Springen naar inhoud

Olie silo verwarmen. benodigd vermogen uit te rekenen?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

wetenschap

    wetenschap


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 22 april 2008 - 15:22

hallo

ik moet voor een opdracht een vat olie (parafine) van 60 naar 70 graden opwarmen
en daarmee het benodigde vermogen uitrekenen

inhoud tank is ongeveer 300 m3

de verwarmingsbuis is RVS, 60 mm uitw, 56 mm inw, lengte 50 mtr.

delta T verwarmingswater in buis is 80-60 dus 20 K

ik kom er niet uit.

wel ben ik achter de gegevens

RVS lambda =16-27 w/mk

water 0.6 w/mk
olie 0.24 w/mk

zou iemand mij op weg kunnen helpen??

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

#2

klazon

    klazon


  • >5k berichten
  • 6612 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 27 april 2008 - 19:56

Het kan zijn dat ik het iets te simplistisch zie, maar hier is toch de soortelijke warmte van de olie het belangrijkste gegeven? Het gaat er eerst om hoeveel joules je nodig hebt om die 300m3 10 graden warmer te krijgen. Vervolgens moet je verzinnen hoe snel je dat voor elkaar wilt krijgen. Dan het aantal joules delen door de gewenste tijd, en dan heb je het vermogen. De rest lijkt me bijzaak.

#3

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 28 april 2008 - 14:55

De opwarming van de tank met olie zal niet lineair met de tijd zijn. Naarmate de olie warmer wordt wordt het temperatuursverschil met het verwarmingswater kleiner. Het vermogen is daardoor niet constant. Het vermogen wordt bovendien bepaalt door wat de verwarmingsbuis kan overdragen en dat is afhankelijk van zijn oppervlak (9,4 m2), het temperatuursverschil tussen het buisoppervlak en de olie, en de warmteoverdrachtscoefficient.

Overigens is het niet mogelijk een tank met olie van 60 van naar 70 graden op te warmen met water dat tot 60 graden afkoelt. Het water zal altijd en op ieder punt warmer moeten zijn dan de olie.

De warmteoverdracht wordt niet bepaald door de geleiding van de buis, en ook niet door de overdracht van het water naar de buis, maar van de buis naar de olie. Dit laatste gebeurt door middel van natuurlijke convectie. Dat geeft geen beste warmteoverdracht. Je kunt in dit geval aannemen dat de temperatuur van het buisoppervlak vrijwel gelijk is aan de temperatuur van het water op die plaats. De warmteweerstand zit volledig aan de oliezijde.

Als ik even met een hééééééél natte vinger zeg dat gemiddeld over de opwarming de warmteoverdrachtscoeffcient U in de orde van 10 W/m2.K zal zijn, en het loggemiddeld temperatuursverschil tussen water en olie 9 K is dan zal het gemiddelde vermogen Q = U.A.LMTD = 10*9,4*9 = 846 Watt = 0,846 kW bedragen. Meer kan die buis niet overdragen. En dat is gemiddeld want als de olie nog 60 oC is zal het meer zijn en als de olie de 70 oC nadert minder.

Om 300 m3 olie op te warmen van 60 naar 70 oC zal ruwweg: 300 m3 * 880 kg/m3 * 2,13 kJ/kg.K * (70-60) K = 5623200 kJ nodig zijn. En dat is dan nog zonder rekening te houden met warmteverlies naar de omgeving.

Met een vermogentje van 0,846 kW ben je dan 5623200 kJ / (0,846 kJ/s) = 6646808 seconden bezig, oftewel 77 dagen, aangenomen dat de tank perfect geisoleerd zou zijn en absoluut geen warmte verliest. Hopeloze zaak dus.

Om de warmteoverdrachtscoefficient echt goed te berekenen (in plaats van mijn gegokte 10 W/m2.K) zou je een theorieboek moeten openslaan.
Daarin vindt je dan dat algemeen geldt: Nu = C.(Gr.Pr)n

waarin Nu = Nusselt getal, Gr = Grashof getal en Pr = Prandtl getal
en C en n zijn afhankelijk van Gr.Pr en nog wat factoren.

Maar als je niet bekend bent met Nu, Gr en Pr dan houdt het hier eigenlijk op.
Met alleen mijn natte vinger durf ik echter nu al te zeggen dat je verwarmingsbuis véééééééél te klein 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