Συστήματα Ανάκτησης Θερμότητας

Σχετικά έγγραφα
Κεφάλαιο 5 Eναλλάκτες Θερμότητας

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

Σύντομο Βιογραφικό... - v - Πρόλογος...- vii - Μετατροπές Μονάδων.. - x - Συμβολισμοί... - xii - ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΈΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 5: Εναλλάκτες θερμότητας. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

Εργαστήριο Μετάδοσης Θερμότητας

1. Εναλλάκτες θερµότητας (Heat Exchangers)

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

Σύντομο Βιογραφικό v Πρόλογος vii Μετατροπές Μονάδων ix Συμβολισμοί xi. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ Ι & ΙΙ Εργαστηριακή Άσκηση 3: ΕΝΑΛΛΑΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ. όπου το κ εξαρτάται από το υλικό και τη θερμοκρασία.

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ Ι & ΙΙ Εργαστηριακή Άσκηση 5: ΕΝΑΛΛΑΚΤΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα 1. Εισαγωγή Βασικές έννοιες Αγωγή

Εναλλαγή θερμότητας. Σχ. 4.1 (α) Διάταξη εναλλάκτη θερμότητας καθ` ομορροή (πάνω) και αντίστοιχο θερμοκρασιακό προφίλ (κάτω)

Υπολογιστικές Μέθοδοι Ανάλυσης και Σχεδιασμού

6 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕ ΣΥΝΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

Χειμερινό εξάμηνο

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ. Μεταφορά θερµότητας Εναλλάκτες θερµότητας

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Μετάδοση Θερμότητας

ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Διεργασίες Καύσης & Ατμολέβητες

Βελτιστοποίηση εναλλακτών θερμότητας

Χειμερινό εξάμηνο

Σπουδαστής : ΑΪΛΑΜΑΚΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ. Υπεύθυνος καθηγητής: ΜΑΥΡΟΜΑΤΑΚΗΣ ΦΩΤΗΣ

ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Θοδωρής Καραπάντσιος

9 η ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΤΥΠΟΥ ΠΛΑΚΩΝ Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ. 1η ενότητα

ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΜΠΟΪΛΕΡ ΖΕΣΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΧΡΗΣΗΣ Μέρος 1 ο.

ΜΕΘΟΔΟΣ LMTD Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΣΥΜΠΑΡΑΓΩΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ

Ημερίδα 21/11/2014 «Ενεργειακή Αξιοποίηση Κλάσματος Μη Ανακυκλώσιμων Αστικών Απορριμμάτων σε μία Βιώσιμη Αγορά Παραγωγής Ενέργειας από Απορρίμματα»

Σχεδιασμός Χημικών Διεργασιών και Βιομηχανιών Διάλεξη 6

Αρχές Μεταφοράς Θερμότητας. Εργαστηριακή Άσκηση 2 Εναλλάκτης θερμότητας

Αναερόβιες Μονάδες για την παραγωγή βιο-αερίου από βιοµάζα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Ι ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΚΛΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΠΟΣΤΑΞΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΙΙ. Μ. Κροκίδα

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ

Φαινόμενα Μεταφοράς Μάζας θερμότητας

Αντιμετώπιση ενεργειακού προβλήματος. Περιορισμός ενεργειακών αναγκών (εξοικονόμηση ενέργειας)

Εξοικονόμηση Ενέργειας

Κεφάλαιο 20. Θερμότητα

ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΠΟΡΩΝ ΘΕΡΜΟ ΥΝΑΜΙΚΗ Ι 1

Κεφάλαιο 9 Εναλλάκτες Θερμότητας

Χρήση Θερμικών Ηλιακών Συστημάτων. Τεχνολογίες Θέρμανσης Εξωτερικών Κολυμβητικών Δεξαμενών με χρήση ΘΗΣ. Συλλέκτες χωρίς κάλυμμα. Επίπεδοι Συλλέκτες

Τεχνολογίες Θέρμανσης Εξωτερικών Κολυμβητικών Δεξαμενών με χρήση ΘΗΣ

Ηλιακή Θέρμανση Ζεστό Νερό Χρήσης Ζ.Ν.Χ

6. ΣΥΜΠΑΓΕΙΣ ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ

Βασικές Διεργασίες Μηχανικής Τροφίμων

ΒΟΗΘΗΤΙΚΑ ΑΤΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΩΝ. Ανεµιστήρες. Ανεµιστήρες κατάθλιψης. ίκτυο αέρα καύσης-καυσαερίων

ΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

1. Εισαγωγή Χημικές Διεργασίες Φυσικές Διεργασίες Σχεδιασμός Χημικών Αντιδραστήρων

Ανάλυση: όπου, με αντικατάσταση των δεδομένων, οι ζητούμενες απώλειες είναι: o C. 4400W ή 4.4kW 0.30m Συζήτηση: ka ka ka dx x L

KEΦΑΛΑΙΟ 4 ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΤΥΠΟΙ ΚΑΙ ΒΑΣΙΚΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΑΤΜΟΛΕΒΗΤΩΝ Ατμολέβητες με φλογοσωλήνα και αεριαυλούς

η εξοικονόµηση ενέργειας

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Στην βιομηχανία τροφίμων προκύπτουν ερωτήματα για:

Σίσκος Ιωάννης, Μηχανολόγος Μηχανικός

Ψυκτικές Μηχανές 21/10/2012. Υποπλοίαρχος (Μ) Α.Δένδης ΠΝ 1. Ψυκτικές Μηχανές (6.2) Ψυκτικές Μηχανές (6.2) Ψυκτικές Μηχανές (6.2)

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 2 η : Αγωγή Μονοδιάστατη αγωγή

ΣYΣKEYEΣ ΘEPMIKΩN ΔIEPΓAΣIΩN

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΗΣ ΣΥΜΒΑΣΗΣ ΕΡΓΟΥ Προσανατολισμένης Έρευνας

3 Μετάδοση Θερμότητας με Φυσική Μεταφορά και με Ακτινοβολία

Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ (Ασκήσεις πράξης) ΙΔΑΝΙΚΑ ΑΕΡΙΑ - ΕΡΓΟ

ΜΕΛΕΤΗ ΣΥΜΠΑΓΩΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ (7 Ο ΕΞΑΜΗΝΟ)

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΟΛΟΓΙΑ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΡΥΘΜΙΣΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ. Δρ. Λυκοσκούφης Ιωάννης

ΕΞΑΤΜΙΣΗ Θοδωρής Καραπάντσιος

Μόνιμη Μονοδιάστατη Αγωγή Θερμότητας Χωρίς Παραγωγή Θερμικής Ενέργειας

Συνθήκες ευστάθειας και αστάθειας στην ατμόσφαιρα

to edit Master title style

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΤΥΠΩΝ ΕΝΑΛΛΑΚΤΩΝ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Αντλία Θερμότητας με Θερμική Συμπίεση και Παραγωγή Ενέργειας από Θερμότητα

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ. Προσδιορισµός ισοζυγίων µάζας

Διάρκεια εξέτασης 75 λεπτά

Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Σελίδα ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ.. 1

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ. Διδάσκων: Παπασιώπη Νυμφοδώρα Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Ε.Μ.Π. Ενότητα 10 η : Μεταβατική Διάχυση και Συναγωγή Μάζας

Ετήσια απόδοση συστημάτων θέρμανσης

ΨΥΞΗ-ΘΕΡΜΑΝΣΗ-ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ Ι

Ετήσια απόδοση συστημάτων θέρμανσης

Εφαρμοσμένη Θερμοδυναμική

Χειμερινό εξάμηνο

παραγωγή θερμότητας T=T1

Παραδείγµατα ροής ρευστών (Moody κλπ.)

Υπολογιστική Μοντελοποίηση Διάδοσης Φωτιάς σε Κτίρια

2 Μετάδοση θερμότητας με εξαναγκασμένη μεταφορά

5. ΕΝΑΛΛΑΚΤΕΣ ΑΥΛΩΝ-ΚΕΛΥΦΟΥΣ

Χειμερινό εξάμηνο

Μεταφορά Θερμότητας. ΜΜK 312 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Παραγωγής

ηµήτρης Τσίνογλου ρ. Μηχανολόγος Μηχανικός

Υπολογισμός συνάρτησης μεταφοράς σε Υδραυλικά συστήματα. Αντίσταση ροής υγρού. Μανομετρικό Υψος h. Υψος h2. Ροή q

ΘΕΡΜΙΚΗ ΔΙΑΣΤΟΛΗ Τα περισσότερα στερεά, υγρά και αέρια όταν θερμαίνονται διαστέλλονται. Σε αυτή την ιδιότητα βασίζεται η λειτουργία πολλών

Κεφάλαιο 4: ΘΕΡΜΙΚΑ ΦΟΡΤΙΑ. 4.1 Φορτίο παραγωγής ζεστού νερού. 4.2 Φορτίο θέρμανσης χώρων κατοικίας. 4.3 Φορτίο κολυμβητικών δεξαμενών

V Περιεχόμενα Πρόλογος ΧΙΙΙ Κεφάλαιο 1 Πηγές και Μορφές Ενέργειας 1 Κεφάλαιο 2 Ηλιακό Δυναμικό 15

Transcript:

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Εργαστήριο Θερμοδυναμικής & Φαινομένων Μεταφοράς Συστήματα Ανάκτησης Θερμότητας

Εισαγωγή Σκοπός των συστημάτων ανάκτησης θερμότητας είναι η αξιοποίηση της μεγαλύτερης δυνατής ποσότητας απορριπτόμενης θερμότητας με την απλούστερη τεχνικά λύση μετά από κατάλληλο σχεδιασμό (πηγή απωλειών, ζήτηση, κατανάλωση πρωτογενούς ενέργειας, βιωσιμότητα). Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με: Μείωση απωλειών (θερμομόνωση) Ανάκτηση θερμότητας

Ανάκτηση Θερμότητας από θερμά ρεύματα Θερμά ρεύματα: καυσαέρια, υγρά και αέρια απόβλητα, θερμά προϊόντα και παραπροϊόντα Ανάκτηση θερμότητας και χρησιμοποίησή της: στην ίδια διεργασία, όπου όμως ανακτάται ποσό ανάλογο με τις ανάγκες της διεργασίας (π.χ. προθέρμανση ρεύματος εισόδου στη διεργασία), ή σε άλλη διεργασία, όπου δημιουργείται πρόβλημα αν διακόψει μία από τις διεργασίες (π.χ. παραγωγή ατμού με τη θερμότητα καυσαερίων)

Εναλλάκτες Θερμότητας Ορισμός Εναλλάκτης θερμότητας ονομάζεται η συσκευή που χρησιμοποείται για τη μεταφορά θερμότητας μεταξύ δύο ρευστών διαφορετικής θερμοκρασίας (ΔΤ= διαφορά δυναμικού, ωθούσα δύναμη). Η κατηγοριοποίηση των εναλλακτών μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους: Διαδικασία μεταφοράς θερμότητας (άμεση/έμμεση επαφή) Μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας Αλλαγή φάσης Κατασκευή Είδος ροής Πυκνότητα κατασκευαστικών στοιχείων

Τύποι Εναλλακτών 1/10 Εναλλάκτης άμεσης επαφής (ρευστά διαφορετικής φάσης έρχονται σε επαφή και εν συνεχεία διαχωρίζονται) Διαδικασία μεταφοράς θερμότητας Έξοδος Ατμού Ατμός Ζεστό νερό Κρύο νερό Εναλλάκτης έμμεσης επαφής (ύπαρξη διαχωριστικής επιφάνειας, μέσω της οποίας γίνεται η μεταφορά θερμότητας)

Τύποι Εναλλακτών 2/10 Μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας Εναλλάκτης συναγωγής μίας φάσης και από τις δύο πλευρές Εναλλάκτης συναγωγής μίας φάσης από τη μία πλευρά και δύο φάσεων από την άλλη Εναλλάκτης συναγωγής δύο φάσεων και από τις δύο πλευρές Εναλλάκτης συνδυασμένης μεταφοράς θερμότητας με συναγωγή και ακτινοβολία

Τύποι Εναλλακτών 3/10 Κατασκευή Εναλλάκτης κελύφους-σωλήνων (αυλών) maxp: 30MPa, T: -200-600 o C, Επιφάνεια: 10-1000m 2 Σωλήνες U Απλή διαδρομή 4-απλή διαδρομή

Τύποι Εναλλακτών 4/10 Εναλλάκτης ομοκεντρικός κυκλικής διατομής Εναλλάκτης αποξεόμενης επιφάνειας Εναλλάκτης προεκτεταμένης επιφάνειας Αέριο Κατασκευή Υγρό Πτερύγια ή άκανθες χρησιμοποιούνται για να αυξήσουν την επιφάνεια εναλλαγής θερμότητας προς την πλευρά του ρευστού (συνήθως αερίου) όπου ο συντελεστής μεταφοράς θερμότητας είναι μικρός.

Τύποι Εναλλακτών 5/10 Εναλλάκτης με πλάκες maxp: 1.6MPa, T: -25 έως 175 o C, Επιφάνεια: 1-1200m 2 Κατασκευή

Τύποι Εναλλακτών 5/10 Εναλλάκτης με πλάκες maxp: 1.6MPa, T: -25 έως 175 o C, Επιφάνεια: 1-1200m 2 Κατασκευή

Τύποι Εναλλακτών 6/10 Κατασκευή Εναλλάκτης με περιστρεφόμενο δίσκο (αέρα-αέρα) Διάμετρος: 1.5-22m, παροχή αερίου: έως 68.000 m³/h, Τ έως 900 ο C Ο συνολικός βαθμός απόδοσης μπορεί να φτάσει το 85% και η εξοικονόμηση ενέργειας από τη χρήση του μπορεί να φτάσει το 20-40%. Ανάλογα με το υλικό κατασκευής μπορεί να γίνει και ανάκτηση της υγρασίας. Πρόβλημα η πιθανότητα ανάμειξης των δύο αερίων.

Τύποι Εναλλακτών 7/10 Είδος ροής Ομορροή Αντιρροή

Τύποι Εναλλακτών 7/10 Είδος ροής Ομορροή Αντιρροή ΔΤ α b

Τύποι Εναλλακτών 8/10 Σταυρωτή ροή Είδος ροής

Τύποι Εναλλακτών 9/10 Μικτή ροή Είδος ροής Εναλλάκτης πολλαπλών διαδρομών

Τύποι Εναλλακτών 9/10 Μικτή ροή Είδος ροής

Τύποι Εναλλακτών 10/10 Συμπαγείς Μη συμπαγείς Πυκνότητα κατασκευαστικών στοιχείων Οι συμπαγείς εναλλάκτες παρουσιάζουν υψηλές τιμές του λόγου της επιφάνειας θερμοεναλλαγής προς τον όγκο τους και εξ ορισμού ο λόγος αυτός (πυκνότητα επιφάνειας) λαμβάνει τιμές μεγαλύτερες από 700m 2 /m 3

Σύγκριση βασικών τύπων εναλλάκτη Εναλλάκτης Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Κελύφουςσωλήνων Πλακών Μεγάλο εύρος P & T Διαχείριση ρευστών όλων των φάσεων Εύκολος καθαρισμός Ευέλικτος σχεδιασμός Απαιτεί λιγότερο χώρο Πιο οικονομική λύση Ευελιξία ως προς το είδος του υγρού και το θερμικό φορτίο Υψηλός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας Μεγαλύτερη ανθεκτικότητα σε αστοχίες λειτουργίας Απαραίτητη η μόνωση Ακριβότερος και καταλαμβάνει μεγαλύτερο χώρο Οι δονήσεις μπορεί να προκαλέσουν βλάβη στον εναλλάκτη Ακατάλληλος για πτητικά υγρά Κίνδυνος διαρροής Υψηλότερη πτώση πίεσης Ακατάλληλος για υψηλές Τ και ΔΤ.

Κριτήρια επιλογής Είδος εφαρμογής (π.χ. υγρό, αέριο, θερμοευαίσθητο ρευστό) Πίεση και θερμοκρασία λειτουργίας Χαρακτηριστικά των ρευστών που μπορεί να οδηγήσουν σε αστοχίες (π.χ. αιωρούμενα στερεά) Διαθέσιμα θερμά ή ψυχρά ρεύματα Θερμοκρασιακή διαφορά Περιορισμοί της διεργασίας και της συνολικής εγκατάστασης Καθαρισμός και συντήρηση Δυνατότητα αύξησης της δυναμικότητας για μελλοντική χρήση Κόστος Μηχανολογικά/ κατασκευαστικά θέματα (υλικό κατασκευής, θερμική καταπόνηση κτλ.)

Βασικές Εξισώσεις 1/10 Ολικά ισοζύγια ενέργειας για το θερμό και το ψυχρό ρεύμα του εναλλάκτη q = mሶ h h h,i h h,o q = mሶ c h c,o h c,i q = mሶ h c p,h T h,i T h,o q = mሶ c c p,c T c,o T c,i Θερμοχωρητικότητα (C) κάθε ρεύματος

Βασικές Εξισώσεις 2/10 Μέθοδος μέσης λογαριθμικής θερμοκρασιακής διαφοράς q = U A ΔΤ ΑΒ Εναλλάκτης διπλού σωλήνα: ΔΤ ΑΒ = ΔΤ lm = ΔT a ΔT b ln ΔT a ΔT b ΔΤ α = Τ hi Τ ci Τ hi Τ co ομορροή αντιρροή ΔΤ b = Τ ho Τ co Τ ho Τ ci ομορροή αντιρροή

Βασικές Εξισώσεις 3/10 Μέθοδος μέσης λογαριθμικής θερμοκρασιακής διαφοράς Σύνθετος Εναλλάκτης q = U F A ΔΤ lm Συντελεστής διόρθωσης

Βασικές Εξισώσεις 4/10 Μέθοδος μέσης λογαριθμικής θερμοκρασιακής διαφοράς Σύνθετος Εναλλάκτης

Βασικές Εξισώσεις 5/10 Μέθοδος μέσης λογαριθμικής θερμοκρασιακής διαφοράς Συνολικός συντελεστής μεταφοράς θερμότητας U h o Επίπεδο τοίχωμα: 1 U = 1 + Δx h i k + 1 h o k h i Στην περίπτωση αποθέσεων προστίθεται ο όρος R f (R i =Δx i /k f ). h o k h i Κυλινδρικό τοίχωμα: 1 = 1 + Δr UA m A i h i A m k + 1 A o h o A m = A o A i ln( A o A i )

Βασικές Εξισώσεις 6/10 Μέθοδος μέσης λογαριθμικής θερμοκρασιακής διαφοράς Τυπικές τιμές συνολικού συντελεστή μεταφοράς θερμότητας U (KW/m 2 o C) Ρευστό Ελάχιστο Μέγιστο Σχεδιασμός Αέριο-αέριο 0.010 0.050 0.015 Ρευστό-αέριο 0.020 0.100 0.030 Ρευστό-ρευστό 0.150 1.250 0.300 Ρευστό- Συμπυκνούμενος ατμός 0.300 1.500 0.500

Βασικές Εξισώσεις 7/10 Μέθοδος αποδοτικότητας-αριθμού μονάδων μεταφοράς ε = q = C h(t hi T ho ) = C c(t co T ci ) q max C min (T hi T ci ) C min (T hi T ci ) Αποδοτικότητα όπου: C min =min(c h, C c ) q max το μέγιστο ποσό θερμότητας που μπορεί να μεταφερθεί σε εναλλάκτη κατά αντιρροή με άπειρη επιφάνεια, δηλ. για ΔT max =T hi -T ci. Μέσω της ε μπορεί να υπολογιστεί το q χωρίς να χρειάζεται η θερμοκρασία εξόδου, με δεδομένα τα C, U και A.

Βασικές Εξισώσεις 8/10 Μέθοδος αποδοτικότητας-αριθμού μονάδων μεταφοράς NTU = UA C min Αριθμός μονάδων μεταφοράς Για κάθε τύπο εναλλάκτη μπορεί να προσδιοριστεί μια σχέση υπολογισμού της αποδοτικότητας σαν συνάρτηση του αριθμού μονάδων μεταφοράς. Παράδειγμα: Ομορροή ε= 1 exp[ NTU 1+C r ] 1+C r Αντιρροή ε= 1 exp[ NTU 1 C r ] 1 C r exp[ NTU 1 C r ] C r = C min C max

Βασικές Εξισώσεις 9/10 Μέθοδος αποδοτικότητας-αριθμού μονάδων μεταφοράς Αριθμός μονάδων μεταφοράς Ομορροή Αντιρροή

Βασικές Εξισώσεις 10/10 Μέθοδος μέσης λογαριθμικής θερμοκρασιακής διαφοράς Προβλήματα διαστασιολόγησης εναλλάκτη με δεδομένες τις θερμοκρασίες. Μέθοδος αποδοτικότητας-αριθμού μονάδων μεταφοράς Προβλήματα λειτουργίας εναλλάκτη με δεδομένη την επιφάνεια εναλλαγής.