Springen naar inhoud

Warmtetransport door een buis in een vloeistof


  • Log in om te kunnen reageren

#1

WouterSimp

    WouterSimp


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 14 oktober 2010 - 14:53

Ik ben momenteel bezig met het berekenen van de nodige lengte van een buis (coil) als er water of stoom door de buis stroomt en deze buis een hoeveelheid stilstaande vloeistof moet opwarmen.

de benodigde warmte dat ik moet creŽren ken ik, dus moet ik enkel nog de alfa waardes berekenen van de vloeistof (stoom of water) naar de buis en van de buis naar de vloeistof (olie of dergelijks).
om deze te bepalen het ik verschillende formules gevonden, maar ik weet niet welke de juiste waarde bekomt.
kunnen jullie mij hier bij helpen?

de stroming in de buis is altijd turbulent, en de vloeistof buiten de buis staat stil

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 14 oktober 2010 - 17:45

om deze te bepalen heb ik verschillende formules gevonden, maar ik weet niet welke de juiste waarde bekomt.
kunnen jullie mij hier bij helpen?

Welke formules heb je gevonden?

De partiŽle warmteoverdrachtscoefficiŽnt (alfa) aan de buitenzijde van de buis, waar de vloeistof stil staat, zal waarschijnlijk bepalend zijn voor de totale warmteoverdrachtscoefficiŽnt U. Je hebt daar te maken met natuurlijke convectie. Begin daar eerst maar eens mee.

Lees eventueel hoofdstuk 8 in het vrij downloadbare boek van het MIT
Hydrogen economy is a Hype.

#3

WouterSimp

    WouterSimp


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 oktober 2010 - 06:58

eerst bereken ik het grashof getal met de formule voor een buis:
Wiki formule grashof

daarna bereken ik het nusselt getal met dit grashof nummer door:

Nu=0.53(Gr*Pr)^1/4

met dit nusselt getal, de buitendiameter en de lambda waarde kan ik dan de alfa bepalen:

alfa=Nu*lambda/diameter

ik gebruik deze formules omdat dit voor natuurlijke convectie is, aangezien de vloeistof in de tank stil staat kan ik de andere formules om het nusselt getal te bepalen niet gebruiken, omdat de snelheid daar nul is en dus zou de alfawaarde ook 0 uitkomen.

#4

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 19 oktober 2010 - 12:01

Bedenk wel dat in die Wiki link de volumetric thermal expansion coefficient β alleen 1/T is voor gassen, niet voor vloeistoffen.

Verder zou ik voor Nu de formule 8.30 of 8.31 uit het eerder genoemde MIT boek gebruiken, waarin Ra = Gr.Pr
Hydrogen economy is a Hype.

#5

WouterSimp

    WouterSimp


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 oktober 2010 - 13:10

die waarde van beta heb ik gevonden uit een tabel.
Maar jou formule zou makkelijker zijn omdat ik dan minder links moet leggen naar tabellen toe.
De formule echter komt zogoed als hetzelfde uit, met mijn formule: alfa=67, met jou formule: alfa=65

En voor de berekening van de alfa van warm water in de buis? hier heb ik gebruik gemaakt van de formule:
Nu = 0.037*((Re^0.75)-180)*(Pr^0.42)

#6

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 19 oktober 2010 - 18:01

Maar jou formule zou makkelijker zijn omdat ik dan minder links moet leggen naar tabellen toe.

Die opmerking begrijp ik niet. In alle formules heb je immers Gr en Pr nodig.

En voor de berekening van de alfa van warm water in de buis? hier heb ik gebruik gemaakt van de formule:
Nu = 0.037*((Re^0.75)-180)*(Pr^0.42)

Deze formulering ken ik niet. De gebruikelijke formule voor turbulente stroming in een buis is vergelijking 7.40 uit het boven genoemde MIT boek.
Hydrogen economy is a Hype.

#7

WouterSimp

    WouterSimp


  • 0 - 25 berichten
  • 11 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 oktober 2010 - 07:59

Die opmerking begrijp ik niet. In alle formules heb je immers Gr en Pr nodig.

idd je hebt gelijk, ik had mij vergist, de formules komen op hetzelfde neer, zoiezo zijn er voor elke grootheid van het grassof getal andere formules.

Deze formulering ken ik niet. De gebruikelijke formule voor turbulente stroming in een buis is vergelijking 7.40 uit het boven genoemde MIT boek.

Ik zal deze eens uitrekenen en kijken of deze veel verschil geven.


Ook zit ik met het volgende probleem, het bedrijf waar mijn stage loopt zou graag de invloed weten van een mixer in deze tank. Deze staat 10į van de diameter en 25į naar boven toe gericht. er zijn er 2, aan elke zijde van de tank staat er 1, zodat de vloeistof in de tank zowaar in een spiraal vorm zal bewegen.
De invloed hiervan zal zijn dat de warmteoverdracht makkelijker zal gaan, omdat de alfa waarde groter zal worden naar de vloeistof toe.
Maar hoe kan ik deze snelheid berekenen van de vloeistof om hieruit dan Nusselt getal te berekenen?

Mvg,

Wouter

#8

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 23 oktober 2010 - 12:42

Dit wordt nu erg specifiek. Daar ken ik geen formules voor.

Je zult zelf een schatting van de stroomsnelheid moeten maken.

Maak eerst een tabel/grafiek met berekende Re, Nu, alfa voor verschillende stroomsnelheden. Bereken ook telkens U en A en dus L. Daarna is het toch een kwestie van een beslissing nemen hoe lang je de verwarmingsbuis maakt.

Warmteoverdrachtsberekeningen zijn sowieso nooit erg nauwkeurig (+/- 20 %). Het gaat er altijd om dat het in de praktijk werkt, dus gewoon niet te weinig lengte installeren, vooral niet als het toch maar goedkope buis is.
Hydrogen economy is a Hype.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures