Springen naar inhoud

Warmtewisselaar


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Buzzcut

    Buzzcut


  • 0 - 25 berichten
  • 14 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2007 - 13:05

Hallo,

voor school moet ik een warmtewisselaar ontwerpen. De enige informatie die ik in de opdracht krijg is als volgt:

De warmtewisselaar moet per minuut 2m3 koelvloeistof van 80°C naar 20°C koelen met koelwater van 12°C. Het gaat om tegenstroom met een haarspeldvormig buizenregister.

Meer informatie krijgen we niet. Ik wil graag weten hoeveel meter buis in nodig heb in mijn WW.

Ik ging als volgt te werk:

Gekozen wordt voor een koperen buis met een diameter van 10mm en een wanddikte van 1,8mm.

Voor koper geldt:

λ is 385 (W/m•K)
d = 1,8mm = 1,8 • 10-3 m
α1 = α2 = 4000 (Ik heb 4000 gekozen, is dit reeel???)

1/k = 1/α1 + d/λ + 1/α2

k = 1981,47 W/m2•K

Met de formule Q = m•c•dT1 bereken ik Q.

Q = 33 1/3 • 4190 • 60 = 8380000 W

Met deze gegevens vul ik de formule Q = k•A•dT2 in.

8380000 = 1981,47 • A • 68
A = 8380000/(68•1981,47) = 62.19 m2

Voor de buis met nominale doorlaat van 10 mm geldt een inwendige middellijn van 13,6 mm. De inwendige omtrek in meters is 13,6 mm = 0,0136 m

π•0,0136=0.0427 m

benodigde buislengte is dan 62,19/0,0427 = 1455.57 m

Klopt dit?

Met vriendelijke groet,

Buzzcut

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 22 mei 2007 - 13:16

Ditzelfde vraagstuk is hier pas nog behandeld:
http://www.wetenscha...showtopic=62539
Hydrogen economy is a Hype.

#3

Buzzcut

    Buzzcut


  • 0 - 25 berichten
  • 14 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2007 - 13:45

Ja, idd, en daar heb ik mijn berekeningen op los gelaten.

Ik wil graag weten of het klopt.

Kan ik voor alfa1 en alfa2 4000 nemen? En klopt de rest van mijn berekening? Ik heb heb gevoel dat er iets niet klopt maar weet niet wat.

Groeten Robin

#4

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 22 mei 2007 - 14:17

Ik ga het niet allemaal narekenen maar op het eerste gezicht gebruik je in vergelijking Q = k•A•dT de verkeerde dT. Dat is niet dT2 maar moet het effectieve (gecorrigeerde) logaritmisch gemiddelde temperatuurverschil zijn en die is een stuk lager dan 68 oC. Kijk nog maar eens in dat andere topic want die persoon maakte dezelfde fout.

Die alfas van 4000 kloppen ruwweg maar de formule 1/k = 1/α1 + d/λ + 1/α2 is niet volledig. Omdat de verhouding tussen de uitwendige en inwendige diameter van de gekozen buis erg groot is moet je daarvoor de alfa van de binnenkant corrigeren (ook al doet wikipedia dat ook niet, slordig).
Bovendien vervuilt een warmtewisselaar met de tijd. Hiervoor moet je vervuilingsweerstanden (fouling factors) meenemen.

In de praktijk wordt k altijd gerelateerd aan de uitwendige oppervlak van de pijpen. Stellen we dat α1 die aan de binnenzijde (met diameter d1) is en α2 die aan de buitenzijde (met diameter d2) en de daarbijbehorende vervuilingsweerstanden R1 en R2, dan krijg je:

1/k = (d2/d1) •(1/α1 + R1) + d/λ + (1/α2 + R2)

Neem voor R1 en R2 bijvoorbeeld 0,0002 m2.K/W en je zult ongeveer op k = 1000 W/m2.K uitkomen en dat is een normale waarde uit de praktijk voor een water/water warmtewisselaar zoals ik ook al tegen je voorganger zei.
Hydrogen economy is a Hype.

#5

Buzzcut

    Buzzcut


  • 0 - 25 berichten
  • 14 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2007 - 14:22

Prima! Ik moet voor k dus rond de 1000 uitkomen?

Bedankt!

#6

Buzzcut

    Buzzcut


  • 0 - 25 berichten
  • 14 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2007 - 14:40

Beste Fred F,

kan je mij ook vertellen waarom k rond de 1000 moet liggen? Geldt dit altijd voor water water overdracht i.c.m. koperen buis? Ik moet dit namelijk verdedigen tijdens mijn presentatie.

Groeten Robin

#7

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 22 mei 2007 - 15:17

Je moet niet persé op 1000 W/m2.K uitkomen maar omdat je de alfas van 4000 gewoon aangenomen hebt en niet echt berekend moet je natuurlijk oppassen dat je geen idiote k krijgt. Ik weet uit praktijkervaring dat de k van een water/water warmtewisselaar in de orde van 1000 W/m2.K is.

Die koperen buizen doen niet terzake. Dat heeft, zoals ik ook al eerder in andere topics uitlegde, nauwelijks invloed op k. Daarom gebruikt in de praktijk niemand koperen pijpen voor een warmtewisselaar. Ik heb het althans nog nooit gezien. Veel te duur. De materiaalkeuze wordt bepaald door corrosie en sterkte. In dit geval zou men gewoon stalen buizen nemen (lambda = 45 W/m.K). De standaard diameter is gewoonlijk 3/4 inch: buitendiameter 19,05 mm met wanddikte 1,65 of 2,11 mm.
Hydrogen economy is a Hype.

#8

Buzzcut

    Buzzcut


  • 0 - 25 berichten
  • 14 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 04 juni 2007 - 16:30

Hey Fred F,

kan je mij misschien ook antwoord geven op de volgende vraag?

-Waarom is de warmtewisselaar doorgaans rond en niet vierkant?


Groeten Buzzy

#9

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 04 juni 2007 - 18:00

Om dezelfde reden als dat buizen of leidingen, vaten, destillatiekolommen, reactoren en opslagtanks rond zijn.

Dan zijn ze veel beter bestand tegen de druk die er gewoonlijk in heerst.
Een vierkant vervormt als er druk op gezet wordt.
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