Υπολογισμός θερμικής ισχύος boiler

[Myiannis]

Έστω εναλλάκτης  θερμότητας τύπου μανδύα (κυλινδρικός). Μέσα στο δοχείο γάλα. Από έξω νερό. Μεταξύ τους ανοξείδωτος χάλυβας 1mm.

Θέλω σε 15 λεπτά να ψύξω το γάλα (500L) από τους 94C στους 40C.

Ενέργεια για να γίνει αυτό = m.c.ΔΤ =107MJ

 

Έστω θερμοκρασία εισερχόμενου νερού 16C. Πρέπει να υπολογίσω τη θερμική ισχύ ανα m2 επιφανείας του τοιχώματος και να διαμορφώσω τις διαστάσεις του δοχείου έτσι ώστε να μπορεί να μεταφέρει αυτή την ενέργεια μέσα σε 15 λεπτά.

 

Έχω βρεί κάποιες εμπειρικές τιμές για το ολικό U (W/m2.K) για εναλλάκτες για διάφορα μέσα αλλά φοβάμαι μην πέσω έξω.:

Typical convective heat transfer coefficient for some common fluids:Free Convection - air, gases and dry vapors : 0.5 - 1000 (W/(m²K))

 

• Free Convection - water and liquids: 50 - 3000 (W/(m²K))
• Forced Convection - air, gases and dry vapors:  10 - 1000 (W/(m²K))
• Forced Convection - water and liquids:  50 - 10000 (W/(m²K))
• Forced Convection - liquid metals:  5000 - 40000 (W/(m²K))
• Boiling Water : 3.000 - 100.000 (W/(m²K))
• Forced liquid (flowing) water - Free Convection Liquid : U = 500 - 1500 W/m²K (cooling coil - stirred)
• Condensing Water Vapor: 5.000 - 100.000 (W/(m²K))

Επίσης υπάρχει ο τύπος υπολογισμού

 

1/(U.A) = 1/(h₁.A₁) + dx_w/(k.A)+1/(h₂.A₂)

 

• U = the overall heat transfer coefficient (W/(m²•K))
• A = the contact area for each fluid side (m²) (with A₁ and A₂ expressing either surface)
• k = the thermal conductivity of the material (W/(m·K))
• h = the individual convection heat transfer coefficient for each fluid (W/(m²•K))
• dx_w = the wall thickness (m).

Από αυτά εγώ βρίσκω για U=1000W/(m²K) ότι χρειάζομαι Α=2,7m²

 

Ευχαριστώ

Edited Οκτώβριος 13 , 2016 by Myiannis