Hé! Kompakt tubuláris hőcserélők szállítójaként gyakran megkérdezem, hogyan lehet kiszámítani ezen remek eszközök hőátadási területét. Ez kritikus szempont a megfelelő hőcserélő megtervezéséhez és kiválasztásához az Ön egyedi igényeihez. Tehát merüljünk be jobbra, és lépjünk le lépésről lépésre.
Először is, értjük, miért olyan fontos a hőátadási terület kiszámítása. A hőátadási terület közvetlenül befolyásolja a hőcserélő hatékonyságát. A nagyobb terület általában azt jelenti, hogy több hőt lehet átvinni a cserélőn átfolyó két folyadék között. Ez rendkívül fontos az iparágakban, ahol a pontos hőmérséklet -szabályozás és az energiahatékonyság kulcsfontosságú, mint például a kémiai feldolgozás, az energiatermelés, valamint az élelmiszer- és italtermelés.
Most menjünk be a számítás szemcséjébe. A hőátadási terület (a) hőkóban történő kiszámításának alapvető képlete a hőátadási egyenletből származik:
Q = u * a * Δtlm
Ahol:
- Q a hőátadási sebesség (wattban vagy btu/h -ben). Ez az a hőmennyiség, amelyet át kell vinni a két folyadék között.
- U az általános hőátadási együttható (w/m² -ben · k vagy btu/h · ft² · ° f). Figyelembe veszi a tényezőket, mint például az anyagok hővezető képessége, a folyadékok áramlási sebessége és a szennyeződés ellenállás.
- A a hőátadási terület, amelyet kiszámítani akarunk (m² vagy ft² -ben).
- Az ΔTLM a log -átlaghőmérsékleti különbség (LMTD). Ez a hőcserélő bemeneti és kimeneti hőmérsékleti és hideg folyadékai közötti hőmérsékleti különbséget okozza.
Kezdjük a Q, a hőátadási sebesség kiszámításával. Ennek két általános módja van. Az egyik a folyadékok fajlagos hőkapacitásán alapul. A képlet:
Q = m * cp * Δt
Ahol:
- m a folyadék tömegáramának sebessége (kg/s vagy lb/h -ben).
- A CP a folyadék fajlagos hőkapacitása (J/kg · K vagy BTU/LB · ° F -ben).
- Δt a folyadék hőmérséklet -változása (k vagy ° F -ben).
Például, ha forró folyadék van, 10 kg/s tömegáramlási sebességgel, egy specifikus hőkapacitás 4200 J/kg · K, és 100 ° C -ról 60 ° C -ra lehűl, a hőátadási sebesség a következőképpen számítható ki:
ΔT = 100 - 60 = 40 K
Q = 10 * 4200 * 40 = 1680000 W
Ezután meg kell határoznunk az általános hőátadási együtthatót. Ez az érték sok tényezőtől függ, beleértve a folyadék típusát, az áramlási rendszert (lamináris vagy turbulens) és a csövek anyagát. A víz - a vízhőcserélők esetében az U -értékek 800 - 1500 W/m² · k között lehetnek. Az alacsonyabb hővezetőképességű viszkózus folyadékok vagy folyadékok esetén az U érték alacsonyabb lesz. A tipikus U -értékeket a mérnöki kézikönyvekben vagy a kísérletek elvégzésével találhatja meg.
Most számoljuk ki a log - átlaghőmérsékleti különbséget (ΔTLM). Az ΔTLM képlete:
ΔTLM = (ΔT1 - ΔT2)/LN (ΔT1/ΔT2)
Ahol:
- ΔT1 a hőcserélő egyik végén a meleg és a hideg folyadékok hőmérsékleti különbsége.
- Az ΔT2 a hőcserélő másik végén lévő meleg és hideg folyadékok hőmérsékleti különbsége.
Például, ha a bemeneti nyílásnál a forró folyadék 100 ° C -on van, és a hideg folyadék 20 ° C -on van (ΔT1 = 100 - 20 = 80 ° C), és a kimenetnél a forró folyadék 60 ° C -on van, és a hideg folyadék 50 ° C -on van (Δt2 = 60 - 50 = 10 ° C), akkor::: akkor:
Δtlm = (80 - 10)/ln (80/10) = (70)/ln (8) ≈30,4 ° C
Most, hogy van Q, U és ΔTLM, átrendezhetjük a Q = U * A * ΔTLM hőátadási egyenletet, hogy megoldjuk: A:
A = q/(u * Δtlm)
Az előző q = 1680000 W, U = 1000 w/m² · K és Δtlm = 30,4 K felhasználásával:
A = 1680000/(1000 * 30,4) ≈55,26 m²
Fontos megjegyezni, hogy ezek a számítások ideális feltételeken alapulnak. A valós világ alkalmazásaiban vannak más tényezők is, amelyeket figyelembe kell venni, például a szennyeződést. A szennyeződés a lerakódások felhalmozódása a hőátadási felületeken, amelyek csökkenthetik a teljes hőátadási együtthatót. A szennyeződés figyelembevétele érdekében gyakran egy szennyeződési tényezőt (RF) használunk. Az u 'új teljes hőátadási együtthatóját a következőképpen kell kiszámítani:
1 / u '= 1 / u + rf
Ez növeli a szükséges hőátadási területet az azonos hőátadási sebesség biztosítása érdekében.
Cégünkben a kompakt csőcserélők széles skáláját kínáljuk a különböző igények kielégítésére. Azok számára, akik költség -hatékony opciót keresnek, a [enyhe acél csöves hőcserélő] (/hő - cserélő/cső - hő - csere/enyhe - acél - cső - hő - csere.html) nagyszerű választás. Tartós és sok ipari alkalmazáshoz alkalmas. Ha szüksége van egy nagy korrózióálló hőcserélőre, akkor a [Duplex rozsdamentes acél csőcserélő] (/hő -csere/tubular - hő - csere/duplex - rozsdamentes - acél - tubuláris - hő - tőzsde.html) az út. És az általános célú alkalmazások esetében, ahol a tisztaság és a korrózióállóság fontos, a [rozsdamentes acél hőcserélő] (/hő - csereprogram/cső - hő - csere/rozsdamentes - acél - hő - csere.html) népszerű lehetőség.
A kompakt tubuláris hőcserélő hőátadási területének kiszámítása eleinte bonyolultnak tűnhet, de a megfelelő képletek és egy kis gyakorlat mellett sokkal könnyebbé válik. Ha még mindig bizonytalan vagy segítségre van szüksége a projekthez megfelelő hőcserélő kiválasztásában, ne habozzon elérni. Azért vagyunk itt, hogy segítsünk Önnek minden hőcserélő igényében. Függetlenül attól, hogy a tervezés korai szakaszában vagy egy meglévő hőcserélő cseréjére, szakértői csoportunk biztosíthatja a szükséges útmutatást és támogatást.
Tehát, ha érdekli egy kompakt csőhőzési hőcserélő vásárlása, vagy bármilyen kérdése van a hőátadás számításával kapcsolatban, nyugodtan vegye fel a kapcsolatot a barátságos csevegéshez és néhány szakmai tanácshoz. Mindig örömmel segítünk abban, hogy megtalálja a tökéletes megoldást a hőátadási követelményekhez.
Referenciák
- Incropera, FP és Dewitt, DP (2002). A hő és a tömegátadás alapjai. Wiley.
- Holman, JP (2002). Hőátadás. McGraw - Hill.