Izračun toplotnega prenosnika

[Sparky]

Pozdravljeni,

Zanima me formula oz. kje dobiti konstanto k za izračun moči cevnega prenosnika toplote.

Formula je Q = k * A * dT

Koliko je k za vodo in kako ga določimo glede na gostoto medija katerega ogrevamo?

Površina izmenjevalca je 4m2, vročo vodo z 90st.C in ogrevam 45m3 medija (lahko voda) na 20st.C?

LP

[Žerjavar]

Faktor k je sestavljen iz prestopa (alfa) iz tekočine (vode) na trdno steno (po Krautu 2000 do 4000 W/m2K), prevod skozi steno (λ = vrsta materjala, debelina) in prestop iz stene na medij (za tekočino je isti kot prej, za plin je 14 do 40 W/m2K). V stroj.priročniku je o tem več.
Za k je 1 / k = 1/α[pod]1[/pod] + δ / λ + 1 / α[pod]2[/pod]

[uros99]

V bistvu je prav kot je g. Žerjavar napisal. Če imaš slučajno na voljo knjigo Grejanje i klimatizacija (Recknagel, Schprenger, Honman) pa imaš noter celo poglavje okoli tega kot tudi enačbo za prestop skozi cev, je pa zelo podobna tej splošni:

U (ali po staro k) = pi/((1/(an*dn))+(1/(az*dz))+((dz-dn)/((dz+dn)*lambda))

dz- zunanji premer cevi
dn- notranji premer cevi
an - notranji prestopnostni koef.
az - zun. -||-

Za alfe izračunat imaš tudi empirike veliko, nebi ti ravno vse to prepisoval, ampak če rabiš ti lahko pošljem po mailu.

[Sparky]

Se opravičujem zaradi neodgovarjnja vendar sem imel dosti terenskega dela.

Hvala g.Žerjavarju in g.Uros99 za odgovore.

Imam cev 33,7x3mm z vročo vodo in ogrevam vodo v rezervoarju. A=4m2, dT=65K
α1=3000W/m2K,α2=3000W/m2K,λjeklo=20W/mK (?) in δ=3mm

1. Če izračunam po 1/k dobim k=6,41W/mK in s tem Q=1,66kWm, če pomnožim še z l=50m dobim Q=83kW (?)

2. Če izračunam po U dobim U=44,42W/mK in s tem Q=11,55kWm, če pomnožim še z l=50m dobim Q=577,5kW (?)
an=3000W/mK =az,dz=33,7mm,dn=27,7mm,λjeklo=20W/mK.

Kje ga biksam?

Uros99 ali se da kje dobiti omenjeno knjigo v pdf-u in pa ostale diagrame?

Izračunati moram še padec tlaka v izmenjevalcu?

LP

[Žerjavar]

Voda, 3 mm nerjavno jeklo, voda
1/k = 1 / 3000 + 0,003 / 20 + 1 / 3000 = ...
K = 1220 W/m2K.
Cev 33 x 3 50 m = 5,2 m2
Povprečni prehod toplote = 1220 * 5,2 = 6300 W/K

Kakšna je temperaturna razlika?
- V cev vstopa topli medij (voda) pri 9o stopinjah, izstopa pa že nekaj ohlajena. Povprečna temperatura toplega medija bo manj kot 90 stopinj, odvisno od pretoka (hitrosti)in od temperature hladnega medija.
- Hladen medij obdaja cev in ima v začetku 20 stopinj. S časom se segreva in ima čedalje višjo temperaturo.
- Med ogrevanjem se temperaturna razlika zmanjšuje, s tem se tudi zmanjšuje toplotna moč grelca. Pri kateri temperaturi hladnega medija te zanima toplotna moč grelca?

[Sparky]

Hladni medij bom ogreval od začetnih 5 st.C na 20st.C in ga pri tej temp. tudi vzdrževal.

Moč izmenjevalca me zanima pri teh dveh temperaturah?

Kako pa je z padcom tlaka na izhodu iz izmenjevalca?

LP

[fogl]

Bistveno je kako boš določil alfo, ne moreš vzet kar neke vrednosti - tistih 3000 kar si ti vzel, je lahko zelo daleč od prave vrednosti. Alfa pa je odvisna od tokovnega režima (laminarni, prehodni, turbulentni) in od dolžine prehodnega območja (to je začetna dolžina prenosnika, kjer se tok šele razvija - to je pomembno upoštevati, ko so prenosniki krajše dolžine).

Glede na tvoj režim obratovanja (jaz nisem nikjer zasledil podatkov o pretokih) potem lahko oceniš kakšna je alfa - teh enačb je pa kar precej, in veljajo samo v omejenem območju.

Da ne bom prepisoval:
klik
klik

[Žerjavar]

Kako pa je z padcom tlaka na izhodu iz izmenjevalca?

Na njega pa vpliva predvsem hitrost toka vode skozi cev. Verjetno boš imel črpalko znane karakteristike - odvisnost med pretokom in razliko pritiska. Vključiti moraš celotni krogotok tekočine z vsemi odseki cevi, kolen, ventilov ... ter uskladiti pretok in skupni padec pritiska z karakteristiko črpalke.
- Imaš pa možnost, da izbereš izstopno temperaturo vroče vode, poračunaš potreben pretok glede na moč izmenjevalca, nato padce pritiska za ves krogotok in nazadnje določiš potrebno črpalko.

[uros99]

...Uros99 ali se da kje dobiti omenjeno knjigo v pdf-u in pa ostale diagrame?
...
LP

Ja, da se, velika je 100 MB in je v nemškem jeziku. Lahko ti jo pošljem ipd.

Imaš pa tudi srbo-hrvaško verzijo, katere pa nimam in jo tudi jaz že dalj časa iščem. Imajo pa ju v NUK.

LP

[Sparky]

uros99 hvala za poslano knjigo.

Se bom poizkušal prebiti čez in preračunati izmenjevalec.

LP

[uros99]

Ni kaj.

Če pa imaš oz. poznaš kakšnega, ki bi bil pripravljen jo prodat v Srbo-Hrvaščini pa ne pozabi name

LP

[nejko636]

Pozdravljeni!

Zanima me kako vsaj približno točno izračunati potrebne ogrevalne površine pri toplovodnem kotlu. Gre za register dimnocevnih toplotnih prenosnikov, ogrevan medij je tekoča voda. Če se držim osnovne enačbe: A= Q/k x deltaTm, mi manjkajo podatki predvsem za toplotno prehodnost k, ter srednjo temperaturno razliko. Manjkajo mi namreč nekateri podatki, ki ne vem kje jih naj dobim( temperature dimnih plinov na določenih segmentih, pretok dimnih plinov skozi prenosnik,...). Gre za 30kW peletni kotel za centralno ogrevanje, pa me zanima če ima kdo kakšne izkustvene vrednosti, da bi lahko vsaj približno teoretično izračunal potrebne ogrevalne površine toplotnih prenosnikov. Hvala.

[ktm2002]

Da ne odpiram nove teme, narediti bi moral en toplotni izmenjevalec ali karkoli pa nimam kaj veliko pojma... ideja je bila, da v solidworsku naredim simulacijo, in potem bi lahko nagrobo določil dimenzije. Samo simulacija mi ne gre...

Torej mojstri....
Ohladit moram olje (no nekaj takega) z 85°C na 35°C. Pretok je 5-10l/min. Hladili, bi z vodo iz pipe oz. kasneje bi lahko kak krog naredil, trenutno ni važno. Pa to zadevo, bi radi tudi vsake toliko časa opucali.

Kaj to se bi lotil s klasičnim izmenjevalcem z dvojno pločevino? Ali je boljše oviti cilinder s špiralo, kjer bi tekla voda. Pretoki se mi ne zdijo veliki a pride v poštev, da bi znotraj naredu še en cilinder, da bi bilo olje na tanjši debelini.



Je kje na internetu kaka stran, kjer lahko take stvari dimenzioniraš?

[Žerjavar]

Za izmenjavo toplote iz olja na vodo bi jaz vzel gladke cevi (kača, spirala, več vzporednih, ...) znotraj cevi teče olje, na zunanji pa je skoraj mirujoča voda. Protitočni sistem: olje teče navzdol, voda pa navzgor.

[ktm2002]

Kako bi pa na grobo določil premere in dolžine teh cevi?

Sedaj sem dobil na internetu model tega... premer je 100mm. Verjetno, bi moral malo skalirat, že vidim da bo tole drago