Súprudový rúrkový výmenník tepla
Máte výmenník tepla podľa konkrétneho zadania, ktoré nájdete v tabuľke a v 5. úlohe. Nakreslite schému výmenníka tepla.
Uveďte dynamiký matematický model výmenníka tepla.
Uveďte číselné hodnoty konštát v modeli: časových konštánt, rýchlostí prúdení a prípadne zosilnení.
Uveďte model výmenníka v rovnovážnom stave.
V rovnovážnosm stave vypočítajte teplotný profil súprudového rúrkového výmenníka tepla, v ktorom sa ohrieva 1100 kg.h-1 petroleja s hustotou 810 kg.m-3 a špecifickou tepelnou kapacitou 2,1.103 J.kg-1.K-1. Petrolej je zohrievaný 400 kg.h-1 horúcej vody. Vnútorná medená rúrka má vnútorný priemer 25 mm, hrúbku steny 1.5mm, tepelnú vodivosť 395 W.m -1K-1, hustotu 8930 kg.m-3 a špecifickú tepelnú kapacitu 385 J.kg-1K-1. Vonkajšia rúrka má vnútorný priemer 50 mm. Koeficient prestupu tepla prúdením zo steny do petroleja je 750 W.m-2.K-1 a z vody do steny 1480 W.m-2.K-1. Výmenník je dokonale izolovaný. Výmenník má dĺžku 10 m. Porovnajte presné riešenie s riešením získaným diskretizáciou. Pri diskretizácii predpokladajte, že výmenník máte deliť na 5 úsekov. Výsledky spravujte do tabuľky i graficky.
Uveďte matice lineárneho stavového opisu dynamického modelu po diskretizácii na 5 úsekov.
Sledujte po diskretizácii na 5 úsekov, ako sa mení teplota petroleja a ohrevnej vody v 1. úseku a na výstupe z výmenníka tepla pri skokovej zmene teploty vody na vstupe do výmenníka z pôvodnej teploty na teplotu o 10oC vyššiu. Výsledky spracujte graficky.
V závere protokolu zhodnoťte svoje pozorovania.
Parametre:
|
Číslo študenta |
Usporiadanie |
n-kapacitný |
médium vo vnútornej rúrke |
médium vo vonkajšej rúrke |
vstupná teplota petroleja oC |
vstupná teplota vody oC |
|---|---|---|---|---|---|---|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|