Operații și echipmante termodinamice

Rezolvare:

Debitele celor doua fluide fiind relativ mari se alege un schimbator de caldura de tip tubular cu suprafata de incalzire formata dintr-un fascicul de tevi montat in interiorul unei mantale cilindrice.

La acest tip de aparat, prin interiorul tevilor se dirijeaza fluidul care contine o cantitate mai mare de impuritati pentru a se asigura o curatire mai usoara a depunerilor care se formeaza pe tevi.

Daca posibilitatea de formare a depunerilor este aceeasi pentru ambele fluide si posibilitatea de curatire nu mai constituie un criteriu se prefera sa se dirijeze prin interiorul tevilor fluidului al carui debit este mai mic, intru-cat sectiunea din interiorul tevilor este mai mica decat sectiunea de curgere dintre tevi si manta.

Fluidul rece circula prin interiorul tevilor, in doua treceri, iar fluidul cald printre tevi, paralel cu axul acestora.

La calculul suprafetei de incalzire se va considera ca pe tevi se formeza depuneri cu grosimea de 0,1 mm si cu conductivitate electrica de 1 kcal/m×h×grd atat pe suprafata exterioara, cat si pe cea interioara.

Suprafata de incalzire se executa dintr-un fascicul format din 2×61 de tevi de otel de 20×2 mm, dispuse in hexagon, montate in interiorul unei mantale executate din teava de otel de 377×10 mm. Pasul dintre tevi se alege de 26 mm.

Fluidul rece circula prin interiorul tevilor, in doua treceri, iar fluidul cald intr-o singura trecere, printre tevi, paralel cu axele acestora

In calculele care urmeaza se vor folosi urmatoarele notatii pentru diametre:

D = 0,257 m - diametrul interior al mantalei;

d1 = 0,0202 m - diametrul exterior al stratului exterior de saruri;

d2 = 0,020 m - diametrul exterior al tevilor;

d3 = 0,016 m - diametrul interior al tevilor;

d4 = 0,0158 m - diametrul interior al stratului exterior de saruri.

Fluxul de caldura primit de fluidul rece:

Qh2 = D2 × Capa × (tf2  tf2) = Gb2 × (i2  i2);

Qh2 = 3720000kcal/h;

Fluxul de caldura cedat de fluidul cald:

Qh1 = Qh2 / ·;

Qh1 = 3758000kcal/h;

Fluxul de caldura pentru care se dimensioneaza suprafate de incalzire:

Qh = Qh2;