W; rmetauscher Wasserforum - fórum internetového portálu Wasserforum - fórum
„Ak teraz predpokladám, že výmenník tepla má odovzdať 100 kW a proces má čas 1 hodinu, z ktorého by vyplynulo 100 kWh ?.“
Presne, okrem toho, že W je písané veľkými písmenami.
". alebo ak by mal byť proces dokončený za 20 minút, pričom to bude 100kwh * 60/20 = 300kwh a potom to môžem previesť na kcal! Malo by to byť s výpočtom naozaj také ľahké?"
Tento výpočet je absolútne nesprávny. Výpočet je v zásade veľmi ľahký, ale iba ak ste správne pochopili základné informácie. Nižšie je malý sprievodca.
„Prečo potom všetci robia taký tanec o tom, aké by to malo byť náročné a časovo náročné?“
Pretože to tiež nie je také ľahké.
„Samozrejme je jasné, že musíte brať do úvahy faktory pre usadeniny a nedokonalý prenos tepla vo výmenníku tepla atď., Ale sú v skutočnosti celkom jednoduché.“
Aj bez usadenín nie je výpočet/návrh výmenníka tepla nijak jednoduchý. Pretože sa na výmenné povrchy zvyčajne používa materiál s dobrou tepelnou vodivosťou, závisí koeficient prestupu tepla takmer výlučne od súčiniteľa prestupu tepla na oboch stranách výmennej plochy. Stanovenie súčiniteľov prechodu tepla nie je možné zvládnuť pomocou jednoduchých, všeobecne platných rovníc, existujú rôzne experimentálne určené aproximačné rovnice, ktoré sú platné pre určité rozsahy parametrov. Aby bolo možné tieto rovnice použiť, je potrebné pracovať s takzvanými bezrozmernými parametrami (napr. Slávne Reynoldsovo číslo). To nemusí byť nevyhnutne veľmi komplikované, ale aspoň si treba trochu zvyknúť.
Ak vás nič z toho nevystraší, v učebniciach o procesnom inžinierstve, mechanike tekutín atď., V príslušných vedeckých publikáciách alebo v tepelnom atlase VDI nájdete rôzne príslušné rovnice.
Potom niečo o teplotnom rozdiele, ktorý je potrebný na uplatnenie (tak nádherne jednoducho vyzerajúcej) rovnice tepelného toku
Q. = k * A * Delta-T
(Q. = Delta-Q/Delta-t = tepelný tok, k = koeficient prestupu tepla, Delta-T = teplotný rozdiel)
je potrebné.
V najjednoduchšom prípade sú na WT 4 teploty (substrát Sub a chladivo KM, prítok a odtok): T (Sub, In), T (Sub, Ab), T (KM, In) a T (KM, Ab) . Z toho je možné jednoduchým odčítaním vytvoriť 6 rôznych teplotných rozdielov. Ktorý je ten pravý? (Pre hráčov: odpíšte si odpoveď na kúsok papiera a potom čítajte ďalej.)
Odpoveď: Spravidla žiadny z 6 Delta-T nie je ten pravý. Iba v protiprúdových výmenníkoch tepla, v ktorých sú toky substrátu a chladiacej kvapaliny dimenzované tak, aby boli ich toky tepelnej kapacity rovnaké, je T (Sub) -T (KM) konštantný po celom výmenníku tepla, takže T (Sub, To) -T (KM, Ab) = T (Sub, Ab) -T (KM, Zu) = Delta-T. Inak sa musí takzvaný logaritmický teplotný rozdiel vypočítať zo 4 (dúfajme) známych teplôt T (Sub, Zu), T (Sub, Ab), T (KM, Zu) a T (KM, Ab) a vložiť do rovnice tepelného toku uvedenej vyššie.
Ďalšie informácie nájdete v učebniciach, tiež ich nájdete na internete.
Často nájdete strašidelné vyjadrenia v súvislosti s jednotkami merania okolo wattu, ako napríklad nechty na nohách zvinuté „kW/h“.
Je zrejmé, že s týmito jednotkami nedokáže správne pracovať nikto, možno len preto, že v každodennom živote neexistuje ekvivalent tejto jednotky merania. Preto je tu pokus vysvetliť:
Voda a energia majú spoločné minimálne jednu vec: Môžete zmerať a určiť ich množstvo. Jednotkou merania množstva vody (presnejšie - hmotnosti) v tejto krajine je zvyčajne kg, pre množstvo energie J (Joule) (alebo kJ = 1000 J).
Pri konštantnom prietoku vody (napr. Pod kohútikom) vyteká určité množstvo vody za jednotku času (napr. Do nádoby). Prietok vody sa zvyčajne udáva v kg/s, kg/min alebo kg/h. Prúd vody nemá vlastnú jednotku merania.
Tok energie (napr. Elektrická energia, ktorá nepretržite prúdi zo zásuvky do zariadenia, alebo tepelná energia, ktorá nepretržite prúdi z vykurovanej budovy cez steny do chladného vonkajšieho prostredia) možno premeniť na prúd vody v kJ/s, kJ/min alebo kJ/h (samozrejme aj v kJ/deň atď.). Na rozdiel od vodného toku má energetický tok svoj vlastný výraz, a to „výkon“, a svoju vlastnú jednotku, watt. 1 W = 1 J/s alebo 1 kW = 1 kJ/s. Pokiaľ ide o všeobecné vzdelávanie, predstavenie jednotky Watt bolo pravdepodobne medvedou službou.
Ak by dnes napríklad kanvica povedala: „Elektrický výkon: 1 500 J/s“, potom by väčšina ľudí pravdepodobne okamžite rozpoznala, že táto kanvica počas prevádzky „spotrebuje“ 1 500 J (= 1,5 kJ) elektrickej energie za 1 sekundu. (tu: prevedené na tepelnú energiu), logicky 15 kJ za 10 sekúnd a 5400 kJ za 1 hodinu. Rovnako, ako by z kohútika s prietokom vody 1,5 kg/s vytieklo za 1 hodinu 5400 kg vody (pravda, nie každý má také veľké kohútiky). Na druhej strane s kW a kWh si mnohí zjavne nevedia dať rady.
Ak sa vydelením jednotkou času stane jednotka energie jednotkou sily, potom naopak, vynásobením jednotkou času možno jednotku energie previesť na energetickú jednotku. Z pohonnej jednotky kW sa stane jednotka energie (množstva) kWh vynásobením 1 h.
1 kWh = 1 kW * 1 h = 1 kJ/1 s * 1 h = 1 kJ/1 s * 3600 s = 3600 kJ.
Potom je pravdepodobne jasné, čo sa tu pokazilo: ". Ak by mal byť proces dokončený za 20 minút, zatiaľ čo 100kwh * 60/20 = 300kwh." Na „proces“ (napr. Zahriatie určitého množstva kvapaliny) sa zvyčajne vyžaduje určité množstvo energie *, tu napríklad 100 kWh. Nezáleží na tom, či by tento proces mal trvať 10 minút, 20 minút alebo 60 minút (tiež v praxi minimálne približne), v každom prípade je potrebných 100 kWh. Líši sa iba požadovaný výkon: pri trvaní 60 minút (= 1 h) je to 100 kWh/1 h = 100 kW, pri trvaní 20 minút je to 100 kWh/20 minút = 100 kWh/(1/3 h ) = 300 kW.
Pokiaľ ide o často nájdené nesprávne informácie kW/h (namiesto kWh): kW/h nie je jednotkou množstva energie, ale jednotkou zrýchlenia výkonu. Ak bude napríklad začínajúci vodič Ferrari čoraz odvážnejší a pomaly zošliapne pedál akcelerátora, potom by mohol byť výkon motora 120 kW o 10:00, 160 kW o 10:30, 200 kW o 11:00. nakoniec o 11:30 pri 240 kW. Celé by to potom bolo výkonové zrýchlenie v priemere na 80 kW/h.
Ak naozaj chcete počítať so starým kcal, môžete to samozrejme urobiť zodpovedajúcim spôsobom. Keďže 1 kcal = 4,186 kJ, 1 kcal/s = 4,186 kJ/s = 4,186 kW. A 1 kcal/h = 1 kcal/3600 s = 1/3600 kcal/s = 4,186/3600 kJ/s = 0,001863 kW. Pretože pre to neexistuje samostatná výkonová jednotka (napr. 1 kHu („kilohunger“) za 1 kcal/s), minimálne jedna nemá kHuh (kilohunger hodiny) a podobne. v rozpore.
napríklad ak sa pozriete na tetu Google, nájdete tu:
1 kcal („kilokalória“) = 4190 J = 0,001164 kWh
Keď som sa priblížil k výmene tepla, stále som počítal s kalóriami (v tom čase bolo ľahké si všimnúť, keď bola voda ohriata na 1 ° C), to znamená, že Q mala jednotku kal alebo kcal.
„Súčiniteľ prechodu tepla“ k sme volali my v čase, keď bol súčiniteľ prechodu tepla s jednotkou kcal/mІ * h * stupňov. Výpočet by mal byť aj dnes rovnaký. Berie do úvahy prestup tepla v médiu 1 na stenu (alfa 1), prestup tepla cez stenu (hrúbka steny s/tepelná vodivosť materiálu lambda) a prestup tepla v médiu 2 zo steny (alfa 2) a bol opísaný pomocou nasledujúceho vzorca: 1/k = 1/Alfa 1 + s/Lambda + 1/Alpha 2. s a Lambda sa dajú ľahko určiť alebo vyhľadať. Hodnoty alfa nezávisia iba od média, ale aj od prietoku a sú napríklad pre prúdiacu vodu v potrubiach medzi 2 000 a 4 000 kcal/mІ * h * stupňami. A aby sme získali presnejšie hodnoty, sú potrebné ďalšie výpočty, z ktorých je len niekoľko základných pojmov ako Nusseltovo číslo, Prandelovo číslo (bolo to pred pár dňami).
Možno vám moje vysvetlenie pomôže ďalej, aj keď nie je úplne úplné a nie je „aktuálne“, čo sa týka jednotiek.