با هم طراحی کنیم (مبدل حرارتی)

[M!Zare 48037]

من یکم گیج شدم!

نوع اول یک پوسته و دو پاس لوله است و نوع دوم دو پوسته و چهارپاس لوله ها؟

بله

فکر کنم ضریب انتقال حرارت باید بر حسب وات بر متر مربع درجه سانتیگراد باشه نه کیلو وات بر متر مربع درجه سانتیگراد!

در این صورت در نوع اول 87 لوله و در نوع دوم 80 لوله (البته با قطر 20 میلیمتر) بکار برده میشه،

 

میشه راه حل تون رو هم در صورت امکان قرار بدید....اعداد تقریبا منطقی است

[GBG10 2039]

Q=m(air)*cp(air)*(T2-T1)(air)=5*1046*30=156900 W

 

A=pi*d*L*N

 

d=0.02 m & L=2 m

مقدار اختلاف دمای لگاریتمی هم بدلیل مبهم بودنش با حد قابل محاسبه هست:

 

ΔT(lm)=lim (T-40)/Ln(T/40) , T--->40 --> ΔT(lm)=40

 

Q=U*A*ΔT(lm)*F=400*40*F*A

در نوع اول و دوم با توجه به دماها ضریب تصحیح (F) به ترتیب برابر 0.9 و 0.975 است،

 

A1=10.9 m^2 ---> N1=87

A2=10.057 m^2 ---> N2=80

[GBG10 2039]

عجب اشتباهی کردم!

در محاسبه مساحت در حالت 2 پاس تعداد لوله ها باید در 2 ضرب بشه و در حالت 4 پاس تعداد در 4!!!

n1=44

n2=20

[M!Zare 48037]

Q=m(air)*cp(air)*(T2-T1)(air)=5*1046*30=156900 W

 

A=pi*d*L*N

 

d=0.02 m & L=2 m

مقدار اختلاف دمای لگاریتمی هم بدلیل مبهم بودنش با حد قابل محاسبه هست:

 

ΔT(lm)=lim (T-40)/Ln(T/40) , T--->40 --> ΔT(lm)=40

 

Q=U*A*ΔT(lm)*F=400*40*F*A

در نوع اول و دوم با توجه به دماها ضریب تصحیح (F) به ترتیب برابر 0.9 و 0.975 است،

 

A1=10.9 m^2 ---> N1=87

A2=10.057 m^2 ---> N2=80

یک مقدار تفاوت مثلا در عدد Cp هوا است ولی در کل درسته

[M!Zare 48037]

عجب اشتباهی کردم!

در محاسبه مساحت در حالت 2 پاس تعداد لوله ها باید در 2 ضرب بشه و در حالت 4 پاس تعداد در 4!!!

n1=44

n2=20

بنظرم نیازی نیست

[GBG10 2039]

بازم حق با شماست! اشتباها به کلوین دماهارو به EES دادم

Cp=1007

 

N1=42

N2=20

[GBG10 2039]

بنظرم نیازی نیست

هر پاس یک طول حساب میشه، و بنابراین طول هر لوله صرف نظر از خم ها به اندازه 2 (طول هرپاس) ضربدر تعداد پاس هاست!

[M!Zare 48037]

بازم حق با شماست! اشتباها به کلوین دماهارو به EES دادم

Cp=1007

 

N1=42

N2=20

پس EES هم بلدید چه خوب...من هم واسه درس نیروگاه چند سال پیش یکم باهاش کار کردم خیلی خوبه ولی الان فراموش کردم میشه همین سوال شیوه حلش رو در EES واسمون توضیح بدید...بعدش من مساله بعدی رو قرار خواهم داد:gnugghender:

[GBG10 2039]

پس EES هم بلدید چه خوب...من هم واسه درس نیروگاه چند سال پیش یکم باهاش کار کردم خیلی خوبه ولی الان فراموش کردم میشه همین سوال شیوه حلش رو در EES واسمون توضیح بدید...بعدش من مساله بعدی رو قرار خواهم داد:gnugghender:

 

کار با EES خیلی آسونه! فقط کافیه معادلات مساله رو داخلش بنویسید و اگر جایی از نمودار یا جدولی استفاده میکنید از کتابخانه خود EES واردش کنید، به عنوان مثال من برای بدست آوردن Cp هوا اینکارو کردم :

T1=20;

T2=50;

Cp1=CP(Air,T=T1);

Cp2=CP(Air,T=T2)

یه Cp نوشتم و جلوش یه مساوی قرار دادم بعد رفتم در Option--->Function Info--->Fluid Properties--->Air--->Cp

اکثر نمودارهای اصلی وجود دارن در EES ، اگرم یک وقت خدای نکرده وجود نداشته باشن میشه رابطه تقریبیشون رو به عنوان فرمول داد بهش!

[M!Zare 48037]

مساله سوم:

 

ضریب انتقال حرارت کلی در 30 سانتیمتری ورودی یک مبدل حرارتی که در آن روغن موتور در لوله های 0.5inجریان دارد را اندازه بگیرید. روغن با سرعت 0.5 متر بر ثانیه و دمای بالک 30 درجه سانتیگراد جریان دارد. در حالیکه دمای دیواره لوله 60 درجه سانتیگراد است. خواص روغن در 30 درجه بدین صورت است:

[mim-shimi 25686]

هر پاس یک طول حساب میشه، و بنابراین طول هر لوله صرف نظر از خم ها به اندازه 2 (طول هرپاس) ضربدر تعداد پاس هاست!

 

 

مگه انتقال حرارتی حساب نمیکنیم؟

به نظرم دو پس لوله یعنی دو تا طول لولهدوتا طول لوله تو انتقال حرارت شرکت میکنن پس باید حساب شن

[GBG10 2039]

مگه انتقال حرارتی حساب نمیکنیم؟

به نظرم دو پس لوله یعنی دو تا طول لولهدوتا طول لوله تو انتقال حرارت شرکت میکنن پس باید حساب شن

شما موافق ضرب کردنش در پاس ها هستید یا مخالف؟ :14k8gag:

[GBG10 2039]

اینم دستور ESS برای حل مساله سوم:

فرض کردم که به دلیل دمای ثابت در سطح مبدل ضریب کنوکسیون خارجی بینهایت هستش،

Di=0.5 [in];

Dcm=1.27 [cm];

"فرض"

Do=0.6 [in];

kt=400 [W/(m*C)];

L=30 [cm];

A=pi*Dcm*L*10^(-4);

V=0.5 [m/s];

T1=30 [C];

Tw=60 [C];

rho=882.3 [kg/m^3];

myu=0.416 [N*s/m^2];

Pr=5550;

k=0.144 [W/(m*C)];

Re=rho*V*Dcm/(100*myu);

Lfd=0.05*Re*Pr*Dcm;

"رابطه کيز براي جريان توسعه نيافته"

Nusselt=3.66+(0.0668*(Dcm/L)*Re*Pr)/(1+0.04*((Dcm/L)*Re*Pr)^(2/3));

Nusselt=h*Dcm/(100*k);

Rtube=(Ln(Do/Di))/(2*pi*L*10^(-2)*kt);

Rinternal=1/(h*A);

Ut=1/(Rtube+Rinternal);

U=Ut/A;

نتایج:

A=0.01197

Dcm=1.27 [cm]

Di=0.5 [in]

Do=0.6 [in]

h=290.6

k=0.144 [W/(m*C)]

kt=400 [W/(m*C)]

L=30 [cm]

Lfd=4746 [cm]

myu=0.416 [N*s/m^2]

Nusselt=25.63

Pr=5550

Re=13.47

rho=882.3 [kg/m^3]

Rinternal=0.2875

Rtube=0.0002418

T1=30 [C]

Tw=60 [C]

U=290.4 [W/(m^2*C]

Ut=3.475 [W/C)]

V=0.5 [m/s]

 

البته همونطور که میدونید روابط عدد ناسلت برای جریان توسعه نیافته زمین تا آسمون حدودشون با هم فرق دارن، رابطه کیز برای دمای ثابت در سطح بکار برده شده،

 

 

[مرجع : انتقال حرارت اینکروپرا]

[M!Zare 48037]

اینم دستور ESS برای حل مساله سوم:

فرض کردم که به دلیل دمای ثابت در سطح مبدل ضریب کنوکسیون خارجی بینهایت هستش،

Di=0.5 [in];

Dcm=1.27 [cm];

"فرض"

Do=0.6 [in];

kt=400 [W/(m*C)];

L=30 [cm];

A=pi*Dcm*L*10^(-4);

V=0.5 [m/s];

T1=30 [C];

Tw=60 [C];

rho=882.3 [kg/m^3];

myu=0.416 [N*s/m^2];

Pr=5550;

k=0.144 [W/(m*C)];

Re=rho*V*Dcm/(100*myu);

Lfd=0.05*Re*Pr*Dcm;

"رابطه کيز براي جريان توسعه نيافته"

Nusselt=3.66+(0.0668*(Dcm/L)*Re*Pr)/(1+0.04*((Dcm/L)*Re*Pr)^(2/3));

Nusselt=h*Dcm/(100*k);

Rtube=(Ln(Do/Di))/(2*pi*L*10^(-2)*kt);

Rinternal=1/(h*A);

Ut=1/(Rtube+Rinternal);

U=Ut/A;

نتایج:

A=0.01197

Dcm=1.27 [cm]

Di=0.5 [in]

Do=0.6 [in]

h=290.6

k=0.144 [W/(m*C)]

kt=400 [W/(m*C)]

L=30 [cm]

Lfd=4746 [cm]

myu=0.416 [N*s/m^2]

Nusselt=25.63

Pr=5550

Re=13.47

rho=882.3 [kg/m^3]

Rinternal=0.2875

Rtube=0.0002418

T1=30 [C]

Tw=60 [C]

U=290.4 [W/C]

Ut=3.475 [W/(m^2*C)]

V=0.5 [m/s]

 

البته همونطور که میدونید روابط عدد ناسلت برای جریان توسعه نیافته زمین تا آسمون حدودشون با هم فرق دارن، رابطه کیز برای دمای ثابت در سطح بکار برده شده،

 

 

[مرجع : انتقال حرارت اینکروپرا]

باز یک مقدار اعداد تفاوت دارن ولی بازم احسنت به تلاشتون:icon_gol: سوال بعدی رو قرار بدم یا شما پیشنهاد دیگه ای دارید؟

[GBG10 2039]

سپاسگزارم!

میشه اشکالام رو بهم بگین؟:mrsbeasley:

 

پیشنهاد من اینه که باهم یک مبدل اساسی طراحی کنیم! از اول تا آخرش! در این زمینه داده ای شما دارید؟

[M!Zare 48037]

سپاسگزارم!

میشه اشکالام رو بهم بگین؟:mrsbeasley:

 

پیشنهاد من اینه که باهم یک مبدل اساسی طراحی کنیم! از اول تا آخرش! در این زمینه داده ای شما دارید؟

تفاوت در ناسلت مورد استفاده است، روش مرجعی که من دارم Seider and Tate رو مورد استفاده قرار داده....مبدل اساسی با دوستان صنعتی یک مشورتی انجام بدم

[GBG10 2039]

آخه عدد رینولدز در این مساله 13.47 هستش! رابطه سیدر برای Re>10000 هست!

اتفاقا این رابطه رو در نظر داشتم چون ویسکوزیته در دمای دیواره رو دادید، اما از حدود رینولدزش خوشم نیومد!

[M!Zare 48037]

آخه عدد رینولدز در این مساله 13.47 هستش! رابطه سیدر برای Re>10000 هست!

اتفاقا این رابطه رو در نظر داشتم چون ویسکوزیته در دمای دیواره رو دادید، اما از حدود رینولدزش خوشم نیومد!

فکر کنم در رابطه سیدر بیشتر محدودیت پرانتل و نسبت ویسکوزیته ها مطرح باشه تا رینولدز

[GBG10 2039]

فکر کنم در رابطه سیدر بیشتر محدودیت پرانتل و نسبت ویسکوزیته ها مطرح باشه تا رینولدز

فهمیدم! این دوتا، دوتا رابطه دارن! یکیش برای آشفتس و یکیش برای آرام!

اما اونی که برای آرامه هم برای Pr بین 0.6 تا 5 هستش! حالا بیخیال جریان توسعه نیافته نمیشد بشه طراح؟

[mim-shimi 25686]

شما موافق ضرب کردنش در پاس ها هستید یا مخالف؟ :14k8gag:

 

 

به نظرم موافقم

اما مریم میگه یه جا دیده که ضرب نشده