Dimensionarea unui Schimbător de Căldură

Domeniu: Electrotehnică

Conține 1 fișier: doc

Pagini : 45 în total

Cuvinte : 8413

Mărime: 722.26KB (arhivat)

Publicat de: Savina Diaconu

Puncte necesare: 8

Profesor îndrumător / Prezentat Profesorului: Tudor Darie

UNIVERSITATEA "MARITIMA" CONSTANTA FACULTATEA ELECTROMACANICA NAVALA INGINERIE ELECTRICA ELECTROMECANICA NAVALA

Descarcă acum

Cuprins Extras Bibliografie Preview

Cuprins

CUPRINS
I. INTRODUCERE 4
1. Enunţ 4
II. CAPITOLUL 1 5
1.1 Generalitati termocinetica 5
1.1.1 Termocinetica sau transferul de caldura 5
1.1.2 Moduri elementare de transfer termic 5
1.1.2.1. Conductia 5
1.1.2.2 Convectia 5
1.1.2.3 Radiatia 5
1.2. Descrierea procesului de transfer termic 6
1.2.1 Transferul caldurii prin conductie 6
1.2.2 Transferul caldurii prin convectie 7
1.2.3 Transferul caldurii prin radiatie 7
III. CAPITOLUL 2 7
2. Relatii de calcul utilizate in transferul de caldura 7
2.1.Conductia termica 7
2.2. Covectia termica 8
2.2.1 Stratul limita termic 8
2.2.2 Coeficientul individual de transfer termic 9
2.2.3 Ecuatia diferentiala de transfer termic convectiv 11
2.2.4 Determinarea coeficientilor individuali de transfer termic 17
2.3.Radiatia termica 18
IV. CAPITOLUL 3 18
3. Schimbatoare de caldura 18
3.1 Notiuni generale 18
3.2 Constructia schimbatoarelor de caldura 20
3.2.1 Schimbatoare de caldura multitubulare 20
3.2.1.2 Tevi speciale pentru imbunatatirea transferului termic 20
3.2.1.3 Uzura si deteriorarea tevilor in exploatare 24
3.2.1.4 Placile tubulare 25
3.2.1.5 Mantaua 26
3.2.1.6 Capace 27
3.2.2 Baterii schimbatoare de caldura cu aripioare 27
3.2.2.1 Notiuni generale 27
3.2.2.2. Tubulatura 29
3.2.2.3 Nervurile 30
3.2.3 Schimbatoare de caldura cu placi 32
3.2.3.1 Schimbatoare cu placi si garnituri demontabile 33
3.2.3.2 Schimbatoare cu placi sudate 34
3.2.3.3 Schimbatoare cu placi brazate 35
3.2.3.4 Schimbatoare de caldura cu placi avind circuite imprimate 36
3.2.4 Schimbatoare de caldura coaxiale 36
V. CAPITOLUL 4 38
4.1 Aplicatia practica 38
4.1.1 Calculul cantitati de caldura cedate de instalatia apa dulce a motorului………. 38
4.1.2 Calculul cantitati de caldura primita de apa de mare 38
4.1.3 Calculul masei de agenti vehiculate prin instalatii 38
4.1.4 Adoptarea coeficientului global de schimb de caldura 39
4.1.5 Calculul diferentei medii logaritmice de caldura .39
4.1.6 Calculul suprafetei totale de schimb de caldura 39
4.1.7 Lungimea tevilor 39
4.1.8 Calculul numarului de tevi 39
4.1.9 Calculul diametrului Dt pe care se aseaza tevile in eshichier 40
4.1.10 Calculul diametrului interior al mantalei schimbatorului 40
4.1.11 Calculul suprafetelor de trecere ale purtatorilor de caldura 40
4.1.12 Calculul vitezelor ale purtatorilor de caldura 40
4.1.13 Calculul invariatiei criteriului de similitudine(numarul lui Reynolds) 40
4.1.14 Calculul coeficientilor de convectie 42
4.1.15 Recalculare coeficientul global de caldura 42
4.1.16 Calculul abaterii 43

Extras din proiect

I. INTRODUCERE

1. Enunţ

Să se dimensioneze un SCHIMBATOR DE CALDURA pentru racirea instalatiei apa dulce la un M.P . stiind ca racirea se face cu apa de mare avind urmatorii parametrii initiali:

-Pmp= 4800CP

-temperatura de intrare a agentului primar(apa dulce) T2=75°C

-temperatura de iesire a agentului primar(apa dulce) T’2=50°C

-temperatura de intrare a agentului secundar(apa de mare) T1=15°C

--temperatura de iesire a agentului secundar(apa de mare) T’1=24°C

Caracteristicile fizice ale apei de mare se considera ca cele ale apei dulci mai putin densitatea ρ = 1024 kg/m³

-suprafata de schimb este data de tevi de otel cu di/de=30/35

-schimbatorul de caldura va avea un randament η = 98%

-lungimea tevii va fi de 2.5 m

II. CAPITOLUL 1

1.1 Generalitati TERMOCINETICA

1.1.1.Termocinetica sau transferul de caldura este capitolul care se ocupa de studiul modului in care se propaga caldura pritr-un corp ,intre partea lui calda si cea rece sau intre doua corpuri cu temperaturi diferite.Transmiterea caldurii este consecinta diferentei de potential termic.Cunoasterea fenomenelor de transfer are ca scop principal activarea sau frinarea cantitativa a transferului.

1.1.2.Moduri elementare de transfer termic

1.1.2.1.Conductia reprezinta fenomenul de transfer de caldura efectuat prin contactul direct al particulelor unui corp (la nivel microscopic are loc un transfer de energie cinetica intre moleculele vecine).Fenomenul presupune imobilitatea corpului in interiorul caruia exista un gradient de caldura.Conductia este caracteristica pentru corpurile solide.Se poate vorbi despre conductie in corpuri fluide aflate in repaus,dar imobilitatea acestora in prezenta unui gradient de temperatura este mai greu de conceput.De aceea transferul conductiv in fluide este insotit de convectie si radiatie.

1.1.2.2 Convectia este fenomenul de transfer termic realizat prin transfer de masa,intre zone cu temperaturi diferite.Fenomenul presupune miscarea mediului in interiorul caruia exista un gradient de temperatura ,deci convectia este caracteristica mediilor fluide.Fenomenul se manifesta la suprafata de separatie a fazelor(solid-lichid;solid-gaz;lichid-gaz)

1.1.2.3 Radiatia reprezinta transferul de caldura de la un corp la altul prin unde electromagnetice,cu conditia ca mediul care le separa sa fie transparent pentru radiatii termice.Mecanismul radiatiei consta in transformarea unei parti a energiei interne a corpului in energie radianta ,care se propaga sub forma de unde electromagneticein spatiu in care ,intilnind celalalt corp ,se retransforma in energie termica la zona de contact

1.2 Descrierea procesului de transfer termic

1.2.1 Transferul caldurii prin conductie

Daca tinem o bara de fier de un capat, iar pe celalalt il punem deasupra unei flacari, constatam, in scurt timp, puternica incalzire a acesteia. Transferul de caldura se face printr-un proces numit conductie. Conductia nu este identica la toate substantele

Nu toate substantele solide sunt bune conducatoare de caldura. Metalele sunt bune conducatoare de caldura pentru ca ele, la temperaturi obisnuite, contin electroni nelegati in atom, electroni care se pot deplasa relativ usor, transportand energie dintr-un loc in altul.

Este acelasi fenomen observat de Brown in cazul gazelor si al lichidelor. De data aceasta, putem spune ca avem de a face cu un „ gaz de electroni ”.

Acesti electroni, in deplasarea lor, vor ajunge in partile mai reci ale metalului, unde isi vor transfera energia electronilor de aici sau retelei atomice.

Desi explicatia este simplista, ea evidentiaza trasatura comuna a acestor fenomene, reprezentata de agitatia termica.

Lichidele, cu exceptia metalelor in stare topita ( mercur ), sunt slabe conducatoare termice.

In cazul in care consideram un conductor termic paralelipipedic, de grosime L si sectiune S, ale carui doua fete opuse sunt mentinute la temperaturile T2 si T1, cu T2 > T1, se poate arata ca viteza de transfer al caldurii, k, este direct proportionala cu diferenta de temperatura ( T2 – T1 ) si cu suprafata S a fetelor si invers proportionala cu grosimea L a materialului. Constanta de proportionalitate KT poarta numele de conductivitate termica