W; rmetauscher Wasserforum - Forumul portalului de internet Wasserforum - Forumul
"Dacă presupun acum că schimbătorul de căldură ar trebui să transfere 100 kW și procesul are un timp de 1 oră care ar duce la 100 kWh ?."
Exact, în afară de faptul că W este valorificat cu majuscule.
". sau dacă procesul ar trebui să se finalizeze în 20 de minute, în timp ce ar fi 100kwh * 60/20 = 300kwh și apoi pot converti acest lucru în kcal! Ar trebui să fie chiar atât de ușor cu calculul?
Acest calcul este absolut greșit. Calculul este, în principiu, foarte ușor, dar numai dacă ați înțeles corect elementele de bază. Mai jos este un mic ghid.
„Atunci de ce face toată lumea un astfel de dans despre cât de dificil și consumator de timp ar trebui să fie?”
Pentru că nici nu este atât de ușor.
„Este clar, desigur, că trebuie să țineți cont de factorii pentru depuneri și transferul de căldură imperfect în schimbătorul de căldură etc., dar de fapt destul de simplu.”
Chiar și fără depozite, calculul/proiectarea unui schimbător de căldură nu este nicidecum simplu. Întrucât unul pentru zonele de schimb, de obicei Dacă se folosește un material cu o bună conductivitate termică, coeficientul de transfer de căldură depinde aproape în totalitate de coeficientul de transfer de căldură de pe ambele părți ale suprafeței de schimb de căldură. Determinarea coeficienților de transfer de căldură nu poate fi stăpânită cu ecuații simple, în general valabile, există diverse ecuații de aproximare determinate experimental care sunt valabile pentru anumite intervale de parametri. Pentru a putea folosi aceste ecuații, trebuie să lucrați cu așa-numiții parametri adimensionali (de exemplu, faimosul număr Reynolds). Acest lucru nu este neapărat extrem de complicat, dar măcar are nevoie să se obișnuiască.
Dacă nimic din toate acestea nu vă sperie, veți găsi diverse ecuații relevante în manuale despre ingineria proceselor, mecanica fluidelor etc., în publicațiile științifice relevante sau în atlasul termic VDI.
Apoi ceva despre diferența de temperatură, care este necesar pentru aplicarea ecuației fluxului de căldură (atât de frumos simplu)
Q. = k * A * Delta-T
(Q. = Delta-Q/Delta-t = debit de căldură, k = coeficient de transfer de căldură, Delta-T = diferență de temperatură)
Este nevoie.
În cel mai simplu caz, există 4 temperaturi la WT (substrat Sub și lichid de răcire KM, intrare și ieșire): T (Sub, In), T (Sub, Ab), T (KM, In) și T (KM, Ab) . Din aceasta se pot forma 6 diferențe de temperatură diferite prin simpla scădere. Care este cel potrivit? (Pentru jucători: scrieți răspunsul pe o bucată de hârtie, apoi citiți mai departe.)
Răspuns: De regulă, niciunul dintre cele 6 Delta-T nu este cel corect. Numai în schimbătoarele de căldură contracurente, în care fluxurile de substrat și lichid de răcire sunt dimensionate astfel încât debitele lor de capacitate de căldură să fie egale, T (Sub) -T (KM) este constant pe întregul schimbător de căldură, deci T (Sub, To) -T (KM, Ab) = T (Sub, Ab) -T (KM, Zu) = Delta-T. În caz contrar, așa-numita diferență logaritmică de temperatură trebuie calculată din cele 4 (sperăm) temperaturi cunoscute T (Sub, Zu), T (Sub, Ab), T (KM, Zu) și T (KM, Ab) și incluse în cele de mai sus. Se poate utiliza ecuația fluxului de căldură.
Pentru mai multe informații, consultați Manuale, este posibil să le găsiți și pe internet.
Adesea se găsesc reprezentări înfiorătoare în legătură cu unitățile de măsură din jurul wattului, cum ar fi rotirea unghiilor de la picioare "kW/h".
Se pare că aproape nici un laic nu poate folosi aceste unități corect, poate pur și simplu pentru că nu există un echivalent pentru această unitate de măsură în viața de zi cu zi. Prin urmare, iată o încercare de a explica:
Apa și energia au cel puțin un lucru în comun: le puteți măsura și specifica cantitatea. Unitatea de măsură pentru cantitatea de apă (mai precis - masă) din această țară este de obicei kg, pentru cantitatea de energie J (Joule) (sau kJ = 1000 J).
Cu un debit constant de apă (de exemplu sub robinet), o anumită cantitate de apă curge pe unitate de timp (de exemplu, într-un vas). Debitul de apă ar fi de obicei dat în kg/s, kg/min sau kg/h. Debitul de apă nu are propria unitate de măsură.
Un flux de energie (de exemplu, energie electrică care curge continuu dintr-o priză într-un dispozitiv sau energie termică care curge continuu dintr-o clădire încălzită prin pereți în exteriorul rece) poate fi transformat într-un flux de apă în kJ/s, kJ/min sau kJ/h (desigur și în kJ/zi etc.). Spre deosebire de fluxul de apă, fluxul de energie are propria expresie, și anume „putere”, și propria unitate, wattul. 1 W = 1 J/s sau 1 kW = 1 kJ/s. În ceea ce privește educația generală, introducerea unității Watt a fost probabil un deserviciu.
Dacă astăzi de ex. Dacă scrie „Ieșire electrică: 1.500 J/s” pe un ceainic, majoritatea dintre voi ați putea vedea imediat că acest fierbător „consumă” 1.500 J (= 1.5 kJ) de energie electrică în 1 secundă (aici: în Energia termică convertită), în mod logic 15 kJ în 10 secunde și 5400 kJ în 1 oră. La fel cum 5400 kg de apă ar curge dintr-un robinet cu un debit de apă de 1,5 kg/s în 1 oră (este adevărat, nu toată lumea are astfel de robinete de dimensiuni mari). Pe de altă parte, cu kW și kWh, se pare că mulți nu pot face față.
Dacă prin împărțirea la o unitate de timp o unitate de energie devine o unitate de putere, atunci invers, prin înmulțirea acesteia cu o unitate de timp, o unitate de putere poate fi convertită înapoi la o unitate de energie. Unitatea de putere kW devine unitatea de energie (cantitate) kWh înmulțind-o cu 1 oră.
1 kWh = 1 kW * 1 h = 1 kJ/1 s * 1 h = 1 kJ/1 s * 3600 s = 3600 kJ.
Atunci este probabil clar ce a greșit aici: ". Dacă procesul ar trebui finalizat în 20 de minute în timp ce 100kwh * 60/20 = 300kwh." Pentru un „proces” (de ex. Încălzirea unei anumite cantități de lichid) este necesară de obicei o anumită cantitate de energie *, aici de ex. 100 kWh. Nu contează dacă acest proces ar trebui să dureze 10 minute, 20 de minute sau 60 de minute (de asemenea, în practică cel puțin aproximativ), 100 kWh sunt necesari în orice caz. Doar puterea necesară este diferită: cu o durată de 60 de minute (= 1 h) este de 100 kWh/1 h = 100 kW, cu o durată de 20 de minute este de 100 kWh/20 de minute = 100 kWh/(1/3 h ) = 300 kW.
În ceea ce privește informațiile incorecte frecvent găsite kW/h (în loc de kWh): kW/h nu este o unitate de cantitate de energie, ci unitatea unei accelerații de putere. Dacă de ex. pilotul novice Ferrari devine din ce în ce mai curajos și apasă încet pedala de accelerație, atunci puterea motorului ar putea de ex. la 10:00 am la 120 kW, la 10:30 deja la 160 kW, la 11:00 la 200 kW și în cele din urmă la 11:30 la 240 kW. Totul ar fi atunci o accelerare a puterii de 80 kW/h în medie.
Dacă doriți cu adevărat să vă bazați pe vechiul kcal, puteți face bineînțeles acest lucru în modul adecvat. Deoarece 1 kcal = 4.186 kJ, 1 kcal/s = 4.186 kJ/s = 4.186 kW. Și 1 kcal/h = 1 kcal/3600 s = 1/3600 kcal/s = 4.186/3600 kJ/s = 0.001863 kW. Deoarece nu există o unitate de alimentare separată pentru acest lucru (de exemplu, 1 kHu ("kilohunger") pentru 1 kcal/s), cel puțin unul nu vine cu kHuh (ore kilohunger) și altele asemenea. în conflict.
de exemplu, dacă te uiți la mătușa Google, vei găsi acest lucru:
1 kcal („kilocalorie”) = 4190 J = 0,001164 kWh
Când am fost adus mai aproape de schimbul de căldură, încă calculam cu calorii (în acel moment era ușor de observat când apa era încălzită cu 1 ° C), adică Q avea unitatea cal sau kcal.
„Coeficientul de transfer de căldură” k a fost numit de noi la momentul coeficientului de transfer de căldură cu unitatea kcal/mІ * h * grade. Dar calculul ar trebui să fie același și astăzi. Se ia în considerare transferul de căldură în mediu 1 către perete (alfa 1), transferul de căldură prin perete (grosimea peretelui s/conductivitatea termică a materialului lambda) și transferul de căldură în mediu 2 din perete (alfa 2) și a fost descris folosind următoarea formulă: 1/k = 1/Alpha 1 + s/Lambda + 1/Alpha 2. s și Lambda sunt ușor de determinat sau de căutat. Valorile alfa nu depind doar de medii, ci și de debit și sunt, de exemplu, pentru curgerea apei în conducte între 2.000 și 4.000 kcal/mІ * h * grade. Și pentru a obține valori mai precise, sunt necesare calcule suplimentare, dintre care doar câțiva termeni de bază, cum ar fi numărul Nusselt, numărul Prandel (a fost acum câteva zile).
Poate că explicația mea vă va ajuta în continuare, chiar dacă nu este complet completă și nu este „actualizată” în ceea ce privește unitățile.