Aparate Termice

Aparate Termice

Tema

Din echipamentul unei centrale termice se va proiecta un schimbator de caldura din tronsoane tip avand urmatoarele date initiale:

sarcina termica:

= n-50 [kW] , unde n =20

= 1075 [kW]

temperaturile de intrare (t'₁)si de iesire a agentului primar(t''₁):

t'₁  = 90sC

t''₁ = 70sC

temperaturile de intrare(t'₂)si de iesire a agentului secundar(t''₂):

t'₂ = 10sC

t''₂ = (35 + n)sC

t''₂=55 sC

Agentul termic primar circula printre tevi, iar agentul termic secundar circula prin tevi. Circulatia se face in contracurent.

Ecuatia de bilant termic este :

1. Determinarea debitelor din ecuatia de bilant

  ; ;

sC

prin interpolare

2. Aflarea temperaturii medii logaritmice

Se face cu formula :

3. Calculul numarului necesar de tevi

Calculul preliminar

unde

r₂ - densitatea pentru temperatura medie prin tevi;

w₂ - viteza cu care circula agentul secundar prin aparat

(w₂^' se considera 1 [m/s]);

d_i - diametrul interior al tevilor (d_i=14 10^-3 [m]);

tevi

Conform indrumatorului alegem tevi.

4. Calculul vitezei w₂ in functie de numarul de tevi ales:

[m/s]

In functie de numarul de tevi ales, se alege tipul schimbatorului de caldura. Se va alege un schimbator de caldura tip ICMP  B-31-AM cu urmatoarele caracteristici:

diametrul interior al mantalei D_i = 156 [mm]

diametrul exterior al mantalei D_e = 168 [mm]

5.Calculul vitezei w₁:

Calculul vitezei w₁(viteza agentului primar) se face cu formula :

unde d_e - diametrul exterior al tevii (d_e = 16 10^-3 m).

[m/s]

6. Calculul termic.

Determinarea coeficientului global de schimb termic.

6.1 Calculul coeficientului de convectie α₁ pentru agentul primar:

unde λ₁=0,67745 [w/mk]

, unde: Pr₁=2,1

,  unde:- D_i - diametrul interior al mantalei

-d_e - diametrul exterior al tevilor

[m]

6.2 Calculul coeficientului de convectie α₂ pentru agentul secundar: ;

;

 

 

 

6.3Calculul coeficientului global de transfer termic:

[w/m²k]

7.  Calculul suprafetei de transfer termic:

8. Calculul lungimii schimbatorului:

, unde: n_t -reprezinta numarul de tevi

d_med -reprezinta diametrul mediu al unei tevi

[m]

Aleg L=11 [m]

9. Stabilirea numarului de tronsoane:

4 tronsoane

Avem 4 tronsoane a cate 2.75m fiecare.

10. Calculul pierderilor de sarcina

Calculul hidraulic

fig. 1 sectiune prin schimbatorul de caldura

Calculul pierderilor de sarcina pe traseul agentului secundar :

10.1 Calculul pierderilor liniare pe traseul agentului secundar

, unde

• L reprezinta lungimea totala a traseului;
• reprezinta densitatea medie pentru
• 
• m

Re₂==22028;

10.2 Calculul diametrului stutului de intrare a agentului secundar

Aleg grosimea peretelui tevii din care se face stutul de 4 mm.

Conform STAS alegem

Calculul vitezei agentului secundar in cot:

Calculul pierderilor locale pe traseul agentului secundar

Pierderea totala de presiune pe traseul agentului secundar

Calculul pierderilor de sarcina pe traseul agentului primar :

Calculul pierderilor liniare pe traseul agentului primar

, unde

• L reprezinta lungimea totala a traseului;
• reprezinta densitatea medie pentru
• 
• [m]

Re₁=;Re₁=98237

Calculul diametrului stutului de intrare a agentului primar

Aleg grosimea peretelui tevii din care se face stutul de 6 [ mm].

Conform STAS alegem

Calculul vitezei agentului primar in cot

Calculul pierderilor locale pe traseul agentului secundar

Pierderea totala de presiune

Izolarea termica a schimbatorului de caldura

, unde

 

Recalculam :

25.59-23=2.59<3

Calculul randamentului izolatiei schimbatorului de caldura

,unde Q_m reprezinta fluxul pierdut prin mantaua schimbatorului

%