curs 3 metode - eit
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8/14/2019 Curs 3 Metode - EIT
1/15
CALCULUL TERMIC AL
SCHIMBATOARELOR DE CALDURA7 variabile independente:2 debite: M1iM2;
4 temperaturi: T1i, T
1e, T
2i, T
2e;
suprafaa de schimb de cldur: S.
calculul de proiectare, care presupune obligatoriudeterminarea suprafeei de transfer de cldur S,
celelalte 6 mrimi fiind legate n ecuaia bilanului
termic;
calculul de verificare sau de stabilire a unui regimnenominal de funcionare, la care pentru un aparat dat (S
cunoscut)se urmretedeterminarea sarcinii termice pe
care o poate transfera aparatul, a temperaturilor
agenilor termici la ieirea din aparat, a unui debit i
unei temperaturi, sau a altei combinaiide 2 mrimi.
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8/14/2019 Curs 3 Metode - EIT
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Metode de calcul termic a
schimbatoarelor de caldura
Metoda DTmed; Metoda e-NTC; Metoda P-NTC2;
Metoda q-P-R-NTC2; Metoda grafo-analitica.
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1.
CTT
T ei 2222 proprietile fluidului secundar la temperatura T2;
2. WTTcMQ iep 22222 ;
3. CcM
QTTTTcMQQQ
p
ieeip
r
11
1111111
1
2
;
4. CTTT ei2
111 proprietile fluidului primar la temperatura T1;
5.
Km
WKR Sp 221 ,, ;
6. CT
T
TT
Tm ed DD
DD
D
min
max
minmax
ln;
7. 2m
TK
QS
medS D
.
Metoda DTmedCalcul de proiectare
M1, T1i
M2, , T2i
T1e=?T2e
S = ?
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Metoda DTmedCalcul de verificare
M1, T1i
M2, , T2i
T1e=?T2e=?
S
;.1 1eTAleg
;...2.2 1111 TtemplaprimarflpropTTT ei
;,,.5 21 Sp KR
;ln.6min
maxminmax
T
TTTTm ed
D
DDDD
;.7 m edScalc TSKQ D
;%100.8 calccalc QQQ
e
;.3 2222222221
1 pieiep cMQTTTTcMQQQr
..10 222211111 pcalciepcalcicalcee cMQTTsicMQTTT
;10%1;)2(
%,1.9
11
11111111
e
e
Daca
TTcudinreiasecalculul
cMQTTTTcMQatunciDaca
calcee
pcalcicalce
calceipcalc
;.sec..2.4 2222 TtemplaundarflpropTTT ei
-
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Eficiena()schimbtorului de cldur se definete caraportul dintre fluxul termic transferat n aparat i fluxulmaxim care s-ar putea schimba dac curgerea ar fi n
contracurent i suprafaa de transfer de cldur ar fi
infinit:
Metoda e-NTC
ii
ei
ii
ie
TTCTTC
TTCTTC
QQ r
21min
1111
21min
222
max
e
Numrul de uniti de transfer de cldur(NTC)se
definete ca produsul dintre coeficientul global de transfer
i suprafaa de transfer de cldur, raportat la capacitatea
termic a agentului termic:
11
11
C
SKdSK
C
NTC s
s
s
22
21
C
SKdSK
C
NTC s
s
s
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Relatia dintre e-NTC
ii TTT 21max D
NTC
e(%)
Cmin/Cmax= ct.
500
100
1
0
Tip curgere
curgeriitipul
C
CCNTCf ,*,
max
minmaxe
Legtur direct dintre eficien (e) i parametrii P i R:
R = C2/C1< 1 P
TT
TT
ii
ie
21
22e ;
1/ 12 CCR .21
22
1
2 RPTT
TT
C
C
ii
ie
e
maxmax
maxminmax T
TNTC
TC
TSK
Q
Q medmeds
DD
DD
e
-
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Relatia e-NTC pentru curgerea in echicurent
222111 dTcMdTcMQd pp
dSTTKQd s 21
22
2
11
1 ;pp cM
QddTcM
QddT
2211
21
11
pp cMcMQdTTd
dScMcMKTT
TTd
pps
221121
21 11
o
pp
s
ee
ii ScMcM
KTT
TT
221121
21 11ln
11
22
22
221121
21
1
11ln
p
p
p
os
pp
os
ii
ee
cM
cM
cM
SK
cMcMSK
TT
TT
-
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Relatia e-NTC pentru curgerea in echicurent
11
22
2221
21 1exp
p
p
p
os
ii
ee
cM
cM
cM
SK
TT
TT
eip
p
ie TTcM
cMTTQQ
r
22
11
22
112
1
1
ii
ei
p
p
ii
eieippii
T
ii
eeippi
TT
TT
cM
cM
TT
TTTTcMcMTT
TT
TTTcMcMT i
21
22
11
22
21
2222112221
21
22211221
11
/
/ 2
11
22
2221
22
11
221exp11
p
p
p
os
ii
ie
p
p
cM
cM
cM
Sk
TT
TT
cM
cM
ii
iepTT
TTCcMCDaca
21
22min222,
e
max
minmax
max
min 1exp11C
CNTC
C
Ce
max
max
min* ; NTCNC
CC
*1
*1exp1
C
CN
e
-
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Relaii de calcul pentru eficien en funcie de NTCmax
, C*=Cmin/C
maxi
tipul curgerii
Nr.crt
Tipul curgerii e= f (N, C*) N = f (e, C*)
1contracurent
**
*
1exp1
1exp1
CNC
CN
e
1
1ln
1
1** e
e
CCN
2echicurent
**
1
1exp1
C
CN
e
C
CN
1
11ln e
3Curent ncruciat,ambele fluideneamestecate
nC
nNC*
*1exp
exp1e
unde, n=N-0,22
4 Orice schimbtor lacare un fluid ischimb starea deagregare (C* =0)
e= 1 -e-N N= -ln(1 -e)
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Nomograme pentru determinarea eficienei efuncie de NTCmax
,C*=C
min/C
maxi tipul curgerii
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Metoda eNTC Calcul de proiectare
1. Determinarea tuturor temperaturilor i debitelor
necunoscute (din ecuaia bilanului termic);
2. Calculul capacitilor termice C1i C2i stabilirea
mrimilor Cmin, Cmax, C*;
3. Calculul eficienei aparatului:
4. Determinarea grafic sau analitic a lui NTCmax, n funcie
de e, C*i tipul ales de curgere;
5. Determinarea coeficientului global de schimb de cldur
KS;
6. Determinarea suprafeei de schimb de cldur necesar:
ii
ei
ii
ie
TTC
TTC
TTC
TTC
Q
Q r
21min
1111
21min
222
max
e
M1, T1i
M2, , T2i
T1e=?T2e
S = ?
2maxmin m
K
NTCCS
s
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Metoda P-NTC2(P-NTCt)
P T
T
T T
T Tde i
i i
D
D2 2 2
1 2ma x
ii TTMMS 2121 ,,,,
alesT e 2
eim TTT 222 5,0 3
alesTe1
1
eim TTT 111 5,0
mp
mp
Tfc
Tfc
22
11
11
2222
11
p
iep
i
calc
ecM
TTcMTT
Da
2
2
12
222
111
/ CCR
cMC
cMC
p
p
Coeficientul global de
transfer de caldura, KS
2
2C
SkNTC s
RNTCfP ,2
)( 2122 iiicalc
e TTPTT
01,02
22
c
e
ece
T
TT
calc
ee TT 22
Nu
3
Da
calc
e
calc
e TT 21 ,
STOP
calc
ee TT 11 1 01,01
11
calc
e
calc
ee
T
TTNu
22 C
SK
NTC s
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Metoda q-P-R-NTC2
q
DT
T T
me d
i i1 2
P TT
T TT Td
e i
i i
D
D2 2 2
1 2max
R
C
C
T
T
T T
T T
i e
e i
2
1
1
2
1 1
2 2
D
D
22
C
SKNTC s
-
8/14/2019 Curs 3 Metode - EIT
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Metoda grafo-analitica
D
211
1
111,
1 m
WT
TTq
pS
D
2
2
2
2
212,
11 m
WTTTq
p
p
p
p
pS
T1
1
T2
2
Tp1 Tp2
p
p
qS
21 TTTmed DDD
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