Proiect EIT.xls

- Universitatea Politehnica din București -

- Facultatea de Energetică -

Nume si prenume student(ă):__________________________________Grupa:___________Specializarea:___________________Anul:_____

RECUPERATOR DE CALDURA TIP CLEPSIDRA:

ta`

ta``

tg`

tg``

tax

H

d2/d2

Sectiunea A-A

1

2

drumul

drumulGaze deardere

2 1

d3/d4

AA

tax

H

INTRODUCERE:

TEMA PROIECTULUI:Sa se proiecteze un recuperator de caldura tip clepsidra unde se cunosc datele de intrare.

n = 17

6

de caldura intre un fluid cu temperatura mai ridicata (agent termic primar) siun fluid cu temperatura mai scazuta (agent termic secundar) in cadrul unorprocese (de incalzire, vaporizare, etc).

ngrupa =

Schimbatorul de caldura este un aparat termic in care are loc transferul

DATE DE INTRARE:

a) Debitul de aer raportat la starea normala = 340+9n = 493

b) Debitul de gaze raportat la starea normala = 300+10n = 470

c) Temperatura aerului la intrare = 15+(ngrupa/2) = 18

d) Temperatura aerului la iesire = 200-(ngrupa/2)+2n = 231

e) Temperatura gazelor la intrare = 900-2n = 866f) Compozitia gazelor de ardere = 4+(n/5) = 7.4 %

= 8-n/10 = 6.3 %

= 13-n/10 = 11.3 %

= n/20 = 0.85 %

= 75-n/20 = 74.15 %

g) Coeficientul de retinere al caldurii = 0.97 = 0.97 -

h) Viteza aerului in conditii normale prin tevi = 15 = 15 m/s

i) Viteza aerului in conditii normale prin spatiul inelar = 10 = 10 m/s

j) Viteza gazelor in conditii normale = 0.8 = 0.8 m/s

k) Diametrul exterior al tevilor interioare = 0.04 = 0.04 m

l) Grosimea peretelui tevilor interioare = 0.5 = 0.5 mm

m) Conductivitatea termica a peretelui = 40 = 40 W/m*K

n) Diametrul interior al tevilor interioare = de-2dp = 0.039 m

o) Grosimea virolei interioare/exterioare d = 0.005 = 0.005 m

DaN Nm3/h

DgN Nm3/h

t'a oC

t''a oC

t'g oC

rCO2

rO2

rH2O

rCO

rN2

hr

wa1N

wa2N

wgN

de

dp

lp

di

ETAPA 1PROPRIETATILE TERMOFIZICE SI TERMODINAMICE ALE AERULUI SI ALE GAZELOR DE ARDERE

PROPRIETATI AER:

TemperaturaW/(m*K) Pa*s [-]

= 18 1.29754 0.025856 18.046 1.212874189 377.778771 0.14878707 0.021240081 7.005014288

= 231 1.3101 0.0414435 27.147 0.700442963 660.486915 0.38756903 0.058386245 6.638019451

= 124.5 1.301715 0.03392175 22.9045 0.888038023 517.62697 0.25792251 0.037936925 6.79871964

= 124.5 1.301715 0.03392175 22.9045 0.888038023 517.62697 0.25792251 0.037936925 6.79871964

= 166 1.30462 0.036889 24.606 0.804117773 572.923873 0.30599995 0.045459487 6.731267131

= 71.25 1.2991375 0.02995625 20.54875 1.025343554 447.422955 0.20040844 0.029073296 6.893213624

= 92 1.29976 0.031554 21.524 0.96707742 474.607364 0.2225675 0.032453486 6.85804588

= 177.75 1.3054425 0.037729125 25.08775 0.783163273 588.624023 0.32033869 0.047708748 6.714464531

= 198.5 1.306895 0.03921275 25.9385 0.748708407 616.397027 0.34644329 0.051809003 6.686932049

Proprietatile aerului se determina la urmatoarele temperaturi:

• Temperatura aerului la intrarea in recuperator :

= 18

• Temperatura aerului la iesirea din recuperator :

= 231

• Temperatura medie a aerului :

= (t'a+t''a)/2 = 124.5

In calculul ulterior este necesara determinarea temperaturii aerului la iesirea din prima treapta de preincalzire. Se initializeaza cu 2 valoriarbitrare aceasta temperatura :

CAZUL I (pentru prima valoare arbitrara) : • Temperatura aerului la iesirea din prima treapta de preincalzire :

= (t'a+t''a)/2 = 124.5

• Temperatura medie a aerului pe primul drum :

= (t'a+tax,I)/2 = 71.25

• Temperatura medie a aerului pe al 2-lea drum :

cam la ha×106 ra ia na×104 aa Prax104

oC kJ/(Nm3*K) Kg/m3 kJ/Nm3 m2/s m2/s

t'a

t''a

ta

tax,I

tax,II

ta1,I

ta1,II

ta2,I

ta2,II

t'a oC

t''a oC

ta oC

tax,I oC

ta1,I oC

= (tax,I+t''a)/2 = 177.75

CAZUL II (pentru a II-a valoare arbitrara) : • Temperatura aerului la iesirea din prima treapta de preincalzire :

= (t'a+t''a)/1,5 = 166

• Temperatura medie a aerului pe primul drum :

= (t'a+tax,II)/2 = 92

• Temperatura medie a aerului pe al 2-lea drum :

= (tax,II+t''a)/2 = 198.5

Calculul caldurii specifice medie a aerului pentru cele 9 temperaturi:

t

0 1.297100 1.3200 1.307300 1.317

• Caldura specifica medie la temperatura, t'a = 18

= 1.29754

t

0 1.297

18100 1.3

• Caldura specifica medie la temperatura, t''a = 231

= 1.3101

t

200 1.307

231300 1.317

ta2,I oC

tax,II oC

ta1,II oC

ta2,II oC

cam

oC kJ/(Nm3*K)

oC

cam kJ/(Nm3*K)

cam

oC kJ/(Nm3*K)

cam

oC

cam kJ/(Nm3*K)

cam

oC kJ/(Nm3*K)

cam

• Caldura specifica medie la temperatura, ta = 124.5

= 1.301715

t

100 1.3

124.5200 1.307

• Caldura specifica medie la temperatura, tax,I = 124.5

= 1.301715

t

100 1.3

124.5200 1.307

• Caldura specifica medie la temperatura, tax,II = 166

= 1.30462

t

100 1.3

166200 1.307

• Caldura specifica medie la temperatura, ta1,I = 71.25

= 1.2991375

t

0 1.297

71.25100 1.3

oC

cam kJ/(Nm3*K)

cam

oC kJ/(Nm3*K)

cam

oC

cam kJ/(Nm3*K)

cam

oC kJ/(Nm3*K)

cam

oC

cam kJ/(Nm3*K)

cam

oC kJ/(Nm3*K)

cam

oC

cam kJ/(Nm3*K)

cam

oC kJ/(Nm3*K)

cam

• Caldura specifica medie la temperatura, ta1,II = 92

= 1.29976

t

0 1.297

92100 1.3

• Caldura specifica medie la temperatura, ta2,I = 177.75

= 1.3054425

t

100 1.3

177.75200 1.307

• Caldura specifica medie la temperatura, ta2,II = 198.5

= 1.306895

t

100 1.3

198.5200 1.307

Calculul coductivitatii termice a aerului pentru cele 9 temperaturi:

t

W/(m*K)

0 0.02447100 0.03217200 0.03932300 0.04617

oC

cam kJ/(Nm3*K)

cam

oC kJ/(Nm3*K)

cam

oC

cam kJ/(Nm3*K)

cam

oC kJ/(Nm3*K)

cam

oC

cam kJ/(Nm3*K)

cam

oC kJ/(Nm3*K)

cam

la

oC

• Conductivitatea termica a aerului la temperatura, t'a = 18

= 0.025856 W/(m*K)

t

W/(m*K)

0 0.02447

18100 0.03217

• Conductivitatea termica a aerului la temperatura, t''a = 231

= 0.0414435 W/(m*K)

t

W/(m*K)

200 0.03932

231300 0.04617

• Conductivitatea termica a aerului la temperatura, ta = 124.5

= 0.03392175 W/(m*K)

t

W/(m*K)

100 0.03217

124.5200 0.03932

• Conductivitatea termica a aerului la temperatura, tax,I = 124.5

= 0.03392175 W/(m*K)

t

W/(m*K)

100 0.03217

124.5200 0.03932

oC

la

la

oC

la

oC

la

la

oC

la

oC

la

la

oC

la

oC

la

la

oC

la

• Conductivitatea termica a aerului la temperatura, tax,II = 166

= 0.036889 W/(m*K)

t

W/(m*K)

100 0.03217

166200 0.03932

• Conductivitatea termica a aerului la temperatura, ta1,I = 71.25

= 0.02995625 W/(m*K)

t

W/(m*K)

0 0.02447

71.25100 0.03217

• Conductivitatea termica a aerului la temperatura, ta1,II = 92

= 0.031554 W/(m*K)

t

W/(m*K)

0 0.02447

92100 0.03217

• Conductivitatea termica a aerului la temperatura, ta2,I = 177.75

= 0.037729125 W/(m*K)

t

W/(m*K)

100 0.03217

177.75200 0.03932

oC

la

la

oC

la

oC

la

la

oC

la

oC

la

la

oC

la

oC

la

la

oC

la

• Conductivitatea termica a aerului la temperatura, ta2,II = 198.5

= 0.03921275 W/(m*K)

t

W/(m*K)

100 0.03217 .

198.5200 0.03932

Calculul viscozitatii dinamice a aerului pentru cele 9 temperaturi:

t

Pa*s

0 17.2100 21.9200 26300 29.7

• Viscozitatea dinamica a aerului la temperatura, t'a = 18

= 18.046 Pa*s

t

Pa*s

0 17.2

18100 21.9

• Viscozitatea dinamica a aerului la temperatura, t''a = 231

= 27.147 Pa*s

t

Pa*s

200 26

oC

la

la

oC

la

ha×106

oC

oC

ha×106

ha×106

oC

ha×106

oC

ha×106

ha×106

oC

231300 29.7

• Viscozitatea dinamica a aerului la temperatura, ta = 124.5

= 22.9045 Pa*s

t

Pa*s

100 21.9

124.5200 26

• Viscozitatea dinamica a aerului la temperatura, tax,I = 124.5

= 22.9045 Pa*s

t

Pa*s

100 21.9

124.5200 26

• Viscozitatea dinamica a aerului la temperatura, tax,II = 166

= 24.606 Pa*s

t

Pa*s

100 21.9

166200 26

• Viscozitatea dinamica a aerului la temperatura, ta1,I = 71.25

= 20.54875 Pa*s

t

Pa*s

ha×106

oC

ha×106

ha×106

oC

ha×106

oC

ha×106

ha×106

oC

ha×106

oC

ha×106

ha×106

oC

ha×106

oC

ha×106

ha×106

oC

0 17.2

71.25100 21.9

• Viscozitatea dinamica a aerului la temperatura, ta1,II = 92

= 21.524 Pa*s

t

Pa*s

0 17.2

92100 21.9

• Viscozitatea dinamica a aerului la temperatura, ta2,I = 177.75

= 25.08775 Pa*s

t

Pa*s

100 21.9

177.75200 26

• Viscozitatea dinamica a aerului la temperatura, ta2,II = 198.5

= 25.9385 Pa*s

t

Pa*s

100 21.9

198.5200 26

Calculul densitatii aerului pentru cele 9 temperaturi:

ha×106

oC

ha×106

ha×106

oC

ha×106

oC

ha×106

ha×106

oC

ha×106

oC

ha×106

ha×106

oC

ha×106

T0 raN

K273.15 1.2928

• Densitatea aerului la temperatura, t'a = 18

= = 1.212874188563

• Densitatea aerului la temperatura, t''a = 231

= = 0.700442963404

• Densitatea aerului la temperatura, ta = 124.5

= = 0.888038023387

• Densitatea aerului la temperatura, tax,I = 124.5

= = 0.888038023387

• Densitatea aerului la temperatura, tax,II = 166

= = 0.804117772971

• Densitatea aerului la temperatura, ta1,I = 71.25

= = 1.025343554007

• Densitatea aerului la temperatura, ta1,II = 92

= = 0.967077420238

• Densitatea aerului la temperatura, ta2,I = 177.75

= = 0.783163273453

• Densitatea aerului la temperatura, ta2,II = 198.5

= = 0.748708406657

Calculul entalpiei aerului pentru cele 9 temperaturi:

• Entalpia aerului la temperatura, t'a = 18

= = 377.778771

• Entalpia aerului la temperatura, t''a = 231

Kg/Nm3

oC

ra raN*T0/(t'a+273,15) Kg/m3

oC

ra raN*T0/( t''a+273,15) Kg/m3

oC

ra raN*T0/( ta+273,15) Kg/m3

oC

ra raN*T0/( tax,I+273,15) Kg/m3

oC

ra raN*T0/( tax,II+273,15) Kg/m3

oC

ra raN*T0/( ta1,I+273,15) Kg/m3

oC

ra raN*T0/( ta1,II+273,15) Kg/m3

oC

ra raN*T0/( ta2,I+273,15) Kg/m3

oC

ra raN*T0/( ta2,II+273,15) Kg/m3

oC

ia cam*(t'a+273,15) kJ/Nm3

oC

= = 660.486915

• Entalpia aerului la temperatura, ta = 124.5

= = 517.62696975

• Entalpia aerului la temperatura, tax,I = 124.5

= = 517.62696975

• Entalpia aerului la temperatura, tax,II = 166

= = 572.923873

• Entalpia aerului la temperatura, ta1,I = 71.25

= = 447.422955

• Entalpia aerului la temperatura, ta1,II = 92

= = 474.607364

• Entalpia aerului la temperatura, ta2,I = 177.75

= = 588.62402325

• Entalpia aerului la temperatura, ta2,II = 198.5

= = 616.39702675

Calculul viscozitatii cinematice a aerului pentru cele 9 temperaturi:

• Viscozitatea cinematica a aerului la temperatura, t'a = 18

= = 0.148787072643

• Viscozitatea cinematica a aerului la temperatura, t''a = 231

= = 0.387569030147

• Viscozitatea cinematica a aerului la temperatura, ta = 124.5

= = 0.257922514541

• Viscozitatea cinematica a aerului la temperatura, tax,I = 124.5

ia cam*(t''a+273,15) kJ/Nm3

oC

ia cam*(ta+273,15) kJ/Nm3

oC

ia cam*(tax,I+273,15) kJ/Nm3

oC

ia cam*(tax,II+273,15) kJ/Nm3

oC

ia cam*(ta1,I+273,15) kJ/Nm3

oC

ia cam*(ta1,II+273,15) kJ/Nm3

oC

ia cam*(ta2,I+273,15) kJ/Nm3

oC

ia cam*(ta2,II+273,15) kJ/Nm3

oC

na×104 (ha*106)*10-2/ra m2/s

oC

na×104 (ha*106)*10-2/ra m2/s

oC

na×104 (ha*106)*10-2/ra m2/s

oC

= = 0.257922514541

• Viscozitatea cinematica a aerului la temperatura, tax,II = 166

= = 0.305999952085

• Viscozitatea cinematica a aerului la temperatura, ta1,I = 71.25

= = 0.20040843793

• Viscozitatea cinematica a aerului la temperatura, ta1,II = 92

= = 0.222567496144

• Viscozitatea cinematica a aerului la temperatura, ta2,I = 177.75

= = 0.320338693736

• Viscozitatea cinematica a aerului la temperatura, ta2,II = 198.5

= = 0.346443285121

Calculul difuzivitatii termice a aerului pentru cele 9 temperaturi:

• Difuzivitatea termica a aerului la temperatura, t'a = 18

= = 0.02124008125

• Difuzivitatea termica a aerului la temperatura, t''a = 231

= = 0.058386245023

• Difuzivitatea termica a aerului la temperatura, ta = 124.5

= = 0.037936924625

• Difuzivitatea termica a aerului la temperatura, tax,I = 124.5

= = 0.037936924625

• Difuzivitatea termica a aerului la temperatura, tax,II = 166

= = 0.045459487218

• Difuzivitatea termica a aerului la temperatura, ta1,I = 71.25

na×104 (ha*106)*10-2/ra m2/s

oC

na×104 (ha*106)*10-2/ra m2/s

oC

na×104 (ha*106)*10-2/ra m2/s

oC

na×104 (ha*106)*10-2/ra m2/s

oC

na×104 (ha*106)*10-2/ra m2/s

oC

na×104 (ha*106)*10-2/ra m2/s

oC

aa [la/(ra*cam)]*raN m2/s

oC


oC


oC


oC


oC

= = 0.029073295688

• Difuzivitatea termica a aerului la temperatura, ta1,II = 92

= = 0.032453486027

• Difuzivitatea termica a aerului la temperatura, ta2,I = 177.75

= = 0.047708747625

• Difuzivitatea termica a aerului la temperatura, ta2,II = 198.5

= = 0.051809003376

Calculul numarului criterial Prandtl pentru cele 9 temperaturi:

• Numarul criterial Prandtl la temperatura, t'a = 18

= = 7.005014288485 [-]

• Numarul criterial Prandtl la temperatura, t''a = 231

= = 6.63801945124 [-]

• Numarul criterial Prandtl la temperatura, ta = 124.5

= = 6.798719640265 [-]

• Numarul criterial Prandtl la temperatura, tax,I = 124.5

= = 6.798719640265 [-]

• Numarul criterial Prandtl la temperatura, tax,II = 166

= = 6.7312671306 [-]

• Numarul criterial Prandtl la temperatura, ta1,I = 71.25

= = 6.893213624016 [-]

• Numarul criterial Prandtl la temperatura, ta1,II = 92

= = 6.858045880173 [-]

• Numarul criterial Prandtl la temperatura, ta2,I = 177.75


oC


oC


oC


oC

Prax104 (na*104)/aa

oC

Prax104 (na*104)/aa

oC

Prax104 (na*104)/aa

oC

Prax104 (na*104)/aa

oC

Prax104 (na*104)/aa

oC

Prax104 (na*104)/aa

oC

Prax104 (na*104)/aa

oC

= = 6.714464530829 [-]

• Numarul criterial Prandtl la temperatura, ta2,II = 198.5

= = 6.686932049417 [-]

PROPRIETATI GAZE DE ARDERE:


= 866 1.47765773 0.076338494 44.930023493 0.303286887 1683.2738 1.4814364 0.215451463 6.875963541

Calculul caldurii specifice medii a gazelor de ardere la temperatura: = 866

• Caldura specifica medie pentru N2:

= 1.38058 t

t 600 1.345

700 1.359800 1.372 800 1.372

866 900 1.385900 1.385 1000 1.397

• Caldura specifica medie pentru O2:

= 1.4599 t

t 600 1.417

700 1.434800 1.45 800 1.45

866 900 1.465900 1.465 1000 1.478

• Caldura specifica medie pentru CO:

= 1.39524

CO

t

t 600 1.357

Prax104 (na*104)/aa

oC

Prax104 (na*104)/aa

cgm lg hg×106 rg ig ng×104 ag Prgx104


t'g

t'g oC

cgm kJ/(Nm3*K)

N2

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

cgm kJ/(Nm3*K)

O2

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

cgm kJ/(Nm3*K) cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

CO 700 1.372800 1.386 800 1.386

866 900 1.4900 1.4 1000 1.413

• Caldura specifica medie pentru CO2:

= 2.15608 t

t 600 2.041

700 2.088800 2.131 800 2.131

866 900 2.169900 2.169 1000 2.204

• Caldura specifica medie pentru H2O:

= 1.6865 t

t 600 1.61

700 1.64800 1.67 800 1.67

866 900 1.695900 1.695 1000 1.72

= = 1.47765773

Calculul conductivitatii termice a gazelor de ardere la temperatura: = 866

• Conductivitatea termica pentru N2:

= 0.069216 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0604

W/(m*K) 700 0.0642800 0.0675 800 0.0675

866 900 0.0701

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

cgm kJ/(Nm3*K)

CO2

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

cgm kJ/(Nm3*K)

H2O

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

cgm Ʃ(cgmi*ri) kJ/(Nm3*K)

t'g oC

lg

N2

lg

oC

lg

oC

lg

900 0.0701 1000 0.0723

• Conductivitatea termica pentru O2:

= 0.080538 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0674

W/(m*K) 700 0.0728800 0.0777 800 0.0777

866 900 0.082900 0.082 1000 0.0858

• Conductivitatea termica pentru CO:

= 0.073664 W/(m*K)

CO

t

W/(m*K)

t 600 0.0597

W/(m*K) 700 0.065800 0.0701 800 0.0701

866 900 0.0755900 0.0755 1000 0.0806

• Conductivitatea termica pentru CO2:

= 0.078928 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0621

W/(m*K) 700 0.0688800 0.0751 800 0.0751

866 900 0.0809900 0.0809 1000 0.0866

• Conductivitatea termica pentru H2O:

= 0.11924 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0818

W/(m*K) 700 0.0956800 0.11 800 0.11

N2

lg

O2

lg

oC

lg

oC

lg

lg lg

oC

lg

oC

lg

lg

CO2

lg

oC

lg

oC

lg

lg

H2O

lg

oC

lg

oC

866 900 0.124900 0.124 1000 0.141

= = 0.076338494 W/(m*K)

Calculul viscozitatii dinamice a gazelor de ardere la temperatura: = 866

• Viscozitatea dinamica pentru N2:

= 44.082 Pa*s t

Pa*s

t 600 36.9

Pa*s 700 39.6800 42.3 800 42.3

866 900 45900 45 1000 47.5

• Viscozitatea dinamica pentru O2:

= 52.312 Pa*s t

Pa*s

t 600 43.5

Pa*s 700 47800 50.2 800 50.2

866 900 53.4900 53.4 1000 56.5

• Viscozitatea dinamica pentru CO:

= 45.048 Pa*s

CO

t

Pa*s

t 600 37.4

Pa*s 700 40.4800 43.2 800 43.2

866 900 46900 46 1000 48.7

H2O

lg

lg Ʃ(λgi*ri)

t'g oC

hg×106

N2

hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106

O2

hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106 hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

• Viscozitatea dinamica pentru CO2:

= 46.91 Pa*s t

Pa*s

t 600 37.7

Pa*s 700 41.1800 44.6 800 44.6

866 900 48.1900 48.1 1000 51.5

• Viscozitatea dinamica pentru H2O:

= 45.834 Pa*s t

Pa*s

t 600 33.1

Pa*s 700 37.9800 42.6 800 42.6

866 900 47.5900 47.5 1000 52.4

= = 44.93002349328 Pa*s

Calculul densitatii gazelor de ardere la temperatura: = 866

Densitatea gazelor la starea normala:

= = 1.26483345

- CO

- 1.2505 1.4289 1.25 1.9748 0.8036

= 273.15 K

= 1139.15 K

= = 0.303286886597

hg×106

CO2

hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106

H2O

hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106 1/Ʃ(ri/ηgi)

t'g oC

rgN Ʃ(rgi

N*ri) Kg/Nm3

t(0C) = 0 N2 O2 CO2 H2O

rgN

T0

Tg

rg rgN*(T0/Tg) Kg/m3

Calculul entalpiei gazelor de ardere la temperatura: = 866

= = 1683.27380313

Calculul viscozitatii cinematice a gazelor de ardere la temperatura: = 866

= = 1.481436404895

Calculul difuzivitatii termice a gazelor de ardere la temperatura: = 866

= = 0.215451463056

Calculul numarului criterial Prandtl al gazelor de ardere la temp. : = 866

= = 6.875963541308 [-]

t'g oC

ig cgm*(t'g+273,15) kJ/Nm3

t'g oC

ng×104 (hg*106)*10-2/rg m2/s

t'g oC

ag [lg/(rg*cgm)]*rgN m2/s

t'g oC

Prgx104 (ng*104)/ag

ETAPA 2DETERMINAREA TEMPERATURII GAZELOR DE ARDERE LA IESIREA DIN RECUPERATOR SI

A PROPRIETATIILOR SALE, CAT SI A TEMPERATURII MEDIIDin ecuatia bilantului termic pe recuperator se v-a determina entalpia gazelor de ardere la iesire:

Entalpia gazelor de ardere la iesirea din recuperator:

= = 1377.55957853639

Caldura specifica medie la iesirea din recuperator se presupune initial egala cu cea la intrarea in recuperator:

= = 1.47765773

Deci =>

Temperatura gazelor de ardere la iesirea din recuperator:

= = 932.258905813315

Vom determina noua valoare a caldurii specifice medii la iesirea din recuperator:


= 1.388871068698 t

t 600 1.345

700 1.359900 1.385 800 1.372

932.2589058 900 1.3851000 1.397 1000 1.397


= 1.469193657756 t

t 600 1.417

700 1.434900 1.465 800 1.45

932.2589058 900 1.4651000 1.478 1000 1.478


= 1.404193657756

CO

t

Qa = ηr*Qg <=> (DaN/3600)*(i''a- i'a) = ηr*(Dg

N/3600)*(i'g- i''g) =>

i''g i'g-[DaN*(i''a- i'a)/(ηr*Dg

N)] kJ/Nm3

c''gm c'gm kJ/(Nm3*K)

t''g i''g/c''gmoC

c''gm kJ/(Nm3*K)

N2

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

c''gm kJ/(Nm3*K)

O2

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

c''gm kJ/(Nm3*K) cgm

COt 600 1.357

700 1.372900 1.4 800 1.386

932.2589058 900 1.41000 1.413 1000 1.413


= 2.180290617035 t

t 600 2.041

700 2.088900 2.169 800 2.131

932.2589058 900 2.1691000 2.204 1000 2.204


= 1.703064726453 t

t 600 1.61

700 1.64900 1.695 800 1.67

932.2589058 900 1.6951000 1.72 1000 1.72

= = 1.48813056372

Se determina noua valoare a entalpiei la iesirea din recuperator:

= = 1387.32297104

Eroarea admisibila relativa a entalpiei:

ε = = 0.00708745571 % < 1 %

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

c''gm kJ/(Nm3*K)

CO2

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

c''gm kJ/(Nm3*K)

H2O

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

c''gm* Ʃ(cgmi*ri) kJ/(Nm3*K)

i''g* c''gm**t''g kJ/Nm3

|(i''g-i''g*)/ i''g|

OBS:In cazul in care eroarea admisibila relativa a entalpiei era mai mare decat 1%, am fi aplicat un calcul iterativ pana ce aceasta deveneamai mica decat 1%

=> = 932.25890581

Se vor calcula proprietatiile gazelor de ardere pentru temperatura la iesirea din recuperator si temperatura medie:


= 932.2589058133 1.4881305637 0.07915871323 46.87441577 0.28661581576286 1387.323 1.635444144833 0.234742 6.9669843649

= 899.1294529067 1.4830712483 0.07774845039 45.93016674 0.29471578300794 1738.574 1.558456295403 0.224988 6.9268367624

Calculul conductivitatii termice a gazelor de ardere la: = 932.25890581


= 0.070809695928 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0604

W/(m*K) 700 0.0642900 0.0701 800 0.0675

932.2589058 900 0.07011000 0.0723 1000 0.0723


= 0.083225838421 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0674

W/(m*K) 700 0.0728900 0.082 800 0.0777

932.2589058 900 0.0821000 0.0858 1000 0.0858


= 0.077145204196 W/(m*K)

CO

t

W/(m*K)

t''g oC

cgm lg hg×106 rg ig ng×104 ag Prgx104


t''g

tg

t''g oC

lg

N2

lg

oC

lg

oC

lg

lg

O2

lg

oC

lg

oC

lg

lg lg

oC

tCO

600 0.0597

W/(m*K) 700 0.065900 0.0755 800 0.0701

932.2589058 900 0.07551000 0.0806 1000 0.0806


= 0.082738757631 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0621

W/(m*K) 700 0.0688900 0.0809 800 0.0751

932.2589058 900 0.08091000 0.0866 1000 0.0866


= 0.129484013988 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0818

W/(m*K) 700 0.0956900 0.124 800 0.11

932.2589058 900 0.1241000 0.141 1000 0.141

= = 0.07915871323 W/(m*K)

Calculul viscozitatii dinamice a gazelor de ardere la: = 932.25890581


= 45.80647264533 Pa*s t

Pa*s

t 600 36.9

Pa*s 700 39.6900 45 800 42.3

lg

oC

lg

lg

CO2

lg

oC

lg

oC

lg

lg

H2O

lg

oC

lg

oC

lg

lg Ʃ(λgi*ri)

t''g oC

hg×106

N2

hg×106

oC

hg×106

oC

932.2589058 900 451000 47.5 1000 47.5


= 54.40002608021 Pa*s t

Pa*s

t 600 43.5

Pa*s 700 47900 53.4 800 50.2

932.2589058 900 53.41000 56.5 1000 56.5


= 46.87099045696 Pa*s

CO

t

Pa*s

t 600 37.4

Pa*s 700 40.4900 46 800 43.2

932.2589058 900 461000 48.7 1000 48.7


= 49.19680279765 Pa*s t

Pa*s

t 600 37.7

Pa*s 700 41.1900 48.1 800 44.6

932.2589058 900 48.11000 51.5 1000 51.5


= 49.08068638485 Pa*s t

Pa*s

t 600 33.1

N2

hg×106

hg×106

O2

hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106 hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106

CO2

hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106

H2O

hg×106

oC

hg×106

Pa*s 700 37.9900 47.5 800 42.6

932.2589058 900 47.51000 52.4 1000 52.4

= = 46.8744157706 Pa*s

Calculul densitatii gazelor de ardere la: = 932.25890581


= = 1.26483345

- CO

- 1.2505 1.4289 1.25 1.9748 0.8036

= 273.15 K

= 1205.408905813 K

= = 0.28661581576

Calculul viscozitatii cinematice a gazelor de ardere la: = 932.25890581

= = 1.63544414483

Calculul difuzivitatii termice a gazelor de ardere la: = 932.25890581

= = 0.23474204321

Calculul numarului criterial Prandtl al gazelor de ardere la: = 932.25890581

= = 6.96698436494 [-]

= = 899.1294529

H2OoC

hg×106


t''g oC

rgN Ʃ(rgi

N*ri) Kg/Nm3

t(0C) = 0 N2 O2 CO2 H2O

rgN

T0

Tg


t''g oC

ng×104 (hg*106)*10-2/rg m2/s

t''g oC

ag [lg/(rg*cgm)]*rgN m2/s

t''g oC

Prgx104 (ng*104)/ag

tg (t'g+t''g)/2 oC

Calculul caldurii specifice medii a gazelor de ardere la: = 899.12945291


= 1.384886828878 t

t 600 1.345

700 1.359800 1.372 800 1.372

899.1294529 900 1.385900 1.385 1000 1.397


= 1.464869417936 t

t 600 1.417

700 1.434800 1.45 800 1.45

899.1294529 900 1.465900 1.465 1000 1.478


= 1.399878123407

CO

t

t 600 1.357

700 1.372800 1.386 800 1.386

899.1294529 900 1.4900 1.4 1000 1.413


= 2.168669192105 t

t 600 2.041

700 2.088800 2.131 800 2.131

tgoC

cgm kJ/(Nm3*K)

N2

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

cgm kJ/(Nm3*K)

O2

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

cgm kJ/(Nm3*K) cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

cgm kJ/(Nm3*K)

CO2

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

899.1294529 900 2.169900 2.169 1000 2.204


= 1.694782363227 t

t 600 1.61

700 1.64800 1.67 800 1.67

899.1294529 900 1.695900 1.695 1000 1.72

= = 1.48307124825

Calculul conductivitatii termice a gazelor de ardere la: = 899.12945291


= 0.070077365776 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0604

W/(m*K) 700 0.0642800 0.0675 800 0.0675

899.1294529 900 0.0701900 0.0701 1000 0.0723


= 0.081962566475 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0674

W/(m*K) 700 0.0728800 0.0777 800 0.0777

899.1294529 900 0.082900 0.082 1000 0.0858


CO2

cgm

cgm kJ/(Nm3*K)

H2O

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

oC kJ/(Nm3*K)

cgm

cgm Ʃ(cgmi*ri) kJ/(Nm3*K)

tgoC

lg

N2

lg

oC

lg

oC

lg

lg

O2

lg

oC

lg

oC

lg

= 0.075452990457 W/(m*K)

CO

t

W/(m*K)

t 600 0.0597

W/(m*K) 700 0.065800 0.0701 800 0.0701

899.1294529 900 0.0755900 0.0755 1000 0.0806


= 0.080849508269 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0621

W/(m*K) 700 0.0688800 0.0751 800 0.0751

899.1294529 900 0.0809900 0.0809 1000 0.0866


= 0.123878123407 W/(m*K) t

W/(m*K)

t 600 0.0818

W/(m*K) 700 0.0956800 0.11 800 0.11

899.1294529 900 0.124900 0.124 1000 0.141

= = 0.07774845039 W/(m*K)

Calculul viscozitatii dinamice a gazelor de ardere la: = 899.12945291


= 44.97649522848 Pa*s t

Pa*s

t 600 36.9

lg lg

oC

lg

oC

lg

lg

CO2

lg

oC

lg

oC

lg

lg

H2O

lg

oC

lg

oC

lg

lg Ʃ(λgi*ri)

tgoC

hg×106

N2

hg×106

oC

hg×106

Pa*s 700 39.6800 42.3 800 42.3

899.1294529 900 45900 45 1000 47.5


= 53.37214249301 Pa*s t

Pa*s

t 600 43.5

Pa*s 700 47800 50.2 800 50.2

899.1294529 900 53.4900 53.4 1000 56.5


= 45.97562468139 Pa*s

CO

t

Pa*s

t 600 37.4

Pa*s 700 40.4800 43.2 800 43.2

899.1294529 900 46900 46 1000 48.7


= 48.06953085173 Pa*s t

Pa*s

t 600 37.7

Pa*s 700 41.1800 44.6 800 44.6

899.1294529 900 48.1900 48.1 1000 51.5


= 47.45734319243 Pa*s t

N2oC

hg×106

hg×106

O2

hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106 hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106

CO2

hg×106

oC

hg×106

oC

hg×106

hg×106

H2O

hg×106

Pa*s

t 600 33.1

Pa*s 700 37.9800 42.6 800 42.6

899.1294529 900 47.5900 47.5 1000 52.4

= = 45.9301667383 Pa*s

Calculul densitatii gazelor de ardere la: = 899.12945291


= = 1.26483345

- CO

- 1.2505 1.4289 1.25 1.9748 0.8036

= 273.15 K

= 1172.279452907 K

= = 0.29471578301

Calculul entalpiei gazelor de ardere la: = 899.12945291

= = 1738.57395152

Calculul viscozitatii cinematice a gazelor de ardere la: = 899.12945291

= = 1.5584562954

Calculul difuzivitatii termice a gazelor de ardere la: = 899.12945291

= = 0.22498816543

H2O

oC

hg×106

oC

hg×106


tgoC

rgN Ʃ(rgi

N*ri) Kg/Nm3

t(0C) = 0 N2 O2 CO2 H2O

rgN

T0

Tg


tgoC

ig cgm*(tg+273,15) kJ/Nm3

tgoC

ng×104 (hg*106)*10-2/rg m2/s

tgoC

ag [lg/(rg*cgm)]×rgN m2/s

Calculul numarului criterial Prandtl al gazelor de ardere la: = 899.12945291

= = 6.92683676241 [-]

tgoC

Prgx104 (ng*104)/ag

ETAPA 3DETERMINAREA NUMARULUI DE TEVI SI A DIAMETRELOR SECTIUNII

TRANSVERSALE A RECUPERATORULUI

d1d2d3d4δδ

Dimensiuni geometrice + viteze reale:

buc 8

m/s 18.0674671611015

m/s 19.1560268114872

m 0.47

m 0.48

m/s 3.42817784341425

m 0.5

m 0.51

m/s 14.6851198822119

m/s 15.3609154855738

X Determinarea numarului de tevi si a vitezelor aerului in conditii normale pe primul drum:Numarul de tevi se determina din ecuatia de continuitate pentru aer in tevi:

= 7.6424756563 tevi => 8 buc

= = 14.329641856 m/s

Viteza aerului in conditii normale prin tevi, pe primul drum:

= = 18.0674671611 m/s

= = 19.1560268115 m/s

X Determinarea diametrelor virolei interioare si viteza gazelor in conditii reale:

Tevi

nt

Wa1,I

Wa1,II

Canal gaze

d1

d2

Wg

Canal inclar

d3

d4

Wa2,I

Wa2,II

DaN/3600 = wa1

N*nt*π*di2/4 => nt = 4*Da

N/(3600*π*di2*wa1

N)

Prin rotunjirea numarului de tevi creste sectiunea de curgere a aerului si scade viteza w a1N. Prin urmare vom recalcula wa1

N :

wa1N 4*Da

N/(3600*π*di2*nt)

wa1,I wa1N*(Ta1,I/To)

wa1,II wa1N*(Ta1,II/To)

= 0.46966543427 m ~ 0.47 m

= = 0.48 m

= = 0.79879142777 m/s

Viteza gazelor in conditii reale:

= = 3.42817784341 m/s

X Determinarea diametrelor virolei exterioare si vitezele aerului in conditii normale pe al 2-lea drum:

= 0.497831606279 m ~ 0.5 m

= = 0.51 m

= = 8.89607561727 m/s

Viteza aerului in conditii normale prin tevi, pe cel de-al 2-lea drum:

= = 14.6851198822 m/s

= = 15.3609154856 m/s

Diametrul d1 se determina din ecuatia de continuitate pe partea gazelor:

DgN/3600 = wg

N*(π/4)*(d12-nt*de

2) => d1 = √[nt*de2+4*Dg

N/(3600*π*wgN)]

Determinarea diametrului d2:d2 d1+2δ

Prin rotunjirea lui d1 creste sectiunea de curgere si scade viteza wgN. Prin urmare se recalculeaza wg

N :

wgN 4*Dg

N/[3600*π*(d12-nt*de

2)]

wg wgN*(Tg/To)

Diametrul d3 se determina din ecuatia de continuitate pentru aer in canalul inelar:

DaN/3600 = wa2

N*(π/4)*(d32-d2

2) => d3 = √[d22+4*Da

N/(3600*π*wa2N)]

Determinarea diametrului d4:d4 d3+2δ

Prin rotunjirea lui d3 creste sectiunea de curgere si scade viteza wa2N. Prin urmare se recalculeaza wa2

N :

wa2N 4*Da

N/[3600*π*(d32-d2

2)]

wa2,I wa2N*(Ta2,I/To)

wa2,II wa2N*(Ta2,II/To)

ETAPA 4CALCULUL COEFICIENTILOR DE CONVECTIE PENTRU AER SI GAZE DE ARDERE

ta1, αa1

tg, αg1 tg, αg2

ta, αa2

di d1

de d2

tp1 tp2

Canalul inelarȚevi

Coeficienti de convectie pentru aer si gaze:TEVI (1) CANALUL INELAR (2)

AER

m 0.039 m 0.02

- 35159.758070143 - 9168.49582605389

- 33566.6734177593 - 8867.78075679331

4.8321398860229 2.47394978695098

4.89449481264941 2.50115206720669

GAZE DE ARDERE (Se trec datele de la ultima iteratie)

m 0.263 m 0.263

- 5785.2810853739 - 5785.2810853739

0.254108398507169 0.254108398507169

33.4714330446322 25.5471844648134

34.371521003601 24.4896991996245

33.7255414431393 25.8012928633206

34.6256294021082 24.7438075981317

485.189726453329 538.439726453329

495.564726453329 548.814726453329

AER:Diametrul echivalent:X Pentru tevi:

= = 0.039 m

X Pentru canalul inelar:

= = 0.02 m

Numarul Reynolds:X Pentru tevi:

= = 35159.758070143 -

= = 33566.6734177593 -


= = 9168.49582605389 -

= = 8867.78075679331 -

Coeficientul de convectie:X Pentru tevi:

=> = = 4.8321398860229

=> = = 4.89449481264941


daech,1 da

ech,2

Rea1,I Rea2,I

Rea1,II Rea2,II

αa1,I W/(m2*K) αa2,I W/(m2*K)

αa1,II W/(m2*K) αa2,II W/(m2*K)

dgech dg

ech

Reg Reg

αcg W/(m2*K) αc

g W/(m2*K)

αrg1,I W/(m2*K) αr

g2,I W/(m2*K)

αrg1,II W/(m2*K) αr

g2,II W/(m2*K)

αg1,I W/(m2*K) αg2,I W/(m2*K)

αg1,II W/(m2*K) αg2,II W/(m2*K)

tp1,I0C tp2,I

0C

tp1,II0C tp2,II

0C

daech,1 di

daech,2 d3-d2

Rea1,I wa1,I*daech1/νa1,I

Rea1,II wa1,II*daech1/νa1,II

Rea2,I wa2,I*daech2/νa2,I

Rea2,II wa2,II*daech2/νa2,II

Rea1,I>104 αa1,I 0,0267*(λa1,I/daech1)*Rea1,I

0,8*Pra1,I0,4 W/(m2*K)

Rea1,II>104 αa1,II 0,0267*(λa1,II/daech1)*Rea1,II

0,8*Pra1,II0,4 W/(m2*K)

=> = = 2.47394978695098

k = = 30.3479421725909 -

=> = = 2.50115206720669

k = = 29.5729889453253 -

GAZE DE ARDERE:

Convectie:X Diametrul echivalent:

= 4*S/P = = =

= 0.263417721518987 m ~ 0.263 m

X Numarul Reynolds:

= = 5785.2810853739 -

X Coeficientul de convectie:

=> = = 0.254108398507169

k = = 19.6269581261956 -

Radiatie:Presupunem initial ca: =>TEVI:

= = 485.189726453329

= = =>=

- Emisia corpului negru = = 5.67

- Factorul de absorbtie al materialului recuperator(otel) = = 0.79

- Factorul de absorbtie al gazelor de ardere = = == 0.11276

Factorul de emisie pentru dioxidul de carbon:

= = din grafic = 0.062

Presiunea partiala pentru CO2: = =

= 0.074 bar= 7.4 kPa

Factorul de emisie pentru vaporii de apa:


Presiunea partiala pentru H2O: = == 0.113 bar= 11.3 kPa

Presiunea atmosferica: = - = 1 bar

2320< Rea2,I<104 αa2,I (λa2,I/daech2)*k*Pra2,I

0,43 W/(m2*K)

-0,192*10-6*Rea2,I2+6,04*10-3*Rea2,I-8,89

2320< Rea2,II<104 αa2,II (λa2,II/daech2)*k*Pra2,II

0,43 W/(m2*K)

-0,192*10-6*Rea2,II2+6,04*10-3*Rea2,II-8,89

Transferul de caldura pe partea gazelor se realizeaza prin convectie si radiatie (αg = αcg+αr

g):

dgech [4*(π/4)*(d1

2-nt*de2)]/[π*(d1+nt*de)] (d1

2-nt*de2)/(d1+nt*de)

Reg wg*dgech/νg

2320< Reg<104 αcg (λg/dg

ech)*k*Prg0,43 W/(m2*K)

-0,192*10-6*Reg2+6,04*10-3*Reg-8,89

tp=(ta+tg)/2 tp1,I , tp1,II , tp2,I , tp2,II

tp1,I (ta1,I+tg)/2 0C

qrg qr

g1+qrg2 1,15*qr

g1

qrg 1,15*c0*[(1+εp)/2]*[εg*(Tg/100)4-Agp*(Tp/100)4]

c0 W/(m2*K)

εp

εg εCO2+β*εH2O

εCO2 f(tg, pCO2*l)

pCO2 (rCO2/100)*patm

εH2O f(tg, pH2O*l)

pH2O (rH2O/100)*patm

patm

Grosimea medie a stratului radiat: l = = 0.2367 m

Temperatura gazelor de ardere: = - = 899.129452906658

= 1.75158 kPa*m

= 2.67471 kPa*m = 0.0267471 m*barCoeficientul de corectie:

β = = din grafic = 1.08

- Agentul termic al peretelui = = == 0.155236107631247


Presiunea partiala pentru CO2: = == 0.074 bar= 7.4 kPa






Temperatura peretelui: = - = 485.189726453329

Temperatura peretelui in grd. K: = - = 758.339726453329 K

Temperatura gazelor de ardere in grd. K = - = 1172.27945290666 K

= 1.75158 kPa*m



= = 9431.4257936557

= = 22.7845388855642

= = 23.0386472840714

Se determina noua valoare a temperaturii peretelui din relatia de egalitate:=> = =

= =

= 755.594600417756

= 270.404873964427 1 =>

Se reiau calculele:- Agentul termic al peretelui = = =Factorul de emisie pentru CO2: = 0.124733510782269


Presiunea partiala pentru CO2: = =

0,9*dgech

tg0C

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)

Agp εCO2p*(Tg/Tp)0,65+β*εH2O

p

εCO2p f(tp, pCO2*l)


εH2Op f(tp, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp0C

Tp

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)

qrg 1,15*c0*[(1+εp)/2]*[εg*(Tg/100)4-Agp*(Tp/100)4] W/m2

αrg qr

g/(tg-tp) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)

αg/(tg-tp*)=αa/(tp

*-ta) tp* (ta*αa+tg*αg)/(αa+αg)

(ta1,I*αa1,I+tg*αg)/(αa1,I+αg)0C

|tp-tp*| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

*)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

*, pCO2*l)


= 0.074 bar= 7.4 kPa









= 1.75158 kPa*m



= = 4274.49709801827

= = 29.7802033715036

= = 30.0343117700107


= =

= 784.39367868236

= 28.7990782646043 1 =>

Se reiau calculele:- Agentul termic al peretelui = = =

= 0.117085326803844










εH2Op f(tp

*, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp* 0C

Tp*

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)

qrg 1,15*c0*[(1+εp)/2]*[εg*(Tg/100)4-Agp*(Tp

*/100)4] W/m2

αrg qr

g/(tg-tp*) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)

αg/(tg-tp**)=αa/(tp

**-ta) tp** (ta*αa+tg*αg)/(αa+αg)


|tp*-tp

**| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

**)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

**, pCO2*l)


εH2Op f(tp

**, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp** 0C

Tp**


= 1.75158 kPa*m



= = 3880.77182491452

= = 33.823555479113

= = 34.0776638776201


= =

= 796.316564167624

= 11.922885485264 1 =>


= 0.11770728341527











= 1.75158 kPa*m



= = 3441.29472155379

= = 33.4714330446322

= = 33.7255414431393


Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


**/100)4] W/m2

αrg qr

g/(tg-tp**) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)

αg/(tg-tp***)=αa/(tp

***-ta) tp*** (ta*αa+tg*αg)/(αa+αg)


|tp**-tp

***| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

***)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

***, pCO2*l)


εH2Op f(tp

***, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp*** 0C

Tp***

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


***/100)4] W/m2

αrg qr

g/(tg-tp***) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)

αg/(tg-tp****)=αa/(tp

****-ta) tp**** (ta*αa+tg*αg)/(αa+αg)

= =

= 795.377640367468

= 0.938923800156204 1

= = 495.564726453329

= = =>=













= 1.75158 kPa*m










|tp***-tp

****| <

tp1,II (ta1,II+tg)/2 0C

qrg qr

g1+qrg2 1,15*qr

g1


c0 W/(m2*K)

εp

εg εCO2+β*εH2O

εCO2 f(tg, pCO2*l)


εH2O f(tg, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tg0C

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


p










= 1.75158 kPa*m



= = 9197.9131956083

= = 22.7916678358955

= = 23.0457762344027


= =

= 757.738880362266

= 262.174153908937 1 =>


= 0.122467959663665











= 1.75158 kPa*m



= = 4355.63144339387

patm

0,9*dgech

tp0C

Tp

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


αrg qr

g/(tg-tp) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)



(ta1,II*αa1,II+tg*αg)/(αa1,II+αg)0C

|tp-tp*| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

*)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

*, pCO2*l)


εH2Op f(tp

*, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp* 0C

Tp*

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


*/100)4] W/m2

= = 30.8056708804

= = 31.0597792789072


= =

= 789.254034192088

= 31.5151538298222 1 =>


= 0.117977581832122











= 1.75158 kPa*m



= = 3656.22972341482

= = 33.2761391600503

= = 33.5302475585575


= =

= 796.318329744816

= 7.06429555272791 1 =>


= 0.11662721621116

αrg qr

g/(tg-tp*) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)




|tp*-tp

**| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

**)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

**, pCO2*l)


εH2Op f(tp

**, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp** 0C

Tp**

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


**/100)4] W/m2

αrg qr


αg αcg+αr

g W/(m2*K)




|tp**-tp

***| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

***)0,65+β*εH2Op











= 1.75158 kPa*m



= = 3523.69217085363

= = 34.2734527401938

= = 34.5275611387009


= =

= 798.919283115833

= 2.60095337101768 1 =>


= 0.11652841307544








εCO2p f(tp

***, pCO2*l)


εH2Op f(tp

***, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp*** 0C

Tp***

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


***/100)4] W/m2

αrg qr

g/(tg-tp***) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)




|tp***-tp

****| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

***)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

****, pCO2*l)


εH2Op f(tp

****, pH2O*l)


patm

0,9*dgech




= 1.75158 kPa*m



= = 3444.37595573974

= = 34.371521003601

= = 34.6256294021082


= =

= 799.167952307097

= 0.248669191263843 1

CANALUL INELAR:= = 538.439726453329

= = =>=













= 1.75158 kPa*m

= 2.67471 kPa*m = 0.0267471 m*bar

tp**** 0C

Tp****

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


****/100)4] W/m2

αrg qr

g/(tg-tp****) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)

αg/(tg-tp*****)=αa/(tp

*****-ta) tp***** (ta*αa+tg*αg)/(αa+αg)


|tp****-tp

*****| <

tp2,I (ta2,I+tg)/2 0C

qrg qr

g1+qrg2 1,15*qr

g2


c0 W/(m2*K)

εp

εg εCO2+β*εH2O

εCO2 f(tg, pCO2*l)


εH2O f(tg, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tg0C

pCO2*l

pH2O*l

Coeficientul de corectie:













= 1.75158 kPa*m



= = 8445.8078574493

= = 23.4157150537586

= = 23.6698234522658


= =

= 830.866294123128

= 292.4265676698 1 =>


= 0.123664413965621





Presiunea partiala pentru H2O: = =

f(pH2O, pH2O*l)


p





patm

0,9*dgech

tp0C

Tp

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


αrg qr

g/(tg-tp) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)




|tp-tp*| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

*)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

*, pCO2*l)


εH2Op f(tp

*, pH2O*l)


= 0.113 bar= 11.3 kPa






= 1.75158 kPa*m



= = 1706.11740108152

= = 24.9932383951323

= = 25.2473467936395


= =

= 834.750914960536

= 3.88462083740751 1 =>


= 0.122425545068078











= 1.75158 kPa*m



patm

0,9*dgech

tp* 0C

Tp*

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


*/100)4] W/m2

αrg qr

g/(tg-tp*) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)




|tp*-tp

**| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

**)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

**, pCO2*l)


εH2Op f(tp

**, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp** 0C

Tp**

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)

= = 1663.34736043568

= = 25.8369856399618

= = 26.0910940384689


= =

= 836.652512393754

= 1.9015974332184 1 =>


= 0.122348110301206











= 1.75158 kPa*m



= = 1596.10992408032

= = 25.5471844648134

= = 25.8012928633206


= =

= 836.012168082504

= 0.640344311250033 1

= = 548.814726453329


**/100)4] W/m2

αrg qr


αg αcg+αr

g W/(m2*K)




|tp**-tp

***| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

***)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

***, pCO2*l)


εH2Op f(tp

***, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp*** 0C

Tp***

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


***/100)4] W/m2

αrg qr

g/(tg-tp***) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)




|tp***-tp

****| <

tp2,II (ta2,II+tg)/2 0C

= = =>=













= 1.75158 kPa*m














= 1.75158 kPa*m

qrg qr

g1+qrg2 1,15*qr

g2


c0 W/(m2*K)

εp

εg εCO2+β*εH2O

εCO2 f(tg, pCO2*l)


εH2O f(tg, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tg0C

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


p





patm

0,9*dgech

tp0C

Tp

Tg

pCO2*l



= = 8510.70546929208

= = 24.2944553186688

= = 24.548563717176


= =

= 834.345748025916

= 285.531021572587 1 =>


= 0.123479715047174











= 1.75158 kPa*m



= = 1586.5334455666

= = 24.4896991996245

= = 24.7438075981317


= =

= 834.81000351093

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


αrg qr

g/(tg-tp) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)




|tp-tp*| >

Agp εCO2p*(Tg/Tp

*)0,65+β*εH2Op

εCO2p f(tp

*, pCO2*l)


εH2Op f(tp

*, pH2O*l)


patm

0,9*dgech

tp* 0C

Tp*

Tg

pCO2*l

pH2O*l

f(pH2O, pH2O*l)


*/100)4] W/m2

αrg qr

g/(tg-tp*) W/(m2*K)

αg αcg+αr

g W/(m2*K)




= 0.464255485013496 1|tp*-tp

**| <

ETAPA 5CALCULUL INALTIMII RECUPERATORULUI

TEVI (1) CANALUL INELAR (2)16.8592170576723 12.8985664335974

17.3090688422852 12.3699907948645

827.71642587001 717.918419605347

806.439127745514 698.575418993285

kW 19.151433884375 kW 19.563875835625

kW 26.7240375794444 kW 11.9912721405556

1.37240508851902 2.11270255183459

1.91450620102787 1.38765844485846

m 1.36515658601421 m 1.4010293933639

m 1.90439453421045 m 0.920219586760154

m 0.965311479352121 m 1.4010293933639

m 1.3466102891948 m 0.920219586760154

Rezultate finale la calculul inaltimii recuperatoruluiH m 1.158

145.47

m 2.204

X Coeficientii globali de schimb de caldura:Tevi:

= = 16.8592170576723

= 0.0005 m

= 40 W/m/K

= = 17.3090688422852

= 0.0005 mm

= 40 W/m/K

Canalul inelar:= = 12.8985664335974

= 0.0005 mm

= 40 W/m/K

= = 12.3699907948645

= 0.0005 mm

= 40 W/m/K

X Diferentele medii de temperatura logaritmica:Tevi:

ks1,I W/(m2*K) ks2,I W/(m2*K)

ks1,II W/(m2*K) ks2,II W/(m2*K)

Δtmed1,I0C Δtmed2,I

0C

Δtmed1,II0C Δtmed2,II

0C

Q1,I Q2,I

Q1,II Q2,II

S1,I m2 S2,I m2

S1,II m2 S2,II m2

l1,I l2,I

l1,II l2,II

H1,I H2,I

H1,II H2,II

tax0C

lt

ks1,I 1/[(1/αg1,I)+(δp/λp)+(1/αg1,I)] W/(m2*K)

dp

lp

ks1,II 1/[(1/αg1,II)+(δp/λp)+(1/αg1,II)] W/(m2*K)

dp

lp

ks2,I 1/[(1/αg2,I)+(δp/λp)+(1/αg2,I)] W/(m2*K)

dp

lp

ks2,II 1/[(1/αg2,II)+(δp/λp)+(1/αg2,II)] W/(m2*K)

dp

lp

= = 827.71642587001

= = 848

= = 807.758905813315

= = 806.439127745514

= = 848

= = 766.258905813315

Canalul inelar:= = 717.918419605347

= = 635

= = 807.758905813315

= = 698.575418993285

= = 635

= = 766.258905813315

X Fluxurile de caldura:Tevi:

= = 19.151433884375 kW

= = 26.7240375794444 kW

Canalul inelar:= = 19.563875835625 kW

= 11.9912721405556 kW

X Suprafetele de schimb de caldura:Tevi:

= = 1.37240508851902

= = 1.91450620102787

Canalul inelar:= = 2.11270255183459

= = 1.38765844485846

X Lungimile celor 2 trasee:Tevi:

= = 1.36515658601421 m

= = 1.90439453421045 m

Canalul inelar:

= = 1.4010293933639 m

= = 0.920219586760154 m

X Inaltimile celor 2 trasee:Tevi:

= = 0.965311479352121 m

= = 1.3466102891948 m

Δtmed1,I (Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin) 0C

Δtmax1 t'g-t'a 0C

ΔtminI t''g-tax,I0C

Δtmed1,II (Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin) 0C

Δtmax1 t'g-t'a 0C

ΔtminII t''g-tax,II0C

Δtmed2,I (Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin) 0C

Δtmax2 t'g-t''a 0C

ΔtminI t''g-tax,I0C

Δtmed2,II (Δtmax-Δtmin)/ln(Δtmax/Δtmin) 0C

Δtmax2 t'g-t''a 0C

ΔtminII t''g-tax,II0C

Q1,I (DaN/3600)*(iax,I-i'a)

Q1,II (DaN/3600)*(iax,II-i'a)

Q2,I (DaN/3600)*(i''a-iax,I)

Q2,II (DaN/3600)*(i''a-iax,II)

S1,I Q1,I/(ks1,I*Δtmed1,I) m2

S1,II Q1,II/(ks1,II*Δtmed1,II) m2

S2,I Q2,I/(ks2,I*Δtmed2,I) m2

S2,II Q2,II/(ks2,II*Δtmed2,II) m2

l1,I S1,I/(nt*π*de)

l1,II S1,II/(nt*π*de)

l2,I S2,I/(π*d2)

l2,II S2,II/(π*d2)

H1,I l1,I*cos(450)

H1,II l1,II*cos(450)

Canalul inelar:= = 1.4010293933639 m

= = 0.920219586760154 m

Din grafic am determinat:H m 1.158

ºC 145.47

m 2.204

Detalii de citire:I II a b

124.5 166 145.47 0.00

0.965 1.347 0.009 -0.179 0 1.158

1.401 0.920 -0.012 2.843 1.158 1.158

0 2001.158 1.158

145.47 145.470 1.158

H2,I l2,I

H2,II l2,II

tax

lt

tax [ºC]

H1 [m]

H2 [m]

100

105

110

115

120

125

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

180

185

190

195

2000.600

0.700

0.800

0.900

1.000

1.100

1.200

1.300

1.400

1.500

H1

Temperatura intermediara a aerului, tax [ºC]

Inalt

imea r

ecu

pera

toru

lui,

H [

m]

ETAPA 6CALCULUL PUTERII CONSUMATE DE VENTILATORUL DE AER

0.145968790042101

Pa 6224.7298875674

W 1720.86418565742

Pa 876.301601236476

Pa 231.807295604001

Pa 108.995884729263

Pa 332.161428230755

Pa 175.463677766908

Pa 4500

DVA m3/s

ΔpVA

PVA

Δp1

Δp2

Δp3'

Δp3''

Δp4

Δp5

Puterea consumata de ventilatorul de aer in cazurile in care cuptorul nu este prevazut cu ventilator de gaze deardere:

= = 1720.86418565742 W

X Debitul de aer al ventilatorului de aer:= = 0.145968790042101

X Randamentul ventilatorului de aer:= 0,5...0,7

Am ales: = 0.6

X Randamentul motorului electric care antreneaza ventilatorul de aer:= 0,85...0,9

Am ales: = 0.88

X Inaltimea de refulare a ventilatorului de aer:

= , unde: = si

= , iar

”i” corespunde pentru fiecare portiune a traseului astfel:

i = 1 - clapeta de reglare (sau un alt organ de reglare);i = 2 - conducta de aer intre ventilator si recuperator;i = 3 - traseul aerului prin recuperator;i = 4 - conducta de aer intre recuperator si arzator;i = 5 - traseul aerului prin arzator;i = 6 - traseul gazelor de ardere prin cuptor;i = 7 - traseul gazelor de ardere prin recuperator (intre cuptor si recuperator).

si = autotirajul cosului de evacuare a gazelor in atmosfera

Din cele mentionate mai sus se observa ca:

= = = 6224.7298875674 Pa

Fiecare din termenii se compune din pierderi liniare si locale:

= , unde:

= coeficientul de frecare (coeficientul Darcy);

= lungimea traseului;

= diametrul hidraulic echivalent;

= coeficientul de pierderi locale;

= viteza fluidului raportata la conditii reale;

= densitatea fluidului in conditii reale.

Calculul coeficientului necesita stabilirea regimului de curgere a fluidului, pe baza criteriului Reynolds:

= , unde

- viscozitatea cinematica a fluidului la temperatura medie a portiunii ”i”.

PVA (DVA*ΔpVA)/(ηVA*ηME)

DVA (DaN/3600)*(Ta'/T0) m3/s

ηVA

ηVA

ηME

ηME

ΔpVA ƩΔPi - ΔPa ΔPa ΔP6 + ΔP7

ΔPi ΔP1 + ΔP2 + ΔP3 + ΔP4 + ΔP5 + ΔP6 + ΔP7

ΔPa

ΔpVA ΔP1 + ΔP2 + ΔP3 + ΔP4 + ΔP5 + ΔP6 + ΔP7 - ΔP6 - ΔP7 ΔP1 + ΔP2 + ΔP3 + ΔP4 + ΔP5

ΔPiΔPi [fi*(li/di) + ∑(Ƹi)]*(wi

2/2)*ρi

fi

li

di

Ƹi

wi

ρi

fi

Rei (wi*di)/νi

νi

X Pentru curgerea laminara (Rei > 2320): fi = 64/Rei

X Pentru curgerea turbulenta (Rei < 2320) se determina rugozitatea relativa:

r = , undek = rugozitatea absoluta a suprafetei peretelui pe partea fluidului = 0.001 mm = 10^(-6) m

In continuare vom analiza fiecare traseu in parte:i = 1 - clapeta de reglare (sau un alt organ de reglare):

Pentru clapeta de reglare se recomanda uramatoarele:X Coeficientul de pierderi locale de presiune pentru o clapeta de reglare deschisa 50% intre 3 si 6.

Se alege: = 5X Viteza de curgere a aerului:

= 10...20 m/s

Se alege: = 17 m/sX Densitatea aerului:

= = 1.2128741885626

Deci: = = 876.301601236476 Pai = 2 - conducta de aer intre ventilator si recuperator:

Pentru conducta de aer dintre ventilator si recuperator se recomanda urmatoarele:X Viteza de curgere a aerului:

= 10...20 m/s

Se alege: = 15 m/s

X Diametrul hidraulic echivalent:

= = 0.111311345866372 mX Lungimea conductelor intre ventilator si recuperator:

= 3...6 m

Se alege: = 4.5 mX Coeficientul de pierderi locale de presiune pentru un cot se considera 0,5:

= 2*0,5 = 1

X Densitatea aerului:

= = 1.2128741885626

X Viscozitatea aerului:

= = 0.148787072642602

X Numarul Reynolds:

= = 112218.767285399 > 2320

X Rugozitatea absoluta:

r = = 8.98381016074035 *10^(-6)10/r = 1113113.45866372

< 10/r =>X Coeficientul de frecare:

= = 0.0172870186845337

k/di

- Daca Rei < 10/r, traseul se considera neted hidraulic, iar coeficientul de frecare se determina cu relatia Blasius: f i = 0,3164*Re-0,25

- Daca 10/r < Rei < 560/r, traseul se considera semirugos hidraulic, iar coeficientul de frecare se determina cu relatia: f i = 0,11*(r+68/Re)0,25

- Daca Rei > 560/r, traseul se considera rugos hidraulic, iar coeficientul de frecare se determina cu relatia Sifrinson: f i = 0,11*r0,25 sau Prandtl-Nikuradse: 1/√fi = 2lg(3,72/r)

Ƹ1

w1

w1

ρ1 ρ'a kg/m3

ΔP1 Ƹ1*(w12/2)*ρ1

w2

w2

d2 √(4*DVA/π*w2)

l2

l2

Ƹ2

ρ2 ρ'a kg/m3

n2x104 n'ax104 m2/s

Re2 (w2*d2)/ν2

k/d2

Re2

f2 0,3164*Re-0,25

Deci: = = 231.807295604001 Pai = 3’ - traseul aerului prin recuperator - primul drum:

X Viteza de curgere a aerului prin tevi in conditii reale:

= = 14.8017882099442 m/sX Lungimea traseului:

= 1.36515658601421 m =X Diametrul hidraulic echivalent:

= = 0.039 mX Coeficientul de pierderi locale de presiune:

= = 0.000321656118023314

= 0.039 m

= 0.111311345866372 m

= 8 bucX Densitatea aerului:

= = = 1.2128741885626

= = 81.7372478284832 C

= 18 C

= 145.47 C

= = 21.0416506479387 Pa*s

t

Pa*s

0 17.2

81.7372478284832100 21.9


= = = 0.173485847471745X Numarul Reynolds:

= = 33274.745381282 > 2320X Rugozitatea absoluta:

r = = 25.6410256410256 *10^(-6)10/r = 390000


= = 0.0234265205648957

Deci: = = 108.995884729263 Pai = 3’’ - traseul aerului prin recuperator - al II-lea drum:

X Viteza de curgere a aerului prin canalul inelar in conditii reale:

= = 12.6577330721261 m/sX Lungimea traseului:

= 1.158 m = H

ΔP2 [f2*(l2/d2)+Ƹ2]*(w22/2)*ρ2

w’3 wa1N*{[(ta’+tax)/2]+273,15}/T0

l’3 l1,I

d’3 daech,1

Ƹ’3 [1-(nt*di2/d2

2)]2

di

d2

nt

r’3 ra raN*T0/(t'a+273,15) Kg/m3

ta1 (t’a+tax)/2

t’a

tax

h’3×106 ha×106

ha×106

oC

ha×106

n’3x104 na1x104 h’a/r’a m2/s

Re’3 (w’3*d’3)/ν’3

k/d’3

Re’3

f’3 0,3164*Re-0,25

ΔP’3 [f’3*(l’3/d’3)+Ƹ’3]*(w’32/2)*ρ’3

w’’3 wa2N*{[(tax+t’’a)/2]+273,15}/T0

l’’3

X Diametrul hidraulic echivalent:

= = 0.02 mX Coeficientul de pierderi locale de presiune:Se considera 2 coturi, 1 intrare si o iesire, cu Ƹintrare/iesire = 1.

= 2*0,5+1+1 = 3X Densitatea aerului:

= = = 0.843544330691447

= = 188.237247828483 C

= 145.47 C

= 231.00 C

= = 25.5177271609678 Pa*s

t

Pa*s100 21.9

188.237247828483200 26


= = = 0.302506059640649X Numarul Reynolds:


r = = 50 *10^(-6)10/r = 200000


= = 0.0330806102333221

Deci: = = 332.161428230755 Pai = 4 - conducta de aer intre recuperator si arzator:

X Viteza de curgere a aerului:

= 10...20 m/s

Se alege: = 17 m/sX Lungimea traseului:

= 3...6 m

Se alege: = 5 mX Diametrul hidraulic echivalent:

= √[{(4*DaN/3600)*[1+(t``a/273,15)]}/π*w4] = 0.137588485823164 mX Coeficientul de pierderi locale de presiune:Se considera 2 coturi.

= 2*0,5 = 1X Densitatea aerului:

= = 0.700442963403749

d’’3 daech,2

Ƹ’’3

r’’3 ra raN*T0/(t''a+273,15) Kg/m3

ta2 (tax+t’’a)/2

tax

t’’a

h’’3×106 ha×106

ha×106

oC

ha×106

n’’3x104 na2x104 h’’a/r’’a m2/s

Re’’3 (w’’3*d’’3)/ν’’3

k/d’’3

Re’’3

f’’3 0,3164*Re-0,25

ΔP’’3 [f’’3*(l’’3/d’’3)+Ƹ’’3]*(w’’32/2)*ρ’’3

w4

w4

l4

l4

d4

Ƹ4

r4 r’’a Kg/m3


= = 0.387569030147455X Numarul Reynolds:


r = = 7.26805004079521 *10^(-6)10/r = 1375884.85823164


= = 0.020186730646157

Deci: = = 175.463677766908 Pai = 5 - traseul aerului prin arzator:

= 1...10 *10^3 Pa

Se alege: = 4500 Pa

= = 441.157312960018 Pa

n4x104 n’’ax104 m2/s

Re4 (w4*d4)/ν4

k/d4

Re4

f4 0,3164*Re-0,25

ΔP4 [f4*(l4/d4)+Ƹ4]*(w42/2)*ρ4

ΔP5

ΔP5

ΔP3 ΔP’3 + ΔP’’3

ETAPA 7CALCULUL IZOLATIEI TERMICE

Grosimea izolatieiSe trec datele de la ultima iteratie

(m*K)/W 0.255922307132491

(m*K)/W 0.079619030168107

(m*K)/W 0.334202988212166

123.950529793325

81.9752648966626

W/m 251.196227306113

m 0.571257123388022

m 0.030628561694011

Date de intrare:X Temperatura exterioara:

= 20 C

X Coeficientul de convectie la exterior:

= 7

X Coeficientul de convectie la interior:

= = 2.48755092707883

X Temperatura peretelui exterior:= 40 C

X Conductivitatea termica a izlolatiei:

= = W/(m*K)

X Grosimea stratului protector:

= 0.5 mm = 0.0005 m

X Fluxul termic liniar transmis de la interior:

= W/m

Presupunem ca: = = 0 =>

= W/mX Rezistenta interioara:

= (m*K)/W

X Rezistenta termica a izolatiei:

= (m*K)/W

X Rezistenta exterioara:

= (m*K)/W

Presupunem initial ca:X Grosimea izlolatiei:

= 20 mm = 0.02 m

X Diametrul izlolatiei:

Ri

Re

Riz

tpi0C

tm0C

ql

diz

δiz

te

αe W/(m2*K)

αa2 (αa2,I + αa2,II)/2 W/(m2*K)

tpe

λiz 0,045 + 0,00011*tm 0,045 + 0,00011*(tpi+tpe)/2

δsp

ql (ta2 - te)/(Ri + Rp + Riz + Rsp + Re)

Rp Rsp

ql (ta2 - te)/(Ri + Riz + Re)

Ri 1/(π*d3*αa2)

Riz [1/(2*π*λiz)]*ln(diz/d4)

Re 1/(π*δsp*αe)

δiz

= = 0.55 m

X Diametrul stratului protector:

= = 0.551 m

X Rezistenta interioara:

= = 0.255922307132491 (m*K)/W


= = 0.082527841893646 (m*K)/W

X Fluxul termic liniar transmis la exteriorul peretelui:

= = 242.342457297917 W/mX Fluxul termic liniar transmis la interiorul peretelui:

= =>X Temperatura aerului:

= 188.237247828483 C

X Temperatura peretelui interior:

= = 126.216407040643 C

X Temperatura medie:

= = 83.1082035203216 C


= = 0.054141902387235 W/(m*K)


= = 0.355762700444419 (m*K)/W

X Noul diametru al izlolatiei:

= = 0.575612887180145 m

X Noua grosime a izlolatiei:

= = 0.032806443590073 m

X Eroarea:ε = = 0.012806443590073 m = 12.8064435900726 mm > 1 mm

=> Se reiau calculele:


= = 0.575612887180145 m


= = 0.576613 m

X Rezistenta interioara:= = 0.255922307132491 (m*K)/W


= = 0.078861991978324 (m*K)/W


diz d4 + 2δiz

dsp diz + 2δsp

Ri 1/(π*d3*αa2)

Re 1/(π*dsp*αe)

ql (tpe - te)/Re

ql (ta2 - tpi)/Ri

ta2

tpi ta2 - ql*Ri

tm (tpi + tpe)/2

λiz 0,045 + 0,00011*tm

Riz [(ta2 - te)/ql] - Ri - Re

d*iz d4*e2*π*λiz*Riz

δ*iz (d*iz - d4)/2

|δiz - δ*iz|

d*iz d4 + 2δ*iz

dsp d*iz + 2δsp

Ri 1/(π*d3*αa2)

Re 1/(π*dsp*αe)



= 188.237247828483 C


= = 123.333407407401 C


= = 81.6667037037003 C


= = 0.053983337407407 W/(m*K)


= = 0.32859192532444 (m*K)/W


= = 0.570130303740045 m


= = 0.030065151870023 m

X Eroarea:ε = = 0.00274129172005 m = 2.74129172005011 mm > 1 mm

=> Se reiau calculele:


= = 0.570130303740045 m


= = 0.57113 m

X Rezistenta interioara:

= = 0.255922307132491 (m*K)/W


= = 0.079619030168107 (m*K)/W




= 188.237247828483 C


= = 123.950529793325 C


ql (tpe - te)/Re

ql (ta2 - tpi)/Ri

ta2

tpi ta2 - ql*Ri

tm (tpi + tpe)/2

λiz 0,045 + 0,00011*tm


d**iz d4*e2*π*λiz*Riz

δ**iz (d**iz - d4)/2

|δ*iz - δ**iz|

d**iz d4 + 2δ**iz

dsp d**iz + 2δsp

Ri 1/(π*d3*αa2)

Re 1/(π*dsp*αe)

ql (tpe - te)/Re

ql (ta2 - tpi)/Ri

ta2

tpi ta2 - ql*Ri

= = 81.9752648966626 C


= = 0.054017279138633 W/(m*K)


= = 0.334202988212166 (m*K)/W


= = 0.571257123388022 m


= = 0.030628561694011 m

X Eroarea:ε = = 0.000563409823988 m = 0.563409823988226 mm < 1 mm

tm (tpi + tpe)/2

λiz 0,045 + 0,00011*tm


d***iz d4*e2*π*λiz*Riz

δ***iz (d***iz - d4)/2

|δ**iz - δ***iz|

ETAPA 8CALCULUL ECONOMIC

Calculul economic

kg 128.60647159612

€ 6430.32357980601

kg 15.0602733807607

€ 150.602733807607

I € 7080.92631361362

W 82.3905840526706

€/an 8444.89879998276

ani 0.83848563272636

X Timpul de recuperare a investitiei:

= = 0.83848563272636 ani

Investitiile se calculeaza pe baza unui deviz de materiale si lucrari corespunzatoare tuturor fazelor de executie si montaj.Penteru un calcul aproximativ se vor folisi relatiile urmatoare:X Investitia in recuperator:

= = 6430.32357980601 €

X Masa unitara a recuperatorului:

= = 128.60647159612 kg

X Valoarea recuperatorului:

= + + =Valoarea virolei Valoarea virolei Valoarea

exterioare interioare tevilor

= + =Valoarea Valoarea

virolei tevilor

= 0.01539380400259 + 0.001 =

= 0.016

X Densitatea materialului recuperator:= 7800

X Pretul unitar al materialului recuperatorului:

= 50 €/kg

X Investitia in izolatie:

= = 150.602733807607 €

MR

IR

Miz

Iiz

ΔPVA

ΔCan

Tr

Tr I/ΔCan

IR MR * PR

MR VR * ρR

VR (π/4)*(d42 - d3

2)*H (π/4)*(d22 - d1

2)*H nt*(π/4)*(de2 - di

2)*lt

(π/4)*(d42 - d3

2 + d22 - d1

2)*H nt*(π/4)*(de2 - di

2)*lt

m3

ρR kg/m3

PR

Iiz Miz * Piz

X Masa unitara a izolatiei:

= = 15.0602733807607 kg

X Valoarea izolatiei:

= = 0.060241093523043

X Densitatea materialului izolatiei:= 250

X Pretul unitar al materialului izolatiei:

= 10 €/kg

X Investitia in ventilatorul de aer:

= 500 €

X Investitia totala:I = = 7080.92631361362 €

X Economia de cheltuieli anuala:

= = 8444.89879998276 €/an

X Fluxul termic al aerului de preincalzit:

= = 38.71530972 kW

X Pretul energiei termice:

= 35 €/(MW*h)

X Diferenta de putere consumata de ventilator in urma instalarii recuperatorului:

= = 82.3905840526706 W

= 108.995884729263 Pa

= 332.161428230755 Pa

= 493

= = 397.65 C

= 273.15 C

= 0.6

= 0.9

X Pretul energiei electrice:

= 85 €/(MW*h)

X Timpul anual de functionare:ƹ = 7000 h/an

X Cota de amortizare a investitiei:a = 0.14

Miz Viz * ρiz

Viz (π/4)*(diz2 - d4

2)*H m3

ρiz kg/m3

Piz

IVA

IR + Iiz + IVA

ΔCan [(Qa/103)*Pt - (ΔPVA/106)*Pe]*ƹ - a*I

Qa (DaN/3600)*(ia`` - ia`)

Pt

ΔPVA | [(Δp3` - Δp3``)*(DaN/3600)*(Ta/T0)]/(ηME*ηVA) |

Δp3`

Δp3``

DaN Nm3/h

Ta ta+273,15

T0

ηME

ηVA

Pe

an-1

ANEXA 1

ANEXA 2

ANEXA 3

ANEXA 4

Date post:	25-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	andreea-popescu
View:	87 times
Download:	3 times

Proiect EIT.xls

Documents