Warmtewisselaar doorrekenen

[pannemanski]

Ik heb enige moeite met het doorrekenen van een warmtewisselaar.

De formule om de warmteoverdracht door te rekenen is bekend: Q = m*c*dt

Voor één van de (warmteoverdrachts-)vloeistoffen wordt voor de soortelijke warmte - thermal conductivity - het volgende gegeven:

Thermal Conductivity (W/m.K) = 0.131281 - 0.000114034 * T(°C) - 1.49876 * 10-8 * T2(°C) + 1.76622 * 10-11 * T3(°C)

Met het veranderen van de temperaturen verandert de soortelijke warmte

Ik ga er van uit dat:

T = inlaattemperatuur

T3 = uitlaattemperatuur

Het ligt voor de hand dat dan T2 de temperatuur is in het midden van het warmteoverdrachtsgebied, ik weet niet of dit juist is.

Mijn eerste vraag is dus: is dat zo ?

De tweede vraag: als deze temperatuur niet gegeven is, hoe ga ik hier dan mee om ?

a) Wordt dit deel van de formule dan op nul gesteld

b) Berekenen ik een theoretische temperatuur op basis van de gegevens die ik wel heb ?

c) andere opties

Ik hoop dat iemand mij hierover uitsluitsel kan geven.

Groet, Pannemanski

[Fred F.]

De formule om de warmteoverdracht door te rekenen is bekend: Q = m*c*dt

Dit is niet echt de formule voor warmteoverdracht, maar de formule voor de opwarming, of afkoeling, van één vloeistofzijde van de warmtewisselaar.

Voor één van de (warmteoverdrachts-)vloeistoffen wordt voor de soortelijke warmte - thermal conductivity - het volgende gegeven:

Thermal conductivity = warmtegeleidingsvermogen, W/m.K. Dit is niet hetzelfde als soortelijke warmte, kJ/kg.K, specific heat in het Engels.

Thermal Conductivity (W/m.K) = 0.131281 - 0.000114034 * T(°C) - 1.49876 * 10-8 * T2(°C) + 1.76622 * 10-11 * T3(°C)

Met het veranderen van de temperaturen verandert de soortelijke warmte

Ik ga er van uit dat:

T = inlaattemperatuur

T3 = uitlaattemperatuur

Het ligt voor de hand dat dan T2 de temperatuur is in het midden van het warmteoverdrachtsgebied, ik weet niet of dit juist is.

Mijn eerste vraag is dus: is dat zo ?

Nee. T2 en T3 zijn T kwadraat en T tot de derde macht. De formule is een polynoom:

Thermal Conductivity (W/m.K) = 0.131281 - 0.000114034 * T(°C) - 1.49876 * 10^-8 * T²(°C) + 1.76622 * 10^-11 * T³(°C)

Je kunt hiermee de Thermal Conductivity (warmtegeleidingsvermogen), maar niet de soortelijke warmte, uitrekenen bij de gemiddelde temperatuur T, of je berekent met de formule de Thermal Conductivity zowel bij de inlaat- als de uitlaattemperatuur van de vloeistof, en middelt daarna deze berekende waarden.

Voor de soortelijke warmte (specific heat) zijn soortgelijke formules te vinden, of simpeler: je leest het af in een tabel of grafiek bij de gemiddelde T.

[pannemanski]

Als ik het goed begrijp:

Het is allemaal dezelfde temperatuur, en me dunkt dat ik het beste de inlaattemperatuur kan gebruiken.

Toch ?

Dank ! Pannemanski

[pannemanski]

Ik ga niet de inlaattemperatuur gebruiken, maar de gemiddelde temperatuur waarbij ik (gemakshalve) precies tussen de in - uitlaattemp zal gaan zitten.

Gegevens over het temperatuurverloop ín de warmtewisselaar zijn niet bekend.

Groet en dank, Pannemanski

[peterk88]

Ik ga niet de inlaattemperatuur gebruiken, maar de gemiddelde temperatuur waarbij ik (gemakshalve) precies tussen de in - uitlaattemp zal gaan zitten.

Gegevens over het temperatuurverloop ín de warmtewisselaar zijn niet bekend.

Groet en dank, Pannemanski

Moet je niet het logaritmisch temperatuurverschil gebruiken?

En wat voor soort warmtewisselaar is het, tegenstroom of meestroom?

Peter

[peterk88]

Oeps.... dubbel

[pannemanski]

Het is een tegenstroom WW.

Ja, gewoon gemiddelde is niet helemaal juist, ik gebruik het 'natuurlijk logaritmisch' gemiddelde.

Nu werk ik nog met statische data, straks mbv Excel data uit de plant en maar kijken of e.e.a. overeenkomt.

Daarna de orde van grootte van verschillen achterhalen, waaruit moet blijken of het nodig is om de specifieke apart uit te rekenen.

Groet, Pannemanskie

[pannemanski]

Info op internet

Kunt U mij zeggen of deze info m.b.t. het geleidingsvermogen en de manier van de gemiddelde berekening ergens op internet staat ?

Zie bijlage, tot zover

Groet, Pannemanski

[pannemanski]

Ik zag dat bij het openen van de vorige bijlage de boel door elkaar heen stond.

Nieuwe ronde nieuwe kansen, zie bijlage

[peterk88]

Voor het berekenen van het 'Natuurlijk logaritmisch temperatuurverschil' heb je vier verschillende temperaturen nodig. (zie ook bijgevoegd plaatje)

Als je de thermal conductivity (warmtegeleidingscoëfficiënt λ) wil berekenen van een vloeistof, ben ik benieuwd wat het is en wat je er verder van weet.

Het is me namelijk nog niet echt duidelijk wat je wel weet en niet.

[Fred F.]

Alle fysische eigenschappen van een medium, zoals warmtegeleidingsvermogen, soortelijke warmte, dichtheid, viscositeit, zijn een functie van de temperatuur T van dat medium. Door stroming in een warmtewisselaar is T op ieder punt anders en dus veranderen ook alle fysische eigenschappen.

Het gebruik van de natuurlijk logaritmisch gemiddelde temperatuur voor T in de bepaling van een fysische eigenschap is een misverstand.

Het 'Natuurlijk logaritmisch temperatuurverschil' dient om de drijvende kracht voor warmteoverdracht te berekenen tussen warme en koude medium in de ww. Het heeft helemaal niets van doen met het bepalen van fysische eigenschappen, zoals warmtegeleidingsvermogen, van het ene of andere medium.

[peterk88]

Alle fysische eigenschappen van een medium, zoals warmtegeleidingsvermogen, soortelijke warmte, dichtheid, viscositeit, zijn een functie van de temperatuur T van dat medium. Door stroming in een warmtewisselaar is T op ieder punt anders en dus veranderen ook alle fysische eigenschappen.

Het gebruik van de natuurlijk logaritmisch gemiddelde temperatuur voor T in de bepaling van een fysische eigenschap is een misverstand.

Het 'Natuurlijk logaritmisch temperatuurverschil' dient om de drijvende kracht voor warmteoverdracht te berekenen tussen warme en koude medium in de ww. Het heeft helemaal niets van doen met het bepalen van fysische eigenschappen, zoals warmtegeleidingsvermogen, van het ene of andere medium.

Je hebt gelijk... een slordige fout. De λ van het materiaal en vloeistof een beetje door elkaar gehaald. :eusa_whistle:

[pannemanski]

Ik denk dat ik de boel ook een beetje door mekaar heen haal.

De warmtewisselaar moet een vloeistof opwarmen.

De uitgaande temperatuur van de te verwarmen vleistof is bekend.

De ingaande temperatuur van de te verwarmen vloeistof is niet bekend.

De ingaande en uitgaande temperatuur van de verwarmende vloeistof zijn bekend.

De berekening om het natuurlijk logaritmisch gemiddelde van de temperatuursverschillen van beide vloeistoffen te berekenen is me bekend.

Rest de vraag, hoe wordt het gemiddelde geleidingsvermogen berekend ?

Immers, de vloeistoftemperatuur van het verwarmend medium loopt niet lineair door de tegenstroom warmtewisselaar heen.

Groet, Pannemanski

[peterk88]

Ik denk dat ik de boel ook een beetje door mekaar heen haal.

De warmtewisselaar moet een vloeistof opwarmen.

De uitgaande temperatuur van de te verwarmen vleistof is bekend.

De ingaande temperatuur van de te verwarmen vloeistof is niet bekend.

De ingaande en uitgaande temperatuur van de verwarmende vloeistof zijn bekend.

De berekening om het natuurlijk logaritmisch gemiddelde van de temperatuursverschillen van beide vloeistoffen te berekenen is me bekend.

Rest de vraag, hoe wordt het gemiddelde geleidingsvermogen berekend ?

Immers, de vloeistoftemperatuur van het verwarmend medium loopt niet lineair door de tegenstroom warmtewisselaar heen.

Groet, Pannemanski

Wat weet je nog meer van de ww? Vermogen, warmtedoorgangscoefficient (k) en warmtewisselend oppervlak? Dan is de ontbrekende T (met 'Natuurlijk logaritmisch temperatuurverschil') uit te rekenen en is de gemiddelde lambda te berekenen bij de gemiddelde temperatuur via de eerder genoemde formule.

Maar ik kan het fout hebben, maar zo heb ik eerder ook geredeneerd.

[pannemanski]

Het doel van deze exercitie is om uit te rekenen hoeveel energie - in de vorm van warmte - de warmtewisselaar opneemt.

In en uittemperatuur van het verwarmend medium, alsmede de hoeveelheid (kg/hr) zijn bekend.

De formule ter bepaling van de specifieke warmte is ook bekend.

De vraag hierbij is welk gegeven voor de temperatuur ik gebruik voor deze laatse formule.

De gemiddelde temperatuur, 'natuurlijk logaritmische'temperatuur, of nog een andere optie.

Als ik deze basisgegevens heb, kan het uitgerekend worden.

Deze gegevens gaan in een computersysteem.

Zo ontstaat een deel van het beeld van het energieverbruik van een chemische fabriek.

Groet, Pannemanski