K-waarden vloeistoffen

Max b.

Hallo,

Ik ben bezig met een warmteoverdracht berekening, nu moet ik k-waarden hebben van verschillende vloeistoffen.(saus,melk,boter, verf etc)

Zowel bij natuurlijke als gedwongen convectie, opwarming gebeurt met stoom en warm water.

Heeft iemand enig idee waar ik dit kan vinden?

Alvast bedankt

Max

Fred F.

Wat bedoel je met de k-waarde?

Bedoel je de warmtegeleidingscoefficient, die ook wel met λ (lambda) wordt aangeduid?

Of bedoel je de totale warmteoverdrachtscoefficient, die ook wel met U wordt aangeduid?

In het laatste geval is die U sterk afhankelijk van o.a. de warmtegeleidingscoefficient maar ook van de viscositeit, die sterk afhankelijk is van de temperatuur, en ook van de stroomsnelheid van de vloeistof en het soort apparaat (warmtewisselaar, geroerde tank, of wat dan ook) wat gebruikt wordt.

Er zijn wel "typische U-waarden" in omloop maar die verschillen nogal van bron tot bron en zijn eigenlijk niks waard.

Max b.

Ik bedoel de warmtedoorgangscoëfficiënt , vroegere k-waarde.(W/m2 K)

De situatie is als volgt:

Ik heb een tank, met jacket. Hier doorheen loopt warm water. In de tank heb ik bijvoorbeeld saus zitten.

Ik wil het verwarmend oppervlak berekenen, maar hier heb ik de k-waarde van saus voor nodig.

Of de tank geroerd of niet is heeft alleen effect op natuurlijke/gedwongen convectie in de tank.

Temperatuur en stroomsnelheid hebben inderdaad ook invloed. Volgens fabrikant 0,8m/s optimale snelheid in de jacket.

Is er toch niet ergens een tabellenboek met deze typische gegevens? Al is het maar om deze te inter/extrapoleren.

Alvast bedankt

Fred F.

Of de tank geroerd of niet is heeft alleen effect op natuurlijke/gedwongen convectie in de tank.

En de mate van roeren heeft een enorm effect op de U-waarde.

Ik wil het verwarmend oppervlak berekenen, maar hier heb ik de k-waarde van saus voor nodig.

Die U-waarde is sterk afhankelijk van de viscositeit van die saus, en ook van de thermische geleidbaarheid van die saus, en van de snelheid waarmee die saus geroerd wordt. Dat kans dat je voor jouw saus een typische U-waarde in de literatuur zult vinden is extreem klein.

Er bestaan correlaties om de U-waarde te berekenen. Je hebt dan natuurlijk wel de fysische eigenschappen van die saus nodig. Het kost wat moeite maar dan heb je een heel wat betere U-waarde dan je ooit op het internet zult vinden.

Is dit voor een schoolopdracht, of een stageopdracht, of een praktijkprobleem, of wat?

Max b.

Daar heb je wel gelijk in ja. Het is voor een stage opdracht. Ik heb nu een aantal richtwaarden gekregen van de fabrikant van de dubbele wand voor die U-waarden. Helaas is dit alleen voor lichte olie/zware olie/water/gassen. Dus als er dan een klant komt die saus wil verwarmen is het altijd maar de vraag welke U-waarde je neemt.

Hierdoor onstaat een onzekerheid in de berekening. Vaak weet de klant ook niet de viscositeit en soortelijke warmte van het product. Zijn hier misschien tabellen voor?

Ik neem trouwens aan dat de U waarde dan wordt berekend met de partiële warmtedoorgangscoëfficiënt?

1/U=(1/alfa1)+(D/lambda)+(1/alfa2)

Hiermee kan ik dan de oppervlakte berekenen

Bedankt voor het antwoorden Fred!

Fred F.

Ik neem trouwens aan dat de U waarde dan wordt berekend met de partiële warmtedoorgangscoëfficiënt?

1/U=(1/alfa1)+(D/lambda)+(1/alfa2)

Als je met D tenminste de wanddikte (niet de diameter) van de ketel bedoelt. En eigenlijk moet je ook vervuilingsfactoren (fouling factors) meenemen.

Dit artikel geeft een manier om de U voor een geroerde tank te berekenen. Helaas worden Engelse eenheden gebruikt maar dat is nu even niet belangrijk, dat lossen we later wel op. Als je een beetje bekend bent met warmteoverdracht, Reynolds, Prandtl en Nusselt moet de tekst best te volgen zijn. Het lijkt moeilijker dan het is.

Zie vooral formules (19) , (26) , (27) , (28) en (29).

Zoals je ziet in tabel 2 hangt het er niet alleen vanaf wat de diameter en toerental van de roerder (agitator) is maar ook het type.

Ik heb nu een aantal richtwaarden gekregen van de fabrikant van de dubbele wand voor die U-waarden. Helaas is dit alleen voor lichte olie/zware olie/water/gassen.

Als je ook de viscositeiten van de lichte en de zware olie weet kun je die U-waardes gebruiken om de rekenmethode bij te stellen zodat de berekende waarde gelijk is aan de door de fabrikant gegeven waarde. Met die bijgestelde rekenmethode kun je dan voor iedere vloeistof de U berekenen, als je tenminste de viscositeit weet. Zonder viscositeit kun je echt niks berekenen. Andere fysische eigenschappen kun je desnoods schatten of googlelen.

Max b.

Ik bedoelde d (wanddikte)

Ben zeer bekend met die kengetallen, kom daar wel uit.

Als ik het goed begrijp bereken ik dus voor alfa1 de jacket side heat transfer coefficient, en voor alfa2 de agitated liquid batch side heat transfer coefficient.

Mooie site PDHcenter.com, interessante cursussen. Bedankt daarvoor!

Je hoort van me als ik nog een vraag heb.

Gr, Max

Fred F.

Ben zeer bekend met die kengetallen, kom daar wel uit.

Prima, dan weet je ook dat al die kengetallen allemaal dimensieloos zijn en je dus alleen maar in consistente eenheden (zoals SI) hoeft te werken, en die Engelse eenheden uit die cursus kunt negeren.

Als ik het goed begrijp bereken ik dus voor alfa1 de jacket side heat transfer coefficient, en voor alfa2 de agitated liquid batch side heat transfer coefficient.

Inderdaad.

De cursus gebruikt overal h in plaats van alfa, dat is internationaal gebruikelijk.

Max b.

Nog een laatste vraag:

Wanneer je het Reynolds getal berekend voor een vleoistof die door de jacket stroomt wordt gevraagd om equivalent cross flow diameter.

Wat zou ik hier in moeten vullen, ben tenslotte opzoek naar het verwarmend oppervlak. Gewoon 1 invullen?

Fred F.

Het gaat bij Dj om de hydraulische diameter: 4 * (Doorstroomd Oppervlak) / (Natte Omtrek)

Bij een ronde buis is de hydraulische diameter volgens deze formule gelijk aan de echte diameter (logisch).

Het hangt er nu vanaf wat voor mantel (jacket) die ketel van jullie heeft: zie bijgevoegd plaatje.

Als je afmetingen hebt kun je Dj uitrekenen met bovenstaande formule.

Ik verwacht dat de uitgerekende Dj ruwweg gelijk zal zijn aan de dikte (breedte) van de mantel.

Dus als die dikte (breedte) 5 cm is (ik noem maar wat) dan geldt ruwweg dat Dj = 0,05 meter in de formule voor Reynolds.

Max b.

Beste Fred ik heb nog een vraag.

Ben nog steeds bezig met dit onderwerp.

Om wat meer literaire achtergrond te hebben zou ik graag willen weten uit welk boek of van welke website je de afbeelding hebt gehaald uit je vorige reply.

mvg, Max

Fred F.

Plaatje is een deel van figuur 12.72 uit boek: Coulson & Richardson's Chemical Engineering, Volume 6, 3^rd edition.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

K-waarden vloeistoffen

K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen

Re: K-waarden vloeistoffen