Потужні та ефективні теплообмінники; Вправа Приклад розрахунку ефективності

Приклад розрахунку ефективності

Теплообмінник зустрічного струму

Якщо розглянути обмінник, вивчений на прикладі розрахунку потужності, характеристики наступні:

зустрічний обмінник струму,

режим первинної температури: 55/70 ° C

вторинний температурний режим: 20/40 ° C

Коефіцієнт теплопередачі UD: 41,5 Вт/м/К

довжина обмінної трубки: 1,5 м

Результат розрахунків потужності дав:

потужність: 6336 Вт

вихід первинного тепла: 423 Вт/К

вторинна теплопродукція: 317 Вт/К

Питання

Обчисліть ефективність цього обмінника за різними можливими методами.

Можливі три методи:

розрахунок за коефіцієнтом потужності,

розрахунок за співвідношеннями температурних перепадів,

розрахунок за кількістю одиниць передачі (N.U.T.)

Коефіцієнт потужності

Корисна потужність дорівнює 6336 Вт

Максимально можлива потужність = мінімальна віддача тепла x різниця температур вторинного та первинного входу = 317 x (70-20) = 15850 Вт

ККД = 6336/15850 = 0,4

Звіти про відхилення температури

Нас цікавлять різниці температур рідини, що має найменший тепловий потік, тут вторинний:

фактичне відхилення = (40-20) = 20 ° C

максимальне відхилення, що відповідає виснаженню = (70-20) = 50 ° C

ККД = 20/50 = 0,4

Ми можемо розглянути реальне відхилення рідини, що має найбільший тепловий потік, тут основний, але тоді ми повинні врахувати відношення теплових потоків R:

R = 317/423 = 0,75

реальна різниця на первинній: (70-55) = 15 ° C

ККД = 1/0,75 х 15/50 = 0,4

Метод Н.У.Т.

R = 317/423 = 0,75

N.U.T. = (фути x 41,5 x 1,5)/317 = 0,617

A S = exp (0,617 x (1-0,75)) = 1,167

ККД = (1-1.167)/(0.75-1.167) = 0.4

Паралельні обмінники потоку

Ми показали, що паралельний обмінник потоку менш ефективний, ніж теплообмінник протилежного струму, для тієї ж корисної потужності.

Якщо розглянути обмінник, вивчений на прикладі розрахунку потужності, характеристики наступні:

зустрічний обмінник струму,

режим первинної температури: 55/70 ° C

вторинний температурний режим: 20/35,5 ° C

Коефіцієнт теплопередачі UD: 41,5 Вт/м/К

довжина обмінної трубки: 1,5 м

Результат розрахунків потужності дав:

потужність: 6334 Вт

вихідна теплова потужність: 422 Вт/К

віддача тепла на вторинному: 408 Вт/К

Питання

Обчисліть ефективність цього обмінника

Найшвидший метод - звіт про відхилення температури.

Звіт про відхилення температури

ККД = (35,5-20)/(70-20) = 0,31 Коефіцієнт потужності

Корисна потужність дорівнює 6334 Вт

Максимально можлива потужність = мінімальна віддача тепла x різниця температур вторинного та первинного входу = 408 x (70-20) = 20400 Вт

---