log Re - 1,64 )**-2

W/m²K

W/mK

W/m²K

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΠΟΥ ΕΠΙΘΥΜΟΥΜΕ ΝΑ ΜΕΤΑΔΙΔΕΤΑΙ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΠΟΥ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΜΕΤΑΔΙΔΕΤΑΙ ΣΤΟΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ ΛΟΓΩ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

m²

°C°C

°C°C

°C

°C

KW

Σημείωση: Η θερμοκρασία θ2'', είναι ο μοναδικός άγνωστος στις εξισώσεις της θερμότητας. Προέκυψε από την

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΠΤΩΣΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΤΗΣ ΔΕΣΜΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ (ΧΩΡΙΣ FOULING)

Σημείωση: Για λόγους απλότητας, οι παρακάτω τύποι των συντελεστών δεν παρατίθενται. Ο αναγνώστης μπορεί να

Bar

αν Se διαφορετικό από S

Bar

Bar

Bar

3.8130.029

m/s

(πτώσεις πίεσης στρωτής/τυρβώδους ροής)

Bar

mm

Bar

Bar

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΠΤΩΣΗΣ ΠΙΕΣΗΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΑ ΤΗΣ ΔΕΣΜΗΣ ΣΩΛΗΝΩΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ (ΧΩΡΙΣ FOULING)

Δp = Δps + Δpt

mm

Bar

0.0229

Bar

Bar

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ ΟΠΟΥ ΠΑΡΑΤΗΡΕΙΤΑΙ ΜΕΡΙΚΗ Ή ΠΛΗΡΗΣ ΣΥΜΠΗΚΝΩΣΗΑΕΡΙΟΥ, ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΟΡΙΖΟΝΤΙΑΣ ΔΕΣΜΗΣ ΤΟΥΜΠΩΝ

ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΣΥΜΠΗΚΝΩΣΗΣ

Ενθαλπία Υγροποίησης: Δhv 2114.00 kj/kg

Σημείωση: Κατά την διαδικασία της συμπήκνωσης, θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική, η θερμοκρασία που αναπτύσεται στο εξωτερικό τοίχωμα των σωλήνων του εναλλάκτη, καθώς σε αυτή οφείλεται εν πολλοίς ησθμπήκνωση του αερίου. Για τον προσδιορισμό αυτής, κάνουμε μια αρχική υπόθεση:

Θεωρώ αυθαίρετα θερμική αγωγιμότητα Κ = 790.00 W/m²K

ΕΝΤΟΣ ΤΩΝ ΣΩΛΗΝΩΝ - ΨΥΚΤΙΚΟ ΜΕΣΟ - ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΡΟΗΣ ΤΟΥ ΡΕΥΣΤΟΥ:

Γενική περιγραφή του ρευστού: Νερό πόλης

Θερμοκρασία εισόδου ψυκτικού: θ2' 60.00 °C Προκύπτει μέση θερμοκρασία : Θερμοκρασία εξόδου ψυκτικού: θ2'' 100.00 °C θm2= 0.5 (θ2'+θ2'')= 80.00 °C

Ροή μάζας του ψυκτικού: m2 74943.00 kg/hr Προκύπτει Παροχή όγκου:Πυκνότητα στην θm: ρ2 975.00 kg/m³ V2 = m2 / ρ2 = 76.86 m³/hr

Από πίνακες εισάγονται τα παρακάτω δεδομένα για το ρευστό, στην μέση θερμοκρασία θm:

Δυναμικό Ιξώδες: n2 0.38 cp Προκύπτει αριθμός Prandtl:Θερμική αγωγημότητα λ2 0.67 W/mK Pr2 = n2cp2/λ2 = 2.37Συντ. θερμοχωρητικότητας: cp2 4.19 kj/kgK

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ & ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΣΩΛΗΝΩΝ

Διατομή ροής / πέρασμα: A 0.041 m² Προκύπτουν διάμετροιΕσωτερική διάμετρος σωλήνων: di 0.020 m Εξωτερική:da 0.025 mΠάχος τοιχώματος σωλήνα: t 0.003 m Μέση: dm 0.023 mΘερμική αγωγιμότητα χάλυβα: λ 50.000 W/mK

Αριθμός σειρών σωλήνων: x 20.00Αριθμός σωλήνων: n 258.00Μήκος σωλήνων: L 6.00 m

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΣΥΝΑΓΩΓΗΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΑ ΤΩΝ ΣΩΛΗΝΩΝ, a2

w = V / A = 0.527 m/s Re = w*di / v = 27192 Nu = 125.12

Προκύπτει συντελεστής συναγωγής a2 = Nu * λ2 / di a2 = 4172.68 W/m²K

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΩΝ ΤΟΙΧΩΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΣΩΛΗΝΩΝ

Η θερμοκρασία του τοιχώματος του σωλήνα από την πλευρά του συμπηκνώματος: θw1Η θερμοκρασία του τοιχώματος του σωλήνα από την πλευρά του ψυκτικού υγρού: θw2

Γνωρίζω την θερμοκρασία συμπήκνωσης θs = 150.00 °C (παραμένει σταθερή και θs = θ1' = θ1'')

ff1 (fouling factor) = 0.0004 m²K/Wff2 (fouling factor) = 0.0004 m²K/W

Δεδομένης της αρχικής υπόθεσης του Κ, και γνωρίζοντας τον συντελεστή συναγωγής α2, έχουμε:

Ισχύει βάσει του νόμου της μονοδιάστατης θερμικής αγωγής: θw2 - θm2 / R2 = θs - θm2 / R

R2 = 1/a2 Προκύπτει επομένως: θw2 = R2/R (θs - θm2) + θm2 93.25 °CR = 1/K

Ισχύει επίσης: θw1 - θw2 / Rt = θw2 - θm2 / R2 Rt = t / λ + ff1 + ff2 = 0.001 m²K/W

Προκύπτει επομένως: θw1 = Rt/R2(θw2 - θm2)+θw2 140.26 °C

Προκύπτει μέση θερμοκρασία συμπηκνώματος θμ = 1/2 (θs+θw1) θμ = 145.13 °C

ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΓΙΑ ΤΟ ΣΥΜΠΗΚΝΩΜΑ ΣΤΗΝ ΜΕΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΣΥΜΠΗΚΝΩΜΑΤΟΣ

Θερμική αγωγιμότητα: λ1liq = 0.682 W/mkΠυκνότητα συμπηκνώματος: ρ1liq = 917.000 kg/m³Δυναμικό Ιξώδες: n1lig= 0.182 cp

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΣΥΝΑΓΩΓΗΣ ΕΞΩΤΕΡΙΚΑ ΤΩΝ ΣΩΛΗΝΩΝ, a1

a1 = 0,725 ( λ³ ρ² Δhv g / x da n (θs - θw1) )**0,25 Προκύπτει επομένως a1 = 5150.09 W/m²K

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΤΕΛΙΚΟΥ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Κ

1 / Κ = 1 / α1 + 1 / α2 + t / λ + ff1 + ff2 1 / Κ = 0.00128 Κ = 778.922 W/m²K

Η απόκλιση του πραγματικού συντελεστή σε σχέση με αυτόν που αρχικά είχαμε υποθέσει -1.42222 %

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΣ ΕΝΑΛΛΑΓΗΣ: F = n * π * dm * L = 109.3662 m²

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΠΟΥ ΕΠΙΘΥΜΟΥΜΕ ΝΑ ΜΕΤΑΔΙΔΕΤΑΙ ΣΕ ΣΧΕΣΗ ΜΕ ΤΗΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ ΠΟΥ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΜΕΤΑΔΙΔΕΤΑΙ ΣΤΟΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ ΛΟΓΩ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΑ ΜΕΤΑΔΙΔΟΜΕΝΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

θ1'-θ1''/θ1'-θ2' = 0.000 ΗΟΤ FLUID (1) θ1' = 150.00 θ1'' = 150.00 °Cθ2''-θ2'/θ1'-θ2' = 0.444 COLD FLUID (2) θ2' = 60.00 θ2'' = 100.00 °C

Δθ λογαριθμικό = (θ1'-θ2'') - (θ1''-θ2') / Ln ( θ1'-θ2'' / θ1''-θ2') = (αντιροή) 68.0519 °C

Από διαγράμματα, εισάγω συντελεστή Θ = 0.75 Δθm = Θ (θ1'-θ2') = 67.50 °C

Qreal = K*F*Δθm = 5750.173 KW

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΚΛΙΣΗΣ

α! περίπτωση: Το ρευστό θέλουμε να υγροποιείται σε ένα ποσοστό: Μfluid 1.00Αρχική ροή μάζας: m1 5941.00 kg/hr

Q = m * Mf * Δhv = 3489 KW Ετσι προκύπτει θ2'' = Q / (m2 cp2) + θ2' 100.00 °C

β! περίπτωση: Το ρευστό εντός των τούμπων θέλουμε να φτάνει στη συγκεκριμένη θερμοκρασία εξόδου:

θ2'' = 100 °C Ετσι προκύπτει Q = m2 * cp2 * Δθ2 = 3489.013 KW

Eπομένως έχω ποσοστό συμπήκνωσης Mf = 1.00 και ροή μάζας συμπηκνώματος 5941.55 kg/hr

Ανάλογα με την περίπτωση, θέτουμε τελική επιθυμητή θερμότητα που αποδίδετQ 3489.01 KW

Άρα η απόκλιση από την επιθυμητή τιμή είναι Q real - Q / Q = 64.81 % ΑΜΕΛΗΤΕΑ

0.00038 kg/msec

ν2 3.876923E-07 m² /sec (v = n / ρ)

(ξ = 0.02418 )

0.00045 kg/msec

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΟΡΙΖΟΝΤΙΟ ΕΝΑΛΛΑΚΤΗ ΟΠΟΥ ΠΑΡΑΤΗΡΕΙΤΑΙ ΜΕΡΙΚΗ 'Η ΠΛΗΡΗΣ ΕΞΑΕΡΩΣΗΤΟΥ ΡΕΥΣΤΟΥ ΕΝΤΟΣ ΤΩΝ ΤΟΥΜΠΩΝ

ΕΝΤΟΣ ΤΩΝ ΣΩΛΗΝΩΝ - ΕΞΑΕΡΩΜΕΝΟ ΜΕΣΟ - ΜΕΣΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΣΥΝΑΓΩΓΗΣ

Ο συντελεστής συναγωγής μεταβάλλεται όσο αλλάζει ο βαθμός εξαερίωσης. Έτσι στόχος είναι να υπολογίσουμε σε μκρές αποστά-σεις τους συντελεστές συναγωγής, για διάφορα ποσοστά εξαερίωσης, και έτσι να πάρουμε μια μέση τιμή συντελεστή συναγωγής,που θα εφαρμοστεί στις εξισώσεις μετάδοσης θερμότητας.

Θερμοκρασία βρασμού θs 173.50 °CΕνθαλπία εξάτμισης Δhv 509.70 kj/kgΕπιθυμητό ποσοστό εξάτμισης Μv 1.00Σταθερή θερμότητα / επιφάνεια q 60.00 KW/m² (την υποθέτουμε αρχικά)Πίεση του ρευστού p 4.82 bar

Επίσης λαμβάνουμε από πίνακες:Θερμοκρασία critical θc 374.00 °CΠίεση του ρευστού critical pc 49.60 bar Προκύπτει p* = p / pcΣυναγωγή αναφοράς ao 2750.00 W/m²K p* 0.10Θερμότητα αναφοράς qo 20.00 KW/m²Mοριακή μάζα Μ 74.12 kg/kmol

Πυκνότητα του υγρού στην θs ρ2' 640.00 kg/m³Πυκνότητα του αερίου στην θs ρ2'' 12.50 kg/m³

Δυναμικό ιξώδες του υγρού στην θs n2' 0.23 cp v2' 3.59E-07Δυναμικό ιξώδες του αερίου στην θs n2'' 0.01 cp v2'' 8E-07

Ειδική θερμοχωρητικότητα cp2' 4.42 kj/kgK Προκύπτει αριθμός Prandtl:Ειδική θερμοχωρητικότητα cp2'' 2.14 kj/kgK Pr2' = n2 cp2/λ2 = 9.03

Θερμική αγωγιμότητα λ2' 0.11 W/mK Προκύπτει αριθμός Prandtl:Θερμική αγωγιμότητα λ2'' 0.03 W/mK Pr2'' = n2 cp2/λ2 = 0.76Θερμική αγωγιμότητα του μετάλλου λ 50.00 W/mK

Ροή μάζας του υγρού m2 12400 kg/hr

Εσωτερική διάμετρος των αυλών di 27 mm Προκύπτει μέση διάμετροςΠάχος αυλών t 1.5 mm dm = 0.5 (da + di) = 28.50

Συνολικός αριθμός αυλών n 24Αριθμός περασμάτων από τους αυλούς: np 1

Διατομή ροής / πέρασμα Α = (π di² / 4)*n / np 0.014 m²Ταχύτητα ροής μέσα από ένα σωλήνα w' = V / A 0.392 m/s (αν το ρευστό ήταν όλο υγρό)Ταχύτητα ροής μέσα από ένα σωλήνα w'' = V / A 20.063 m/s (αν το ρευστό ήταν όλο αέριο)

Από το θερμικό ισοζύγιο έχουμε: Μv * w*ρ*πdi²*Δhv = q * π * dm * L Και άρα μήκος L = 13.62

Ο συντελεστής συναγωγής, αλλάζει συνεχώς ανάλογα με το ποσοστό εξαέρωσης, δηλαδή ανάλογα με το μήκος z (0 ≤ z ≤ L). Για να υπολογίσουμε επομένως τον συντελεστή συναγωγής, υπολογίζουμε για διάφορες τιμές του z τους συντελεστές και τελικάπαίρνουμε μια μέση τιμή.

Σημείωση: Οι τύποι υπολογισμού λαμβάνονται για πλήρως υδροδυναμικά ανεπτυγμένη ροή.Σημείωση: Οι τύποι υπολογισμού λαμβάνονται για ρευστά με σημεία βρασμού > -93°C.Σημείωση: Θεωρούμε πλήρη διαβροχή των σωλήνων για απλούστευση των υπολογισμών.

Για διαστήματα ποσοστού 0.1 * L προκύπτουν z (m)

0.00 1.36 2.72 4.09 5.45 6.81 8.17 9.54 10.90 12.26

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν ποσοστά εξαέρωσης Mv

0 0.1 0.2 0.30 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν συντελεστές Re,Lo = w (1-Mv) * di / v2'

29441 26497 23552 20608 17664 14720 11776 8832 5888 2944

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν συντελεστές Re,Go = w (1-Mv) * di / v2''

677134 609420 541707 473994 406280 338567 270854 203140 135427 67713

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν αριθμοί Νu, Lo

233 213 192 170 149 126 103 79 53 24

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν αριθμοί Nu, Go

869 798 725 650 574 495 414 329 238 138

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν αριθμοί a,Lo (W/m²K)

973 887 800 711 620 526 430 329 221 101

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν αριθμοί a,Go (W/m²K)

908 833 757 679 599 517 432 343 249 144

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν αριθμοί a(z)conv / a,Lo

1.00 3.28 3.96 4.42 4.78 5.06 5.28 5.46 5.59 5.54

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν αριθμοί a(z)conv (συντελεστής συναγωγής λόγω βρασμού με αγωγή)

973 2911 3168 3144 2960 2661 2270 1796 1236 560

Για τους περισσότερους υδρογονάνθρακες ισχύει: Συντελεστής n = 0.8 - 0.13 ** (0.66 p*) = 0.64931

Συντελεστής Cf = 0,73*M**0,11 = 1.17224 Ροή μάζας υγρού μέσα από το σωλήνα = 250.79

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν αριθμοί az(b) / ao

1.72 1.58 1.45 1.31 1.17 1.04 0.90 0.77 0.63 0.49

Για τα διαστήματα αυτά, προκύπτουν αριθμού az(b) (συντελεστής συναγωγής λόγω βρασμού με φυσαλίδες)

4722 4348 3974 3600 3226 2852 2478 2104 1730 1356

Προκύπτουν τελικοί συντελεστές συναγωγής:

4352 4361 4188 3926 3594 3205 2766 2286 1779 1290

Και μέσος συντελεστής συναγωγής: a2 = 2969

ΤΕΛΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Συντελεστής συναγωγής εκτός αυλώa1 = 6053 W/m²K

fouling factor ff1 0.0002fouling factor ff2 0.0002

1 / Κ = 1 / α1 + 1 / α2 + t / λ + ff1 + ff2 1 / Κ = 0.00093198 Κ = 1073

Έχουμε τις θερμοκρασίες:

θ1'-θ1''/θ1'-θ2' = 0.001 ΗΟΤ FLUID (1) θ1' = 136.55 θ1'' = 136.45

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00

0500

100015002000250030003500400045005000

Συντελεστής συναγωγής / μονάδα μήκους

θ2''-θ2'/θ1'-θ2' = 0.001 COLD FLUID (2) θ2' = 69.20 θ2'' = 69.30Δθ λογαριθμικό αντιροής = (θ1'-θ2'') - (θ1''-θ2') / Ln ( θ1'-θ2'' / θ1''-θ2') = 0.00

Από διαγράμματα, εισάγω συντελεστή Θ = 0.99 Δθm = Θ (θ1'-θ2') = 0.00

q real = K*Δθm = 0.00

Τελική απόκλιση: #DIV/0! % ΑΜΕΛΗΤΕΑ ΜΕΤΑΔΙΔΟΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑ: 0.00

ΕΝΤΟΣ ΤΩΝ ΣΩΛΗΝΩΝ - ΕΞΑΕΡΩΜΕΝΟ ΜΕΣΟ - ΜΕΣΟΣ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ ΣΥΝΑΓΩΓΗΣ

Ο συντελεστής συναγωγής μεταβάλλεται όσο αλλάζει ο βαθμός εξαερίωσης. Έτσι στόχος είναι να υπολογίσουμε σε μκρές αποστά-σεις τους συντελεστές συναγωγής, για διάφορα ποσοστά εξαερίωσης, και έτσι να πάρουμε μια μέση τιμή συντελεστή συναγωγής,

m

Ο συντελεστής συναγωγής, αλλάζει συνεχώς ανάλογα με το ποσοστό εξαέρωσης, δηλαδή ανάλογα με το μήκος z (0 ≤ z ≤ L). Για να υπολογίσουμε επομένως τον συντελεστή συναγωγής, υπολογίζουμε για διάφορες τιμές του z τους συντελεστές και τελικά

Σημείωση: Οι τύποι υπολογισμού λαμβάνονται για πλήρως υδροδυναμικά ανεπτυγμένη ροή.

13.62

1.0

0

7

4

4

18

4

1.93

35

kg/m²s

0.36

982

917

W/m²K

W/m²K

°C

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00

0500

100015002000250030003500400045005000

Συντελεστής συναγωγής / μονάδα μήκους

°C°C

°C

KW/m²

KW