Υπολογισμός λέβητα & καυστήρα για θέρμανση ανοιχτής δεξαμενής

[mech13]

Ωραία ευχαριστώ πολύ!

 

Με βάση τους υπολογισμούς συνολικά βρήκα 110.000Kcal/hr για λέβητα, εσείς τι λέτε?

 

Ευχαριστώ και πάλι για τη βοήθεια

[AlexisPap]

Μήπως είσαι λίγο υπερβολικός;

 

Με 110Mcal/h ζεσταίνεις πολυκατοικία!

[mech13]

Χαχαχα! Είναι πολύ πιθανό να έχω κάνει λάθος..

 

Εσύ πόσο βρήκες?..Ξεκίνησα με τον υπολογισμό και έβγαλα 93.100Kcal/hr χωρίς απώλειες εξάτμισης και χρήσης.

 

Συνολικά με την καθημερινή χρήση και τις απώλειες εξάτμισης έχω υπολογίσει περίπου 107.000Kcal/hr και γι αυτό είπα περίπου 110.000Kcal/hr

Άμα έχω πέσει πολύ έξω τότε κάποιο λάθος κάνω σίγουρα και δεν έχω καθαρό μυαλό να υπολογίσω σωστά.

[AlexisPap]

Εσύ πόσο βρήκες?...

 

μα, συνάδελφε, εγώ δεν έχω να υπογίσω κάτι...

...εσύ θα υπολογίσεις.

 

Επιπλέον, εγώ είμαι πολιτικός μηχανικός.

 

Απλά, 170000kcal/h εξατμίζουν 170 λίτρα νερό την ώρα...

Μου φάνηκε πολύ, αλλά αν τόσο λες ότι το υπολόγισες,

μάλλον θα έχεις δίκιο.

Edited Ιανουάριος 18 , 2012 by AlexisPap

[miltos]

Επίσης, δεν πρέπει να ξεκινήσεις από το αν είναι κατάλληλος ένα λέβητας θερμού νερού για αυτή τη δουλειά?

Edited Ιανουάριος 18 , 2012 by miltos

[aiche]

Για την θέρμανση ποσότητας νερού 1330 kg/h από τους 20°C στους 90°C απαιτούνται 108.22 kW (93114.72 kcal/h) ενώ αν η θερμοκρασία εισόδου είναι 85°C απαιτούνται μόνο 7.76 kW (6676.86 kcal/h).

Η διαφορά είναι τεράστια και έχει δίκιο ο Αλέξης.

Edited Ιανουάριος 19 , 2012 by aiche

[miltos]

Μα δεν μιλάμε για θέρμανση συγκεκριμένη παροχής νερού, αλλά θέρμανση συγκεκριμένη ποσότητας και διατήρηση σε αυτή τη θερμοκρασία.

[aiche]

To ξέρω ότι μιλάτε για batch ή semi batch process και όχι για CSTR.

Όμως η συνολική ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να έχουμε τελική θερμοκρασία 90°C (ξεκινώντας από τους 20°C) είναι η ίδια που υπολογίζεται και με το αν είχες παροχή 1330 kg/h ενός CSTR.

Τώρα για να διατηρήσει την θερμοκρασία στους 90°C αρκεί να κάνει το ισοζύγιο ενέργειας των ρευμάτων που εισέρχονται και εξέρχονται στην δεξαμενή για να υπολογίσει μέσω ολοκλήρωσης της διαφορικής εξίσωσης την πτώση της θερμοκρασίας του νερού της δεξαμενής.

 

Η στιγμιαία ισχύς του καυστήρα θα είναι ανάλογη με την πτώση της θερμοκρασίας. Με ένα σύστημα ελέγχου on-off θα μπορεί να ελέγχει την θερμοκρασία της δεξαμενής.

[aiche]

Είναι κλασικό πρόβλημα μη ισόθερμου ανοιχτού συστήματος.

Το πολύ απλό πρόβλημα θέρμανσης ενός υγρού σταθερής θερμοκρασίας Τ1 το οποίο εισέρχεται σε κυλινδρική αναδευόμενη δεξαμενή (χωρίς σωλήνα εξόδου) με σερπαντίνα μέσα από την οποία διέρχεται συμπυκνούμενος ατμός λύνεται από τoυς Bird, Stewart και Lighfoot.

Η λύση της διαφορικής εξίσωσης του ισοζυγίου ενέργειας είναι:

 

Θ = 1 - (1-exp(-η))/η

 

όπου:

Θ = (Τ - Τ1)/(Τs - T1) ανηγμένη θερμοκρασία

τ = t/to = Φm t/(ρ Vtot) ανηγμένος χρόνος

η = Uo Ao/(Φm cp)

 

Οι Marshall και Pigford έλυσαν το πρόβλημα με διαφορετικό τρόπο.

 

Αν Vtot = 36 m3, T1 = 20°C, Ts = 105°C, Φm = 9.05 kg/min, η = Uo Ao/(Φm cp) = 2.74 η θερμοκρασία του νερού όταν πληρωθεί η δεξαμενή είναι 76°C.

 

Στην περίπτωση κατά την οποία ορισμένες παράμετροι μεταβάλλονται χρονικά η διαφορική εξίσωση του ενεργειακού ισοζυγίου λύνεται μόνο με αριθμητικές μεθόδους Runge-Kutta.

Edited Ιανουάριος 19 , 2012 by aiche