curs 3 metode - eit

8/14/2019 Curs 3 Metode - EIT

1/15

CALCULUL TERMIC AL

SCHIMBATOARELOR DE CALDURA7 variabile independente:2 debite: M1iM2;

4 temperaturi: T1i, T

1e, T

2i, T

2e;

suprafaa de schimb de cldur: S.

calculul de proiectare, care presupune obligatoriudeterminarea suprafeei de transfer de cldur S,

celelalte 6 mrimi fiind legate n ecuaia bilanului

termic;

calculul de verificare sau de stabilire a unui regimnenominal de funcionare, la care pentru un aparat dat (S

cunoscut)se urmretedeterminarea sarcinii termice pe

care o poate transfera aparatul, a temperaturilor

agenilor termici la ieirea din aparat, a unui debit i

unei temperaturi, sau a altei combinaiide 2 mrimi.


2/15

Metode de calcul termic a

schimbatoarelor de caldura

Metoda DTmed; Metoda e-NTC; Metoda P-NTC2;

Metoda q-P-R-NTC2; Metoda grafo-analitica.


3/15

1.

CTT

T ei 2222 proprietile fluidului secundar la temperatura T2;

2. WTTcMQ iep 22222 ;

3. CcM

QTTTTcMQQQ

p

ieeip

r

11

1111111

1

2

;

4. CTTT ei2

111 proprietile fluidului primar la temperatura T1;

5.

Km

WKR Sp 221 ,, ;

6. CT

T

TT

Tm ed DD

DD

D

min

max

minmax

ln;

7. 2m

TK

QS

medS D

.

Metoda DTmedCalcul de proiectare

M1, T1i

M2, , T2i

T1e=?T2e

S = ?


4/15

Metoda DTmedCalcul de verificare

M1, T1i

M2, , T2i

T1e=?T2e=?

S

;.1 1eTAleg

;...2.2 1111 TtemplaprimarflpropTTT ei

;,,.5 21 Sp KR

;ln.6min

maxminmax

T

TTTTm ed

D

DDDD

;.7 m edScalc TSKQ D

;%100.8 calccalc QQQ

e

;.3 2222222221

1 pieiep cMQTTTTcMQQQr

..10 222211111 pcalciepcalcicalcee cMQTTsicMQTTT

;10%1;)2(

%,1.9

11

11111111

e

e

Daca

TTcudinreiasecalculul

cMQTTTTcMQatunciDaca

calcee

pcalcicalce

calceipcalc

;.sec..2.4 2222 TtemplaundarflpropTTT ei


5/15

Eficiena()schimbtorului de cldur se definete caraportul dintre fluxul termic transferat n aparat i fluxulmaxim care s-ar putea schimba dac curgerea ar fi n

contracurent i suprafaa de transfer de cldur ar fi

infinit:

Metoda e-NTC

ii

ei

ii

ie

TTCTTC

TTCTTC

QQ r

21min

1111

21min

222

max

e

Numrul de uniti de transfer de cldur(NTC)se

definete ca produsul dintre coeficientul global de transfer

i suprafaa de transfer de cldur, raportat la capacitatea

termic a agentului termic:

11

11

C

SKdSK

C

NTC s

s

s

22

21

C

SKdSK

C

NTC s

s

s


6/15

Relatia dintre e-NTC

ii TTT 21max D

NTC

e(%)

Cmin/Cmax= ct.

500

100

1

0

Tip curgere

curgeriitipul

C

CCNTCf ,*,

max

minmaxe

Legtur direct dintre eficien (e) i parametrii P i R:

R = C2/C1< 1 P

TT

TT

ii

ie

21

22e ;

1/ 12 CCR .21

22

1

2 RPTT

TT

C

C

ii

ie

e

maxmax

maxminmax T

TNTC

TC

TSK

Q

Q medmeds

DD

DD

e


7/15

Relatia e-NTC pentru curgerea in echicurent

222111 dTcMdTcMQd pp

dSTTKQd s 21

22

2

11

1 ;pp cM

QddTcM

QddT

2211

21

11

pp cMcMQdTTd

dScMcMKTT

TTd

pps

221121

21 11

o

pp

s

ee

ii ScMcM

KTT

TT

221121

21 11ln

11

22

22

221121

21

1

11ln

p

p

p

os

pp

os

ii

ee

cM

cM

cM

SK

cMcMSK

TT

TT


8/15

Relatia e-NTC pentru curgerea in echicurent

11

22

2221

21 1exp

p

p

p

os

ii

ee

cM

cM

cM

SK

TT

TT

eip

p

ie TTcM

cMTTQQ

r

22

11

22

112

1

1

ii

ei

p

p

ii

eieippii

T

ii

eeippi

TT

TT

cM

cM

TT

TTTTcMcMTT

TT

TTTcMcMT i

21

22

11

22

21

2222112221

21

22211221

11

/

/ 2

11

22

2221

22

11

221exp11

p

p

p

os

ii

ie

p

p

cM

cM

cM

Sk

TT

TT

cM

cM

ii

iepTT

TTCcMCDaca

21

22min222,

e

max

minmax

max

min 1exp11C

CNTC

C

Ce

max

max

min* ; NTCNC

CC

*1

*1exp1

C

CN

e


9/15

Relaii de calcul pentru eficien en funcie de NTCmax

, C*=Cmin/C

maxi

tipul curgerii

Nr.crt

Tipul curgerii e= f (N, C*) N = f (e, C*)

1contracurent

**

*

1exp1

1exp1

CNC

CN

e

1

1ln

1

1** e

e

CCN

2echicurent

**

1

1exp1

C

CN

e

C

CN

1

11ln e

3Curent ncruciat,ambele fluideneamestecate

nC

nNC*

*1exp

exp1e

unde, n=N-0,22

4 Orice schimbtor lacare un fluid ischimb starea deagregare (C* =0)

e= 1 -e-N N= -ln(1 -e)


10/15

Nomograme pentru determinarea eficienei efuncie de NTCmax

,C*=C

min/C

maxi tipul curgerii


11/15

Metoda eNTC Calcul de proiectare

1. Determinarea tuturor temperaturilor i debitelor

necunoscute (din ecuaia bilanului termic);

2. Calculul capacitilor termice C1i C2i stabilirea

mrimilor Cmin, Cmax, C*;

3. Calculul eficienei aparatului:

4. Determinarea grafic sau analitic a lui NTCmax, n funcie

de e, C*i tipul ales de curgere;

5. Determinarea coeficientului global de schimb de cldur

KS;

6. Determinarea suprafeei de schimb de cldur necesar:

ii

ei

ii

ie

TTC

TTC

TTC

TTC

Q

Q r

21min

1111

21min

222

max

e

M1, T1i

M2, , T2i

T1e=?T2e

S = ?

2maxmin m

K

NTCCS

s


12/15


13/15

Metoda P-NTC2(P-NTCt)

P T

T

T T

T Tde i

i i

D

D2 2 2

1 2ma x

ii TTMMS 2121 ,,,,

alesT e 2

eim TTT 222 5,0 3

alesTe1

1

eim TTT 111 5,0

mp

mp

Tfc

Tfc

22

11

11

2222

11

p

iep

i

calc

ecM

TTcMTT

Da

2

2

12

222

111

/ CCR

cMC

cMC

p

p

Coeficientul global de

transfer de caldura, KS

2

2C

SkNTC s

RNTCfP ,2

)( 2122 iiicalc

e TTPTT

01,02

22

c

e

ece

T

TT

calc

ee TT 22

Nu

3

Da

calc

e

calc

e TT 21 ,

STOP

calc

ee TT 11 1 01,01

11

calc

e

calc

ee

T

TTNu

22 C

SK

NTC s


14/15

Metoda q-P-R-NTC2

q

DT

T T

me d

i i1 2

P TT

T TT Td

e i

i i

D

D2 2 2

1 2max

R

C

C

T

T

T T

T T

i e

e i

2

1

1

2

1 1

2 2

D

D

22

C

SKNTC s


15/15

Metoda grafo-analitica

D

211

1

111,

1 m

WT

TTq

pS

D

2

2

2

2

212,

11 m

WTTTq

p

p

p

p

pS

T1

1

T2

2

Tp1 Tp2

p

p

qS

21 TTTmed DDD

curs 3 metode - eit

Documents