SCHIMBATOR DE CALDURA

ABUR-APA

MEMORIU JUSTIFICATIV

Proiectul are ca scop dimensionarea unui schimbator de caldura a carui lungime sa fie egala cu 2,4m.

Se va proiecta un schimbator de caldura facand parte din echipamentul unei centrale termice.

Schimbatorul de caldura elastic este de tip:abur-apa,cu doua treceri pentru preparare    de apa calda de incalzire(agent termic secundar) utilizand abur (agent termic primar).

MEMORIU TEHNIC

DATE TEHNICE:

●Presiunea de saturatie:

P_s=(2+0,1N)bar

Temperatura de intrare respectiv de iesire pentru agentul termic secundar t2' si t2'' [^◦C]:

t2' =(60+0,5N)^◦C

t2'' =95^◦C

● Sarcina termica a schimbatorului de caldura:

Q =(400+20xN)KW

N=3

Q =400+20x3=460KW

t2'' =95^◦C

t2' =61,5^◦C

P_s=(2+0,1 X3)=2,3bar

CALCULUL TERMIC PRELIMINAR

Temperatura medie a agentului termic secundar:

t₂m=( t2'+ t2'')/2

t₂m =(61,5+95)/2=78,25^◦C

Debitul de agent termic secundar:

G_a===3,2795kg/s

Debitul de abur:

_iz

G_ab= =0,2176Kg/s

Se utilizeaza teava de tipul    - Ф25x2,5 =>di = de-2δ = 25-2x2,5=20mm

Sectiunea tevii de curgere a apei :  

W '=1m/s

S_c==m²

Numarul preliminar de tevi pe o trecere

Nt₁^'=

k = coeficient de transfer de caldura global

k'=1650w/m²*k

Δt_m=

La p_s=2,3bar = t_s=128,09^◦C

t_m==111,9136^◦C

Suprafata de schimb de caldura S'₀

S₀'= m²

Numarul preliminar total de tevi:

N'_TOT=

d_m=( d_e+ d_i)/2=25+20)/2=22,5x10^-3m

L' =2m;

N'_TOT=

Numarul preliminar de treceri:

N'_tr

==

Diametrul interior al mantalei:

D_i=s(N_DIAG-1)+d_e+2*k₀

Alegem k₀=10mm

s= d_e+0.009=25x10^-3+0,009=34x10^-3m

D_i=34x10^-3(7-1)+25x10^-3+2x10x10^-3=0,249m

D_e= D_i+2x4=257=> D_e=273mm

teava manta conform stas 404/1-98: f273x8

D_i=257mm

CALCULUL TERMIC DEFINITIV

W_a=

Calculul global de transfer de caldura :

∑

Re_a=

Nu_a=0,024* Re_a^0.8*Pr_a^0.4=0.024^0.8x40983x2.25^0.4=2868,4398

m²K

Coeficientul global de transfer termic :

K_a=

K_a=2320.61W/m²K

Suprafata totala de schimb de caldura necesara condensatorului:

S₀== m²

Lungimea condensatorului:

L_t=

CALCULUL HIDRAULIC

Dp_TOT2=SDp_x+Dp_l

d_i==8.28x10^-3m

d_ext=82,8+2x3,5=89,9mm

teava conform stas 404/1-98: d_ext =89mm

d_i=82x10³m

w_stut==

w_stut=1,021m/s

Calculam Dp_x=x* pentru tabelul anterior

SDp_x N/m²

Dp ==

w=1,15m/s

d_i=82x10^-3

l=2xL_T=2x2,4m

λ=f(Re)=

Dpλ=7515N/m²

Dp_TOT2=SDp_x+Dp_l

=>Dp_TOT2=14137 N/m²

CALCULUL IZOLATIEI SCHIMBATORULUI

Fluxul de caldura prin manta:

Q_m=K*S* Δt

K==0,702W/m²K

=8x10^-3m

λ_m= λ_OL=50W/mK

=70x10^-3m

=0.055 W/mK

=20x10^-3m

=0.43 W/mK

pt. t_e=35 C=9,5 W/m²K

=14000 W/m²K

S=

D=D_e+2x δ_VM+2x=0.453m

L=L_T=2,4m

S=3,14x2,4x0,453

S=3,413m²

Q_m=K*S* Δt

Δt=t_s-t_e=135,35-35=100,35C

Q_m=240.4W

Calculul randamentului:

Q_p=(1,3.2)* Q_m

Q_p=1,7x240,4=408,6W

h==99.93x10^-1

h=99.93x10^-1x100%=99,93%

h