Výpočet rýchlosti prenosu tepla priemyselného výmenníka tepla pre priemyselnú dosku sa môže javiť ako zložitá úloha, ale keď pochopíte základy, je to v skutočnosti celkom jednoduché. Ako dodávateľ priemyselných výmenníkov tepla do tanierov som sa zaoberal všetkými druhmi otázok o týchto strojoch. Rozdeľme teda, ako môžete vypočítať rýchlosť prenosu tepla.
Po prvé, čo je výmenník tepla taniera? Je to zariadenie, ktoré prenáša teplo medzi dvoma tekutkami. Skladá sa zo série tenkých dosiek naskladaných dohromady a vytvára kanály pre tekutiny, cez ktoré môžu pretekať. Tieto dosky zvyšujú povrchovú plochu dostupnú na prenos tepla, vďaka čomu sú výmenníky tepla doštičiek vysoko efektívne. Ponúkame rôzne typy doskových výmenníkov tepla, napríkladVýmenník tepla morskej vody,Výmenník tepla dvojitého nástenného tanieraaVýmenníky tepla voľného prietoku. Každý typ je navrhnutý pre konkrétne aplikácie, ale základný princíp prenosu tepla zostáva rovnaký.
Teraz sa dostaneme do výpočtu. Rýchlosť prenosu tepla (q) je množstvo tepla prenášaného na jednotku času. Zvyčajne sa meria vo wattoch (W) alebo britských tepelných jednotkách za hodinu (Btu/h). Na výpočet rýchlosti prenosu tepla používame nasledujúci vzorec:
Q = u * a * ΔtlM
Rozdeľme každú časť tohto vzorca:
U - celkový koeficient prenosu tepla
Celkový koeficient prenosu tepla (U) predstavuje, ako dobre prenáša teplo tepla. Zohľadňuje faktory, ako je tepelná vodivosť platní, tekuté vlastnosti a vzory toku. Hodnota U závisí od typu výmenníka tepla, zapojených tekutín a prevádzkových podmienok.
Napríklad, ak používate vodu ako horúce aj studené tekutiny v jamke navrhnutej doštičky, hodnota U by mohla byť v rozmedzí 1500 - 3500 W/(m² · K). Ale ak máte čo do činenia s viac viskóznymi tekutinami alebo výmenníkom tepla so znečisteným povrchom, hodnota U bude nižšia. Určenie presnej hodnoty U môže byť zložité a často vyžaduje určité testovanie alebo odkaz na údaje výrobcu.
A - oblasť prenosu tepla
Plocha prenosu tepla (A) je celková plocha povrchu dosiek, ktoré sú v kontakte s tekutkami. V doskovom výmenníku tepla sa dosky zvyčajne vlnia, aby sa zvýšila plocha povrchu a zvýšenie prenosu tepla. Na výpočet oblasti prenosu tepla musíte poznať rozmery platní a počet dosiek v výmenníku tepla.
Povedzme, že máte tanier s dĺžkou (L) 1 meter, šírka (W) 0,5 metra a máte 20 dosiek. Povrchová plocha jednej doštičky je A1 = 2 * (L * W) (vynásobíme 2, pretože obe strany dosky sa používajú na prenos tepla). Takže A1 = 2 * (1 * 0,5) = 1 m². A celková plocha prenosu tepla A = A1 * Počet dosiek = 1 * 20 = 20 m².
Δtlm - logaritmický priemerný teplotný rozdiel
Logaritmický priemerný teplotný rozdiel (ATLM) je miera priemerného teplotného rozdielu medzi horúcimi a studenými tekutinami po celej dĺžke výmenníka tepla. Vypočíta sa pomocou nasledujúceho vzorca:
ΔtLM = (At1 - At2)/ln (At1/At2)
kde AT1 je teplotný rozdiel medzi teplými a studenými tekutinami na jednom konci výmenníka tepla a AT2 je teplotný rozdiel na druhom konci.
Povedzme napríklad, že horúca tekutina vstupuje do tepla pri výmene tepla pri 80 ° C a listy pri 60 ° C a studená tekutina vstupuje pri 20 ° C a listy pri 40 ° C. Pri vstupe Δt1 = 80 - 20 = 60 ° C a pri výstupe, AT2 = 60 - 40 = 20 ° C.
Δtlm = (60 - 20)/ln (60/20) = (40)/ln (3) ≈40/1,099 ≈ 36,4 ° C
Teraz, keď sme vypočítali všetky hodnoty, nájdeme rýchlosť prenosu tepla. Predpokladajme, že u = 2000 w/(m² · k), a = 20 m² a Δtlm = 36,4 ° C.
Q = u * a * ΔtlM
Q = 2000 * 20 * 36.4
Q = 1456000 W alebo 1456 kW
Existujú aj niektoré ďalšie faktory, ktoré môžu ovplyvniť výpočet rýchlosti prenosu tepla. Jedným z nich je znečistenie. V priebehu času sa môžu ložiská hromadiť na doskách výmenníka tepla, čím sa znižuje účinnosť prenosu tepla. To znamená, že skutočná rýchlosť prenosu tepla bude nižšia ako vypočítaná hodnota. Ak chcete zohľadniť znečistenie, môžete použiť faktor znečistenia. Faktor znečistenia je hodnota, ktorá predstavuje ďalší odpor voči prenosu tepla spôsobený znečistením.
Ďalším faktorom je prietok tekutín. Ak je prietok príliš nízky, prenos tepla bude menej efektívny, pretože tekutiny sa nebudú dostatočne rýchlo pohybovať na efektívne prenos tepla. Na druhej strane, ak je prietok príliš vysoký, môže dôjsť k nadmernému poklesu tlaku, ktorý môže tiež ovplyvniť výkon výmenníka tepla.
V aplikáciách Real - World je dôležité zvážiť tieto faktory a upravovať svoje výpočty. To je miesto, kde prichádza spoľahlivý dodávateľ. Máme odborné znalosti, ktoré vám pomôžu zvoliť si ten správny výmenník tepla pre vašu aplikáciu a pomôcť vám pri presných výpočtoch rýchlosti prenosu tepla.
Ak ste na trhu s priemyselným výmenníkom tepla, či už je toVýmenník tepla morskej vody,Výmenník tepla dvojitého nástenného tanieraaleboVýmenníky tepla voľného prietoku, sme tu, aby sme pomohli. Môžeme s vami spolupracovať, aby sme pochopili vaše konkrétne požiadavky, presne vypočítali rýchlosť prenosu tepla a zabezpečili, aby ste dosiahli to najlepšie - vykonávate výmenník tepla pre vaše potreby. Neváhajte a oslovte nás, aby ste sa dostali na ďalšie informácie alebo začali diskusiu o obstarávaní.
Odkazy
- Incropera, FP, DeWitt, DP, Bergman, TL a Lavine, AS (2007). Základy prenosu tepla a hmoty. Wiley.
- Shah, RK, & Sekulic, DP (2003). Základy dizajnu výmenníka tepla. Wiley.