Operații unitare

INTRODUCERE

Un schimbător de căldură este un echipament de transfer termic, care transmite căldura de la un mediu la altul. Transmiterea căldurii între cele două medii se poate face printr-un perete solid, care le separă, sau se poate face prin amestecarea mediilor. Dacă mediile sunt în contact cu peretele despărțitor pe fețe diferite, căldura trecând prin perete, schimbătorul este de tip recuperativ, iar dacă mediile sunt în contact succesiv cu aceeași față a peretelui, căldura acumulându-se în perete și fiind cedată celuilalt mediu ulterior, schimbătorul este de tip regenerativ. După modul de transfer termic schimbătoarele se împart în schimbătoare de suprafață, la care transmiterea căldurii se face printr-un perete despărțitor, considerată suprafață de separație, cu o conductivitate termică cât mai mare și schimbătoare prin amestec, la care transmiterea căldurii se face prin amestecul mediilor. Deoarece sunt mai simple și mai eficiente, schimbătoarele prin amestec sunt preferate în toate cazurile în care fluidele se pot amesteca. Transferul termic poate fi staționar în timp (continuu) sau nestaționar (periodic). Cele cu transfer continuu sunt realizate de obicei cu suprafață de separație și sunt numite recuperatoare, iar cele cu transfer nestaționar acumulează căldura într-o perioadă de timp și o restituie în alta, fiind numite regeneratoare. Un alt tip de schimbătoare de căldură nestaționare sunt acumulatoarele, în care căldura este acumulată și livrată apoi la cerere. Suprafața de schimb de căldură poate fi realizată din țevi în fascicul tubular, de tip „țeavă în țeavă”, din țevi în formă de serpentină sau din plăci profilate. Suprafața poate să fie netedă sau cu nervuri, aripioare (suprafețe extinse).

Exemple de tipuri de schimbatoare de caldura: *schimbătoare de căldură, evaporatoare, condensatoare tubulare, cu manta:

- construcţie rigidă;

- cu compensator elastic;

- cu cap mobil;

* schimbătoare de căldură tubulare, fără manta - coaxiale (ţeavă în ţeavă);

- cu serpentină.

TEMA PROIECTULUI

Sa se dimensioneze un schimbator de caldura tubular care preincalzeste un amestec de etanol-apa cunascand:

-debitul de amestec etanol-apa: G amestec = 2+0,1•n=2+0,1•1=2,1 kg/s

-fractia masica a etanolului: ωetanol = 0,05

-temperatura initiala a amestecului: t iesire amestec=25 ͦC

-temperatura de fierbere: t iesire amestec=120 ͦC

CAPITOLUL 1

1.1 ALEGEREA AGENTULUI TERMIC

Agentul termic este constituit din purtători de caldură de lichide,gazoase,solide.Cel mai uitilizat agent termic este ABUR-UL In acest caz vom avea ca agent termic ABURUL SATURAT la 130 ͦC cu presiune absolută de 2,755.

1.2 INTOCMIREA BILANTULUI TERMIC

REPREZENTARE SCHEMATICA

Ecuatia pentru bilantul termic este:

Q= Gam∙ ∙(tie-tin) =A•r(Rel 1)

Q-debit de căldură

Gam –debit amestec etanol –apa

-caldura specifică medie a amestecului.