Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
-
Upload
anton-gabriel -
Category
Documents
-
view
236 -
download
0
Transcript of Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 118
Model intocmire bilant energetic si exergetic pentru unschimbator de caldura apa -apa
Să se icircntocmească bilanţul energetic şi exergetic al unui schimbător de căldură orizontal apă-apă icircncontracurent cu suprafaţa de schimb de căldură S = 1089 m
2
- agentul termic primar circulă prin ţevi- agentul termic secundar circulă prin exteriorul ţevilor
- temperatura mediului ambiant T 0 = 293 K
Utilizare Preparare apă caldă pentru icircncălzireDatele de construcţie
- număr tronsoane n = 6- număr ţevi pe tronson n1 = 85- lungimea unui tronson l = 4 m- diametru interior al ţevii d i = 16 mm- diametru exterior al ţevii d e = 21 mm- diametru interior al mantalei Di = 309 mm
- grosimea peretelui mantalei 8=δ mm
- secţiunea de trecere a fluidului prin ţevi S1 = 00171 m2
- secţiunea de trecere a fluidului icircntre ţevi s2 = 0045 m2 Conturul de bilanţ - schimbătorul de căldură cu intrările şi ieşirile celor 2 agenţi termici
Mărimi măsurate- debitul de apă fierbinte G1 = 21 kgs
- temperatura agentului primar la intrare 95
1 =t 0C
- presiunea agentului primar la intrare 87
1 = p bar
- temperatura agentului primar la ieşire 71
1 =t 0C
- presiunea agentului primar la ieşire 37
1 = p bar
- debitul de apă rece G2 = 2543 kgs
- temperatura agentului secundar la intrare 53
2 =t 0C
- presiunea agentului secundar la intrare 43
2 = p bar
- temperatura agentului secundar la ieşire 72
2 =t 0C
- presiunea agentului secundar la ieşire 083
2 = p bar
Model de calcul
Bilant energetic - ecuatia de bilant termic Q1 = Q2 + Qp
Q1= fluxul de căldură cedat de agentul termic primar
Q2= fluxul de căldură primit de agentul termic secundar
Qp= fluxul de căldură pierdut icircn mediul ambiant
Bilant exergetic P E E E ∆+∆=∆ 21
Detalierea termenilor ecuatiilor de bilant
1 Entalpia agentului termic primar la intrare icircn schimbător (
1i )
95
1 =t 0C
87
1 = p bar -gt
1i din tabel apă + abur supraicircncălzit
i 90 = 3772 kJkgi 100 = 4192 kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 218
i∆ = i 100 ndash i 90 = 4192 kJkg ndash 3772 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
5 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2110
542=
times= x kJkg
1i = i 90 + 21 kJkg = 3772 kJkg + 21 kJkg = 3982 kJkg
1i =3982 kJkg
2 Entalpia agentului termic primar la ieşire (
1i )
71
1 =t 0C
37
1 = p bar -gt
1i din tabel apă + abur supraicircncălzit
C i 070
= 2934 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 kJkg ndash 2934 kJkg = 418 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 418 kJkg
10 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
18410
1841=
times= x kJkg
C i 0
71=C i 070
+ 418 kJkg = 2934 kJkg + 418 kJkg = 29758 kJkg
1i =29758 kJkg
3 Entalpia agentului termic secundar la intrare (
2i )
53
2 =t 0C
43
2 = p bar -gt
2i din tabel apă + abur supraicircncălzit
i 50 = 2095 kJkgi 60 = 2513 kJkg
i∆ = i 60 ndash i 50 = 2513 kJkg ndash 2095 kJkg = 418 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 418 kJkg
30 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
541210
3841=
times= x kJkg
2i = i 50 + 1254 kJkg = 2095 kJkg + 1254 kJkg = 22204 kJkg
2i =22204 kJkg
4 Entalpia agentului termic secundar la ieşire (
2i )
72
2 =t 0C
083
2 = p bar -gt
2i din tabel apă + abur supraicircncălzit
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 318
C i 070
= 2934 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2934 kJkg = 419 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 419 kJkg
2 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
38810
2941=
times= x kJkg
2i =C i 070 + 838 kJkg = 2934 kJkg + 838 kJkg = 30178 kJkg
2i =30178 kJkg
5 Entropia agentului termic primar la intrare icircn schimbător (
1 s )
95
1 =t 0C
87
1 = p bar -gt
1 s
s90 = 11916 kJkgKs100 = 13060 kJkgK
s∆ = s100 ndash s90 = 13060 kJkgK ndash 11916 kJkgK = 01144 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01144 kJkgK
5 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0572010
511440=
times= x kJkgK
1 s = s90 + 00572 kJkgK = 11916 kJkgK + 00572 kJkgK = 12488 kJkgK
1 s =12488 kJkgK
6 Entropia agentului termic primar la ieşire (
1 s )
71
1 =t 0C
37
1 = p bar -gt
1 s
s70 = 09539 kJkgKs80 = 10743 kJkgK
s∆ = s80 ndash s70 = 10743 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01204 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01204 kJkgK
10 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
01204010
112040 =times= x kJkgK
1 s = s70 + 001204 kJkgK = 09539 kJkgK + 001204 kJkgK = 096594 kJkgK
1 s =096594 kJkgK
7 Entropia agentului termic secundar la intrare icircn schimbător (
2 s )
53
2 =t 0C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 418
43
2 = p bar -gt
2 s
s50 = 07031 kJkgKs60 = 08304 kJkgK
s∆ = s60 ndash s50 = 08304 kJkgK ndash 07031 kJkgK = 01273 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01273 kJkgK
30 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
03819010
312730=
times= x kJkgK
2 s = s50 + 003819 kJkgK = 07031 kJkgK + 003819 kJkgK = 074129 kJkgK
2 s =074129 kJkgK
8 Entropia agentului termic secundar la ieşire (
2 s )
72
2 =t 0C
083
2 = p bar -gt
2 s
s70 = 09543 kJkgKs80 = 10746 kJkgK
s∆ = s80 ndash s70 = 10746 kJkgK ndash 09543 kJkgK = 01203 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01203 kJkgK
2 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
02406010
212030=
times= x kJkgK
2 s = s70 + 002406 kJkgK = 09543 kJkgK + 002406 kJkgK = 097836 kJkgK
2 s =097836 kJkgK
9 Debitul (fluxul) de căldură cedat (Q 1 )
111 (t GC Q pr timestimes=η - )
1t
unde
r η -gt randamentul izolaţiei (coeficient de reţinere a căldurii)
r η = 099 divide 0998 (l iteratura de specialitate -gt icircndrumar schimbător de căldură)
Se alege r η = 0998
G1 = 21 kgsC p = 419 kJkgK
1t -
1t = 950C ndash 71
0C = 24
0C
Q1 = 0998times419times21times24 = 210754 kJsQ1 = 210754 kJs10 Debitul (fluxul) de căldură primit (Q 2 )
222 (t GC Q p times= - )
2t
G2 = 2543 kgsC p = 418 kJkgK
2t -
2t = 720C ndash 53
0C = 19
0C
Q2 = 418times2543times19 = 201965 kJsQ2 = 201965 kJs
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 518
11 Debitul (fluxul) de căldură pierdut icircn mediul ambiant (Q p )Q p = Q1 ndash Q2
Q p = 210754 ndash 201965 = 8789 kJsQ p = 8789 kJs
12 Diferenţa medie de temperatură (∆t med )
( ) ( )420
5371
7290ln
53717290
lnmin
max
minmax cong
minus
minus
minusminusminus=
minus=
t
t
t t t med
∆
∆
∆∆∆ 0
C
420congmed t ∆0C
13Coeficientul de reţinere al căldurii (randamentul izolaţiei) ηr
9580542107
652019
1
2 ===Q
Qr η
ηr = 0958
14Coeficientul global de schimb de căldură (k s )
3
0 10minussdotsdotsdot= S t k Q med s ∆ KW
( ) ( )6591010562221
072023
109108420
7195211949580
10910842010 333
1
11
3
0 =sdot=sdotsdot
minussdotsdot
=sdotsdot
minussdotsdotsdot
=sdotsdot= minusminusminusminus
t t C G
S t
Q
k P iz
med
s
η
∆
ks = 91065 Wm20C
15 Temperatura medie a agentului secundar
1
11 t t t minus=δ = 95 ndash 71 = 240C
2
22 t t t minus=δ = 72 ndash 53 = 190C
16 Temperatura medie a agentului primar
Dacă ( ) 56250
2
2212 =+=rArrlt t t t t t δ δ 0C
198221 =+= med t t t ∆ 0C
17Densitatea medie a agentului primar ( C
0982
ρ )
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 618
00103560090
=C v m
3kg
62496500103560
11
9090
0 ===v
ρ kgm3
00102860080 =C v m
3kg
19597200102860
1180
800 ===v
ρ kgm3
57166249651959729080
=minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6571
C t 092=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
905110
571692=
times= x
299709051195972905180982 =minus=minus= ρ ρ kgm3
29970982 = ρ kgm
3
18Densitatea medie a agentului secundar ( C
0562
ρ )
00101700060
=C v m3kg
28498300101700
11
6060
0 ===v
ρ kgm3
001022600
70
=C
v m3kg
89997700102260
11
7070
0 ===v
ρ kgm3
38558999772849837060 =minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5385
C t 052=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
346110
385552=
times= x
9389813461284983346160562 =minus=minus= ρ ρ kgm3
938981562 = ρ kgm3
19Vacircscozitatea medie a agentului primar ( 1ν ) 6921705921705
1 1034860198210045321004532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot= mt ν m
2s
t m = t 1 = 82190C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 718
6
1 1034860 minussdot=ν m
2s
20Vacircscozitatea medie a agentului secundar ( 2ν ) 69217059605
2 1046305621004532104532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot=
mt ν m2s
t m = t 2 = 6250C
6
2 104630 minussdot=ν m
2s
21Viteza de curgere a agentului primar (w 1 )
265612997001710
21
11
11 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
299709821
== ρ ρ kgm3
w 1 = 12656 ms
22Numărul Reynolds pentru agentului primar (Re1 )
580881034860
016026561Re
6
1
11 =
sdot
sdot=
sdot=
minusν
id w
Re1 = 58088
23Coeficientul de convecţie penrtu agentul primar (α 1 )
( ) 20
802
1 04803231430
i
mm
d
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
10160
265611982048019823231430 sdotminussdot+=α
α 1 = 836948 Wm2C
24Viteza de curgere a agentului secundar (w 2 )
5710949810450
4325
22
22 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
9389815622 == ρ ρ kgm3
w 2 = 0571 ms
25Diametrul hidraulic echivalent pentru agentul secundar (d ech )
0276044
44
22
=sdot+
minus
=sdot
=nd D
nd D
P
S d
ei
ei
echπ π
π π
m
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 818
undeP = perimetru
d ech = 00276 m
26Numărul Reynolds pentru agentului secundar (Re2 )
34038104630
027605710Re
6
2
22 =
sdotsdot=sdot=
minusν echd w
Re2 = 34038
27Coeficientul de convecţie penrtu agentul secundar (α 2 )
( ) 20
80
22
2 04803231430ech
mmd
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
2
02760
571056204805623231430 sdotminussdot+=α
α 2 = 3534188 Wm2C
28Temperatura medie a peretelui ţevii (t p )
C t t
t p021 772
2
562982
2=
+=
+=
t p = 7270C
29Conductivitatea peretelui ţevii (λ p ) λ p = 5424 Wm
2C
30Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (k so )
e
i
i
e
p
i
so d
d
d
d d
k sdot++=
21
1ln
2
11
α λ α
4107530210
0160
1883534
1
0160
0210ln
24542
0160
488369
11 minussdot=sdot+sdotsdot
+= sok
Wm2C
k so = 2666 Wm2
C
31Rezistenţa termică a depunerilor (R sd )
410237
2666
1
65910
111 minussdot=minus=minus= so s k k
Rsd Wm2C
R sd = 72310-4
Wm2C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 918
32Eficienţa procesului de icircncălzire (ηinc )
4505395
5372
2
1
2
2 =minus
minus=
minus
minus=t t
t t incη
ηinc = 045
33Randamentul termodinamic (ηtd )
( )( )
( )( )
300484239821
042225830143250
1
11
2
22 =minus
minus=
minus
minus=iiG
iiGtd η
unde0
1i = entalpia agentului cald la echilibru cu mediu ambiant
ηtd = 030
34Eficienţa termică (ε)
( )( )
( )( )
2
1min
2
22
2
1min
1
11
max t t W
t t W
t t W
t t W
Q
Q
minus
minus=
minus
minus==ε
( )( )
( )( )
( )( )
54640539519421
53721844325
2
11
2
22
2
1min
2
22
1
2 =minussdot
minussdot=
minussdot
minussdot=
minus
minus=
t t cG
t t cG
t t W
t t W
p
pε
ε = 05464
35Exergia agentului primar la intrare icircn aparat (
1e )
30132248812932398
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
30132
1 =e kJkg
36Exergia agentului primar la ieşirea din aparat (
1e )
5591496594029358257
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
559141 =e kJkg
37Exergia agentului secundar la intrare icircn aparat (
2e )
842474129029304222
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
8424
2 =e kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 218
i∆ = i 100 ndash i 90 = 4192 kJkg ndash 3772 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
5 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2110
542=
times= x kJkg
1i = i 90 + 21 kJkg = 3772 kJkg + 21 kJkg = 3982 kJkg
1i =3982 kJkg
2 Entalpia agentului termic primar la ieşire (
1i )
71
1 =t 0C
37
1 = p bar -gt
1i din tabel apă + abur supraicircncălzit
C i 070
= 2934 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 kJkg ndash 2934 kJkg = 418 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 418 kJkg
10 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
18410
1841=
times= x kJkg
C i 0
71=C i 070
+ 418 kJkg = 2934 kJkg + 418 kJkg = 29758 kJkg
1i =29758 kJkg
3 Entalpia agentului termic secundar la intrare (
2i )
53
2 =t 0C
43
2 = p bar -gt
2i din tabel apă + abur supraicircncălzit
i 50 = 2095 kJkgi 60 = 2513 kJkg
i∆ = i 60 ndash i 50 = 2513 kJkg ndash 2095 kJkg = 418 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 418 kJkg
30 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
541210
3841=
times= x kJkg
2i = i 50 + 1254 kJkg = 2095 kJkg + 1254 kJkg = 22204 kJkg
2i =22204 kJkg
4 Entalpia agentului termic secundar la ieşire (
2i )
72
2 =t 0C
083
2 = p bar -gt
2i din tabel apă + abur supraicircncălzit
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 318
C i 070
= 2934 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2934 kJkg = 419 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 419 kJkg
2 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
38810
2941=
times= x kJkg
2i =C i 070 + 838 kJkg = 2934 kJkg + 838 kJkg = 30178 kJkg
2i =30178 kJkg
5 Entropia agentului termic primar la intrare icircn schimbător (
1 s )
95
1 =t 0C
87
1 = p bar -gt
1 s
s90 = 11916 kJkgKs100 = 13060 kJkgK
s∆ = s100 ndash s90 = 13060 kJkgK ndash 11916 kJkgK = 01144 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01144 kJkgK
5 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0572010
511440=
times= x kJkgK
1 s = s90 + 00572 kJkgK = 11916 kJkgK + 00572 kJkgK = 12488 kJkgK
1 s =12488 kJkgK
6 Entropia agentului termic primar la ieşire (
1 s )
71
1 =t 0C
37
1 = p bar -gt
1 s
s70 = 09539 kJkgKs80 = 10743 kJkgK
s∆ = s80 ndash s70 = 10743 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01204 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01204 kJkgK
10 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
01204010
112040 =times= x kJkgK
1 s = s70 + 001204 kJkgK = 09539 kJkgK + 001204 kJkgK = 096594 kJkgK
1 s =096594 kJkgK
7 Entropia agentului termic secundar la intrare icircn schimbător (
2 s )
53
2 =t 0C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 418
43
2 = p bar -gt
2 s
s50 = 07031 kJkgKs60 = 08304 kJkgK
s∆ = s60 ndash s50 = 08304 kJkgK ndash 07031 kJkgK = 01273 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01273 kJkgK
30 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
03819010
312730=
times= x kJkgK
2 s = s50 + 003819 kJkgK = 07031 kJkgK + 003819 kJkgK = 074129 kJkgK
2 s =074129 kJkgK
8 Entropia agentului termic secundar la ieşire (
2 s )
72
2 =t 0C
083
2 = p bar -gt
2 s
s70 = 09543 kJkgKs80 = 10746 kJkgK
s∆ = s80 ndash s70 = 10746 kJkgK ndash 09543 kJkgK = 01203 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01203 kJkgK
2 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
02406010
212030=
times= x kJkgK
2 s = s70 + 002406 kJkgK = 09543 kJkgK + 002406 kJkgK = 097836 kJkgK
2 s =097836 kJkgK
9 Debitul (fluxul) de căldură cedat (Q 1 )
111 (t GC Q pr timestimes=η - )
1t
unde
r η -gt randamentul izolaţiei (coeficient de reţinere a căldurii)
r η = 099 divide 0998 (l iteratura de specialitate -gt icircndrumar schimbător de căldură)
Se alege r η = 0998
G1 = 21 kgsC p = 419 kJkgK
1t -
1t = 950C ndash 71
0C = 24
0C
Q1 = 0998times419times21times24 = 210754 kJsQ1 = 210754 kJs10 Debitul (fluxul) de căldură primit (Q 2 )
222 (t GC Q p times= - )
2t
G2 = 2543 kgsC p = 418 kJkgK
2t -
2t = 720C ndash 53
0C = 19
0C
Q2 = 418times2543times19 = 201965 kJsQ2 = 201965 kJs
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 518
11 Debitul (fluxul) de căldură pierdut icircn mediul ambiant (Q p )Q p = Q1 ndash Q2
Q p = 210754 ndash 201965 = 8789 kJsQ p = 8789 kJs
12 Diferenţa medie de temperatură (∆t med )
( ) ( )420
5371
7290ln
53717290
lnmin
max
minmax cong
minus
minus
minusminusminus=
minus=
t
t
t t t med
∆
∆
∆∆∆ 0
C
420congmed t ∆0C
13Coeficientul de reţinere al căldurii (randamentul izolaţiei) ηr
9580542107
652019
1
2 ===Q
Qr η
ηr = 0958
14Coeficientul global de schimb de căldură (k s )
3
0 10minussdotsdotsdot= S t k Q med s ∆ KW
( ) ( )6591010562221
072023
109108420
7195211949580
10910842010 333
1
11
3
0 =sdot=sdotsdot
minussdotsdot
=sdotsdot
minussdotsdotsdot
=sdotsdot= minusminusminusminus
t t C G
S t
Q
k P iz
med
s
η
∆
ks = 91065 Wm20C
15 Temperatura medie a agentului secundar
1
11 t t t minus=δ = 95 ndash 71 = 240C
2
22 t t t minus=δ = 72 ndash 53 = 190C
16 Temperatura medie a agentului primar
Dacă ( ) 56250
2
2212 =+=rArrlt t t t t t δ δ 0C
198221 =+= med t t t ∆ 0C
17Densitatea medie a agentului primar ( C
0982
ρ )
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 618
00103560090
=C v m
3kg
62496500103560
11
9090
0 ===v
ρ kgm3
00102860080 =C v m
3kg
19597200102860
1180
800 ===v
ρ kgm3
57166249651959729080
=minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6571
C t 092=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
905110
571692=
times= x
299709051195972905180982 =minus=minus= ρ ρ kgm3
29970982 = ρ kgm
3
18Densitatea medie a agentului secundar ( C
0562
ρ )
00101700060
=C v m3kg
28498300101700
11
6060
0 ===v
ρ kgm3
001022600
70
=C
v m3kg
89997700102260
11
7070
0 ===v
ρ kgm3
38558999772849837060 =minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5385
C t 052=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
346110
385552=
times= x
9389813461284983346160562 =minus=minus= ρ ρ kgm3
938981562 = ρ kgm3
19Vacircscozitatea medie a agentului primar ( 1ν ) 6921705921705
1 1034860198210045321004532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot= mt ν m
2s
t m = t 1 = 82190C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 718
6
1 1034860 minussdot=ν m
2s
20Vacircscozitatea medie a agentului secundar ( 2ν ) 69217059605
2 1046305621004532104532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot=
mt ν m2s
t m = t 2 = 6250C
6
2 104630 minussdot=ν m
2s
21Viteza de curgere a agentului primar (w 1 )
265612997001710
21
11
11 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
299709821
== ρ ρ kgm3
w 1 = 12656 ms
22Numărul Reynolds pentru agentului primar (Re1 )
580881034860
016026561Re
6
1
11 =
sdot
sdot=
sdot=
minusν
id w
Re1 = 58088
23Coeficientul de convecţie penrtu agentul primar (α 1 )
( ) 20
802
1 04803231430
i
mm
d
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
10160
265611982048019823231430 sdotminussdot+=α
α 1 = 836948 Wm2C
24Viteza de curgere a agentului secundar (w 2 )
5710949810450
4325
22
22 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
9389815622 == ρ ρ kgm3
w 2 = 0571 ms
25Diametrul hidraulic echivalent pentru agentul secundar (d ech )
0276044
44
22
=sdot+
minus
=sdot
=nd D
nd D
P
S d
ei
ei
echπ π
π π
m
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 818
undeP = perimetru
d ech = 00276 m
26Numărul Reynolds pentru agentului secundar (Re2 )
34038104630
027605710Re
6
2
22 =
sdotsdot=sdot=
minusν echd w
Re2 = 34038
27Coeficientul de convecţie penrtu agentul secundar (α 2 )
( ) 20
80
22
2 04803231430ech
mmd
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
2
02760
571056204805623231430 sdotminussdot+=α
α 2 = 3534188 Wm2C
28Temperatura medie a peretelui ţevii (t p )
C t t
t p021 772
2
562982
2=
+=
+=
t p = 7270C
29Conductivitatea peretelui ţevii (λ p ) λ p = 5424 Wm
2C
30Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (k so )
e
i
i
e
p
i
so d
d
d
d d
k sdot++=
21
1ln
2
11
α λ α
4107530210
0160
1883534
1
0160
0210ln
24542
0160
488369
11 minussdot=sdot+sdotsdot
+= sok
Wm2C
k so = 2666 Wm2
C
31Rezistenţa termică a depunerilor (R sd )
410237
2666
1
65910
111 minussdot=minus=minus= so s k k
Rsd Wm2C
R sd = 72310-4
Wm2C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 918
32Eficienţa procesului de icircncălzire (ηinc )
4505395
5372
2
1
2
2 =minus
minus=
minus
minus=t t
t t incη
ηinc = 045
33Randamentul termodinamic (ηtd )
( )( )
( )( )
300484239821
042225830143250
1
11
2
22 =minus
minus=
minus
minus=iiG
iiGtd η
unde0
1i = entalpia agentului cald la echilibru cu mediu ambiant
ηtd = 030
34Eficienţa termică (ε)
( )( )
( )( )
2
1min
2
22
2
1min
1
11
max t t W
t t W
t t W
t t W
Q
Q
minus
minus=
minus
minus==ε
( )( )
( )( )
( )( )
54640539519421
53721844325
2
11
2
22
2
1min
2
22
1
2 =minussdot
minussdot=
minussdot
minussdot=
minus
minus=
t t cG
t t cG
t t W
t t W
p
pε
ε = 05464
35Exergia agentului primar la intrare icircn aparat (
1e )
30132248812932398
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
30132
1 =e kJkg
36Exergia agentului primar la ieşirea din aparat (
1e )
5591496594029358257
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
559141 =e kJkg
37Exergia agentului secundar la intrare icircn aparat (
2e )
842474129029304222
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
8424
2 =e kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 318
C i 070
= 2934 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2934 kJkg = 419 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 419 kJkg
2 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
38810
2941=
times= x kJkg
2i =C i 070 + 838 kJkg = 2934 kJkg + 838 kJkg = 30178 kJkg
2i =30178 kJkg
5 Entropia agentului termic primar la intrare icircn schimbător (
1 s )
95
1 =t 0C
87
1 = p bar -gt
1 s
s90 = 11916 kJkgKs100 = 13060 kJkgK
s∆ = s100 ndash s90 = 13060 kJkgK ndash 11916 kJkgK = 01144 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01144 kJkgK
5 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0572010
511440=
times= x kJkgK
1 s = s90 + 00572 kJkgK = 11916 kJkgK + 00572 kJkgK = 12488 kJkgK
1 s =12488 kJkgK
6 Entropia agentului termic primar la ieşire (
1 s )
71
1 =t 0C
37
1 = p bar -gt
1 s
s70 = 09539 kJkgKs80 = 10743 kJkgK
s∆ = s80 ndash s70 = 10743 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01204 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01204 kJkgK
10 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
01204010
112040 =times= x kJkgK
1 s = s70 + 001204 kJkgK = 09539 kJkgK + 001204 kJkgK = 096594 kJkgK
1 s =096594 kJkgK
7 Entropia agentului termic secundar la intrare icircn schimbător (
2 s )
53
2 =t 0C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 418
43
2 = p bar -gt
2 s
s50 = 07031 kJkgKs60 = 08304 kJkgK
s∆ = s60 ndash s50 = 08304 kJkgK ndash 07031 kJkgK = 01273 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01273 kJkgK
30 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
03819010
312730=
times= x kJkgK
2 s = s50 + 003819 kJkgK = 07031 kJkgK + 003819 kJkgK = 074129 kJkgK
2 s =074129 kJkgK
8 Entropia agentului termic secundar la ieşire (
2 s )
72
2 =t 0C
083
2 = p bar -gt
2 s
s70 = 09543 kJkgKs80 = 10746 kJkgK
s∆ = s80 ndash s70 = 10746 kJkgK ndash 09543 kJkgK = 01203 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01203 kJkgK
2 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
02406010
212030=
times= x kJkgK
2 s = s70 + 002406 kJkgK = 09543 kJkgK + 002406 kJkgK = 097836 kJkgK
2 s =097836 kJkgK
9 Debitul (fluxul) de căldură cedat (Q 1 )
111 (t GC Q pr timestimes=η - )
1t
unde
r η -gt randamentul izolaţiei (coeficient de reţinere a căldurii)
r η = 099 divide 0998 (l iteratura de specialitate -gt icircndrumar schimbător de căldură)
Se alege r η = 0998
G1 = 21 kgsC p = 419 kJkgK
1t -
1t = 950C ndash 71
0C = 24
0C
Q1 = 0998times419times21times24 = 210754 kJsQ1 = 210754 kJs10 Debitul (fluxul) de căldură primit (Q 2 )
222 (t GC Q p times= - )
2t
G2 = 2543 kgsC p = 418 kJkgK
2t -
2t = 720C ndash 53
0C = 19
0C
Q2 = 418times2543times19 = 201965 kJsQ2 = 201965 kJs
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 518
11 Debitul (fluxul) de căldură pierdut icircn mediul ambiant (Q p )Q p = Q1 ndash Q2
Q p = 210754 ndash 201965 = 8789 kJsQ p = 8789 kJs
12 Diferenţa medie de temperatură (∆t med )
( ) ( )420
5371
7290ln
53717290
lnmin
max
minmax cong
minus
minus
minusminusminus=
minus=
t
t
t t t med
∆
∆
∆∆∆ 0
C
420congmed t ∆0C
13Coeficientul de reţinere al căldurii (randamentul izolaţiei) ηr
9580542107
652019
1
2 ===Q
Qr η
ηr = 0958
14Coeficientul global de schimb de căldură (k s )
3
0 10minussdotsdotsdot= S t k Q med s ∆ KW
( ) ( )6591010562221
072023
109108420
7195211949580
10910842010 333
1
11
3
0 =sdot=sdotsdot
minussdotsdot
=sdotsdot
minussdotsdotsdot
=sdotsdot= minusminusminusminus
t t C G
S t
Q
k P iz
med
s
η
∆
ks = 91065 Wm20C
15 Temperatura medie a agentului secundar
1
11 t t t minus=δ = 95 ndash 71 = 240C
2
22 t t t minus=δ = 72 ndash 53 = 190C
16 Temperatura medie a agentului primar
Dacă ( ) 56250
2
2212 =+=rArrlt t t t t t δ δ 0C
198221 =+= med t t t ∆ 0C
17Densitatea medie a agentului primar ( C
0982
ρ )
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 618
00103560090
=C v m
3kg
62496500103560
11
9090
0 ===v
ρ kgm3
00102860080 =C v m
3kg
19597200102860
1180
800 ===v
ρ kgm3
57166249651959729080
=minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6571
C t 092=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
905110
571692=
times= x
299709051195972905180982 =minus=minus= ρ ρ kgm3
29970982 = ρ kgm
3
18Densitatea medie a agentului secundar ( C
0562
ρ )
00101700060
=C v m3kg
28498300101700
11
6060
0 ===v
ρ kgm3
001022600
70
=C
v m3kg
89997700102260
11
7070
0 ===v
ρ kgm3
38558999772849837060 =minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5385
C t 052=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
346110
385552=
times= x
9389813461284983346160562 =minus=minus= ρ ρ kgm3
938981562 = ρ kgm3
19Vacircscozitatea medie a agentului primar ( 1ν ) 6921705921705
1 1034860198210045321004532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot= mt ν m
2s
t m = t 1 = 82190C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 718
6
1 1034860 minussdot=ν m
2s
20Vacircscozitatea medie a agentului secundar ( 2ν ) 69217059605
2 1046305621004532104532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot=
mt ν m2s
t m = t 2 = 6250C
6
2 104630 minussdot=ν m
2s
21Viteza de curgere a agentului primar (w 1 )
265612997001710
21
11
11 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
299709821
== ρ ρ kgm3
w 1 = 12656 ms
22Numărul Reynolds pentru agentului primar (Re1 )
580881034860
016026561Re
6
1
11 =
sdot
sdot=
sdot=
minusν
id w
Re1 = 58088
23Coeficientul de convecţie penrtu agentul primar (α 1 )
( ) 20
802
1 04803231430
i
mm
d
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
10160
265611982048019823231430 sdotminussdot+=α
α 1 = 836948 Wm2C
24Viteza de curgere a agentului secundar (w 2 )
5710949810450
4325
22
22 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
9389815622 == ρ ρ kgm3
w 2 = 0571 ms
25Diametrul hidraulic echivalent pentru agentul secundar (d ech )
0276044
44
22
=sdot+
minus
=sdot
=nd D
nd D
P
S d
ei
ei
echπ π
π π
m
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 818
undeP = perimetru
d ech = 00276 m
26Numărul Reynolds pentru agentului secundar (Re2 )
34038104630
027605710Re
6
2
22 =
sdotsdot=sdot=
minusν echd w
Re2 = 34038
27Coeficientul de convecţie penrtu agentul secundar (α 2 )
( ) 20
80
22
2 04803231430ech
mmd
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
2
02760
571056204805623231430 sdotminussdot+=α
α 2 = 3534188 Wm2C
28Temperatura medie a peretelui ţevii (t p )
C t t
t p021 772
2
562982
2=
+=
+=
t p = 7270C
29Conductivitatea peretelui ţevii (λ p ) λ p = 5424 Wm
2C
30Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (k so )
e
i
i
e
p
i
so d
d
d
d d
k sdot++=
21
1ln
2
11
α λ α
4107530210
0160
1883534
1
0160
0210ln
24542
0160
488369
11 minussdot=sdot+sdotsdot
+= sok
Wm2C
k so = 2666 Wm2
C
31Rezistenţa termică a depunerilor (R sd )
410237
2666
1
65910
111 minussdot=minus=minus= so s k k
Rsd Wm2C
R sd = 72310-4
Wm2C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 918
32Eficienţa procesului de icircncălzire (ηinc )
4505395
5372
2
1
2
2 =minus
minus=
minus
minus=t t
t t incη
ηinc = 045
33Randamentul termodinamic (ηtd )
( )( )
( )( )
300484239821
042225830143250
1
11
2
22 =minus
minus=
minus
minus=iiG
iiGtd η
unde0
1i = entalpia agentului cald la echilibru cu mediu ambiant
ηtd = 030
34Eficienţa termică (ε)
( )( )
( )( )
2
1min
2
22
2
1min
1
11
max t t W
t t W
t t W
t t W
Q
Q
minus
minus=
minus
minus==ε
( )( )
( )( )
( )( )
54640539519421
53721844325
2
11
2
22
2
1min
2
22
1
2 =minussdot
minussdot=
minussdot
minussdot=
minus
minus=
t t cG
t t cG
t t W
t t W
p
pε
ε = 05464
35Exergia agentului primar la intrare icircn aparat (
1e )
30132248812932398
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
30132
1 =e kJkg
36Exergia agentului primar la ieşirea din aparat (
1e )
5591496594029358257
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
559141 =e kJkg
37Exergia agentului secundar la intrare icircn aparat (
2e )
842474129029304222
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
8424
2 =e kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 418
43
2 = p bar -gt
2 s
s50 = 07031 kJkgKs60 = 08304 kJkgK
s∆ = s60 ndash s50 = 08304 kJkgK ndash 07031 kJkgK = 01273 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01273 kJkgK
30 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
03819010
312730=
times= x kJkgK
2 s = s50 + 003819 kJkgK = 07031 kJkgK + 003819 kJkgK = 074129 kJkgK
2 s =074129 kJkgK
8 Entropia agentului termic secundar la ieşire (
2 s )
72
2 =t 0C
083
2 = p bar -gt
2 s
s70 = 09543 kJkgKs80 = 10746 kJkgK
s∆ = s80 ndash s70 = 10746 kJkgK ndash 09543 kJkgK = 01203 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01203 kJkgK
2 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
02406010
212030=
times= x kJkgK
2 s = s70 + 002406 kJkgK = 09543 kJkgK + 002406 kJkgK = 097836 kJkgK
2 s =097836 kJkgK
9 Debitul (fluxul) de căldură cedat (Q 1 )
111 (t GC Q pr timestimes=η - )
1t
unde
r η -gt randamentul izolaţiei (coeficient de reţinere a căldurii)
r η = 099 divide 0998 (l iteratura de specialitate -gt icircndrumar schimbător de căldură)
Se alege r η = 0998
G1 = 21 kgsC p = 419 kJkgK
1t -
1t = 950C ndash 71
0C = 24
0C
Q1 = 0998times419times21times24 = 210754 kJsQ1 = 210754 kJs10 Debitul (fluxul) de căldură primit (Q 2 )
222 (t GC Q p times= - )
2t
G2 = 2543 kgsC p = 418 kJkgK
2t -
2t = 720C ndash 53
0C = 19
0C
Q2 = 418times2543times19 = 201965 kJsQ2 = 201965 kJs
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 518
11 Debitul (fluxul) de căldură pierdut icircn mediul ambiant (Q p )Q p = Q1 ndash Q2
Q p = 210754 ndash 201965 = 8789 kJsQ p = 8789 kJs
12 Diferenţa medie de temperatură (∆t med )
( ) ( )420
5371
7290ln
53717290
lnmin
max
minmax cong
minus
minus
minusminusminus=
minus=
t
t
t t t med
∆
∆
∆∆∆ 0
C
420congmed t ∆0C
13Coeficientul de reţinere al căldurii (randamentul izolaţiei) ηr
9580542107
652019
1
2 ===Q
Qr η
ηr = 0958
14Coeficientul global de schimb de căldură (k s )
3
0 10minussdotsdotsdot= S t k Q med s ∆ KW
( ) ( )6591010562221
072023
109108420
7195211949580
10910842010 333
1
11
3
0 =sdot=sdotsdot
minussdotsdot
=sdotsdot
minussdotsdotsdot
=sdotsdot= minusminusminusminus
t t C G
S t
Q
k P iz
med
s
η
∆
ks = 91065 Wm20C
15 Temperatura medie a agentului secundar
1
11 t t t minus=δ = 95 ndash 71 = 240C
2
22 t t t minus=δ = 72 ndash 53 = 190C
16 Temperatura medie a agentului primar
Dacă ( ) 56250
2
2212 =+=rArrlt t t t t t δ δ 0C
198221 =+= med t t t ∆ 0C
17Densitatea medie a agentului primar ( C
0982
ρ )
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 618
00103560090
=C v m
3kg
62496500103560
11
9090
0 ===v
ρ kgm3
00102860080 =C v m
3kg
19597200102860
1180
800 ===v
ρ kgm3
57166249651959729080
=minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6571
C t 092=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
905110
571692=
times= x
299709051195972905180982 =minus=minus= ρ ρ kgm3
29970982 = ρ kgm
3
18Densitatea medie a agentului secundar ( C
0562
ρ )
00101700060
=C v m3kg
28498300101700
11
6060
0 ===v
ρ kgm3
001022600
70
=C
v m3kg
89997700102260
11
7070
0 ===v
ρ kgm3
38558999772849837060 =minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5385
C t 052=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
346110
385552=
times= x
9389813461284983346160562 =minus=minus= ρ ρ kgm3
938981562 = ρ kgm3
19Vacircscozitatea medie a agentului primar ( 1ν ) 6921705921705
1 1034860198210045321004532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot= mt ν m
2s
t m = t 1 = 82190C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 718
6
1 1034860 minussdot=ν m
2s
20Vacircscozitatea medie a agentului secundar ( 2ν ) 69217059605
2 1046305621004532104532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot=
mt ν m2s
t m = t 2 = 6250C
6
2 104630 minussdot=ν m
2s
21Viteza de curgere a agentului primar (w 1 )
265612997001710
21
11
11 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
299709821
== ρ ρ kgm3
w 1 = 12656 ms
22Numărul Reynolds pentru agentului primar (Re1 )
580881034860
016026561Re
6
1
11 =
sdot
sdot=
sdot=
minusν
id w
Re1 = 58088
23Coeficientul de convecţie penrtu agentul primar (α 1 )
( ) 20
802
1 04803231430
i
mm
d
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
10160
265611982048019823231430 sdotminussdot+=α
α 1 = 836948 Wm2C
24Viteza de curgere a agentului secundar (w 2 )
5710949810450
4325
22
22 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
9389815622 == ρ ρ kgm3
w 2 = 0571 ms
25Diametrul hidraulic echivalent pentru agentul secundar (d ech )
0276044
44
22
=sdot+
minus
=sdot
=nd D
nd D
P
S d
ei
ei
echπ π
π π
m
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 818
undeP = perimetru
d ech = 00276 m
26Numărul Reynolds pentru agentului secundar (Re2 )
34038104630
027605710Re
6
2
22 =
sdotsdot=sdot=
minusν echd w
Re2 = 34038
27Coeficientul de convecţie penrtu agentul secundar (α 2 )
( ) 20
80
22
2 04803231430ech
mmd
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
2
02760
571056204805623231430 sdotminussdot+=α
α 2 = 3534188 Wm2C
28Temperatura medie a peretelui ţevii (t p )
C t t
t p021 772
2
562982
2=
+=
+=
t p = 7270C
29Conductivitatea peretelui ţevii (λ p ) λ p = 5424 Wm
2C
30Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (k so )
e
i
i
e
p
i
so d
d
d
d d
k sdot++=
21
1ln
2
11
α λ α
4107530210
0160
1883534
1
0160
0210ln
24542
0160
488369
11 minussdot=sdot+sdotsdot
+= sok
Wm2C
k so = 2666 Wm2
C
31Rezistenţa termică a depunerilor (R sd )
410237
2666
1
65910
111 minussdot=minus=minus= so s k k
Rsd Wm2C
R sd = 72310-4
Wm2C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 918
32Eficienţa procesului de icircncălzire (ηinc )
4505395
5372
2
1
2
2 =minus
minus=
minus
minus=t t
t t incη
ηinc = 045
33Randamentul termodinamic (ηtd )
( )( )
( )( )
300484239821
042225830143250
1
11
2
22 =minus
minus=
minus
minus=iiG
iiGtd η
unde0
1i = entalpia agentului cald la echilibru cu mediu ambiant
ηtd = 030
34Eficienţa termică (ε)
( )( )
( )( )
2
1min
2
22
2
1min
1
11
max t t W
t t W
t t W
t t W
Q
Q
minus
minus=
minus
minus==ε
( )( )
( )( )
( )( )
54640539519421
53721844325
2
11
2
22
2
1min
2
22
1
2 =minussdot
minussdot=
minussdot
minussdot=
minus
minus=
t t cG
t t cG
t t W
t t W
p
pε
ε = 05464
35Exergia agentului primar la intrare icircn aparat (
1e )
30132248812932398
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
30132
1 =e kJkg
36Exergia agentului primar la ieşirea din aparat (
1e )
5591496594029358257
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
559141 =e kJkg
37Exergia agentului secundar la intrare icircn aparat (
2e )
842474129029304222
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
8424
2 =e kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 518
11 Debitul (fluxul) de căldură pierdut icircn mediul ambiant (Q p )Q p = Q1 ndash Q2
Q p = 210754 ndash 201965 = 8789 kJsQ p = 8789 kJs
12 Diferenţa medie de temperatură (∆t med )
( ) ( )420
5371
7290ln
53717290
lnmin
max
minmax cong
minus
minus
minusminusminus=
minus=
t
t
t t t med
∆
∆
∆∆∆ 0
C
420congmed t ∆0C
13Coeficientul de reţinere al căldurii (randamentul izolaţiei) ηr
9580542107
652019
1
2 ===Q
Qr η
ηr = 0958
14Coeficientul global de schimb de căldură (k s )
3
0 10minussdotsdotsdot= S t k Q med s ∆ KW
( ) ( )6591010562221
072023
109108420
7195211949580
10910842010 333
1
11
3
0 =sdot=sdotsdot
minussdotsdot
=sdotsdot
minussdotsdotsdot
=sdotsdot= minusminusminusminus
t t C G
S t
Q
k P iz
med
s
η
∆
ks = 91065 Wm20C
15 Temperatura medie a agentului secundar
1
11 t t t minus=δ = 95 ndash 71 = 240C
2
22 t t t minus=δ = 72 ndash 53 = 190C
16 Temperatura medie a agentului primar
Dacă ( ) 56250
2
2212 =+=rArrlt t t t t t δ δ 0C
198221 =+= med t t t ∆ 0C
17Densitatea medie a agentului primar ( C
0982
ρ )
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 618
00103560090
=C v m
3kg
62496500103560
11
9090
0 ===v
ρ kgm3
00102860080 =C v m
3kg
19597200102860
1180
800 ===v
ρ kgm3
57166249651959729080
=minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6571
C t 092=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
905110
571692=
times= x
299709051195972905180982 =minus=minus= ρ ρ kgm3
29970982 = ρ kgm
3
18Densitatea medie a agentului secundar ( C
0562
ρ )
00101700060
=C v m3kg
28498300101700
11
6060
0 ===v
ρ kgm3
001022600
70
=C
v m3kg
89997700102260
11
7070
0 ===v
ρ kgm3
38558999772849837060 =minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5385
C t 052=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
346110
385552=
times= x
9389813461284983346160562 =minus=minus= ρ ρ kgm3
938981562 = ρ kgm3
19Vacircscozitatea medie a agentului primar ( 1ν ) 6921705921705
1 1034860198210045321004532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot= mt ν m
2s
t m = t 1 = 82190C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 718
6
1 1034860 minussdot=ν m
2s
20Vacircscozitatea medie a agentului secundar ( 2ν ) 69217059605
2 1046305621004532104532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot=
mt ν m2s
t m = t 2 = 6250C
6
2 104630 minussdot=ν m
2s
21Viteza de curgere a agentului primar (w 1 )
265612997001710
21
11
11 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
299709821
== ρ ρ kgm3
w 1 = 12656 ms
22Numărul Reynolds pentru agentului primar (Re1 )
580881034860
016026561Re
6
1
11 =
sdot
sdot=
sdot=
minusν
id w
Re1 = 58088
23Coeficientul de convecţie penrtu agentul primar (α 1 )
( ) 20
802
1 04803231430
i
mm
d
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
10160
265611982048019823231430 sdotminussdot+=α
α 1 = 836948 Wm2C
24Viteza de curgere a agentului secundar (w 2 )
5710949810450
4325
22
22 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
9389815622 == ρ ρ kgm3
w 2 = 0571 ms
25Diametrul hidraulic echivalent pentru agentul secundar (d ech )
0276044
44
22
=sdot+
minus
=sdot
=nd D
nd D
P
S d
ei
ei
echπ π
π π
m
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 818
undeP = perimetru
d ech = 00276 m
26Numărul Reynolds pentru agentului secundar (Re2 )
34038104630
027605710Re
6
2
22 =
sdotsdot=sdot=
minusν echd w
Re2 = 34038
27Coeficientul de convecţie penrtu agentul secundar (α 2 )
( ) 20
80
22
2 04803231430ech
mmd
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
2
02760
571056204805623231430 sdotminussdot+=α
α 2 = 3534188 Wm2C
28Temperatura medie a peretelui ţevii (t p )
C t t
t p021 772
2
562982
2=
+=
+=
t p = 7270C
29Conductivitatea peretelui ţevii (λ p ) λ p = 5424 Wm
2C
30Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (k so )
e
i
i
e
p
i
so d
d
d
d d
k sdot++=
21
1ln
2
11
α λ α
4107530210
0160
1883534
1
0160
0210ln
24542
0160
488369
11 minussdot=sdot+sdotsdot
+= sok
Wm2C
k so = 2666 Wm2
C
31Rezistenţa termică a depunerilor (R sd )
410237
2666
1
65910
111 minussdot=minus=minus= so s k k
Rsd Wm2C
R sd = 72310-4
Wm2C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 918
32Eficienţa procesului de icircncălzire (ηinc )
4505395
5372
2
1
2
2 =minus
minus=
minus
minus=t t
t t incη
ηinc = 045
33Randamentul termodinamic (ηtd )
( )( )
( )( )
300484239821
042225830143250
1
11
2
22 =minus
minus=
minus
minus=iiG
iiGtd η
unde0
1i = entalpia agentului cald la echilibru cu mediu ambiant
ηtd = 030
34Eficienţa termică (ε)
( )( )
( )( )
2
1min
2
22
2
1min
1
11
max t t W
t t W
t t W
t t W
Q
Q
minus
minus=
minus
minus==ε
( )( )
( )( )
( )( )
54640539519421
53721844325
2
11
2
22
2
1min
2
22
1
2 =minussdot
minussdot=
minussdot
minussdot=
minus
minus=
t t cG
t t cG
t t W
t t W
p
pε
ε = 05464
35Exergia agentului primar la intrare icircn aparat (
1e )
30132248812932398
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
30132
1 =e kJkg
36Exergia agentului primar la ieşirea din aparat (
1e )
5591496594029358257
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
559141 =e kJkg
37Exergia agentului secundar la intrare icircn aparat (
2e )
842474129029304222
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
8424
2 =e kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 618
00103560090
=C v m
3kg
62496500103560
11
9090
0 ===v
ρ kgm3
00102860080 =C v m
3kg
19597200102860
1180
800 ===v
ρ kgm3
57166249651959729080
=minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 6571
C t 092=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
905110
571692=
times= x
299709051195972905180982 =minus=minus= ρ ρ kgm3
29970982 = ρ kgm
3
18Densitatea medie a agentului secundar ( C
0562
ρ )
00101700060
=C v m3kg
28498300101700
11
6060
0 ===v
ρ kgm3
001022600
70
=C
v m3kg
89997700102260
11
7070
0 ===v
ρ kgm3
38558999772849837060 =minus=minus= ρ ρ ρ ∆ kgm3
C t 010=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 5385
C t 052=∆ helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
346110
385552=
times= x
9389813461284983346160562 =minus=minus= ρ ρ kgm3
938981562 = ρ kgm3
19Vacircscozitatea medie a agentului primar ( 1ν ) 6921705921705
1 1034860198210045321004532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot= mt ν m
2s
t m = t 1 = 82190C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 718
6
1 1034860 minussdot=ν m
2s
20Vacircscozitatea medie a agentului secundar ( 2ν ) 69217059605
2 1046305621004532104532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot=
mt ν m2s
t m = t 2 = 6250C
6
2 104630 minussdot=ν m
2s
21Viteza de curgere a agentului primar (w 1 )
265612997001710
21
11
11 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
299709821
== ρ ρ kgm3
w 1 = 12656 ms
22Numărul Reynolds pentru agentului primar (Re1 )
580881034860
016026561Re
6
1
11 =
sdot
sdot=
sdot=
minusν
id w
Re1 = 58088
23Coeficientul de convecţie penrtu agentul primar (α 1 )
( ) 20
802
1 04803231430
i
mm
d
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
10160
265611982048019823231430 sdotminussdot+=α
α 1 = 836948 Wm2C
24Viteza de curgere a agentului secundar (w 2 )
5710949810450
4325
22
22 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
9389815622 == ρ ρ kgm3
w 2 = 0571 ms
25Diametrul hidraulic echivalent pentru agentul secundar (d ech )
0276044
44
22
=sdot+
minus
=sdot
=nd D
nd D
P
S d
ei
ei
echπ π
π π
m
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 818
undeP = perimetru
d ech = 00276 m
26Numărul Reynolds pentru agentului secundar (Re2 )
34038104630
027605710Re
6
2
22 =
sdotsdot=sdot=
minusν echd w
Re2 = 34038
27Coeficientul de convecţie penrtu agentul secundar (α 2 )
( ) 20
80
22
2 04803231430ech
mmd
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
2
02760
571056204805623231430 sdotminussdot+=α
α 2 = 3534188 Wm2C
28Temperatura medie a peretelui ţevii (t p )
C t t
t p021 772
2
562982
2=
+=
+=
t p = 7270C
29Conductivitatea peretelui ţevii (λ p ) λ p = 5424 Wm
2C
30Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (k so )
e
i
i
e
p
i
so d
d
d
d d
k sdot++=
21
1ln
2
11
α λ α
4107530210
0160
1883534
1
0160
0210ln
24542
0160
488369
11 minussdot=sdot+sdotsdot
+= sok
Wm2C
k so = 2666 Wm2
C
31Rezistenţa termică a depunerilor (R sd )
410237
2666
1
65910
111 minussdot=minus=minus= so s k k
Rsd Wm2C
R sd = 72310-4
Wm2C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 918
32Eficienţa procesului de icircncălzire (ηinc )
4505395
5372
2
1
2
2 =minus
minus=
minus
minus=t t
t t incη
ηinc = 045
33Randamentul termodinamic (ηtd )
( )( )
( )( )
300484239821
042225830143250
1
11
2
22 =minus
minus=
minus
minus=iiG
iiGtd η
unde0
1i = entalpia agentului cald la echilibru cu mediu ambiant
ηtd = 030
34Eficienţa termică (ε)
( )( )
( )( )
2
1min
2
22
2
1min
1
11
max t t W
t t W
t t W
t t W
Q
Q
minus
minus=
minus
minus==ε
( )( )
( )( )
( )( )
54640539519421
53721844325
2
11
2
22
2
1min
2
22
1
2 =minussdot
minussdot=
minussdot
minussdot=
minus
minus=
t t cG
t t cG
t t W
t t W
p
pε
ε = 05464
35Exergia agentului primar la intrare icircn aparat (
1e )
30132248812932398
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
30132
1 =e kJkg
36Exergia agentului primar la ieşirea din aparat (
1e )
5591496594029358257
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
559141 =e kJkg
37Exergia agentului secundar la intrare icircn aparat (
2e )
842474129029304222
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
8424
2 =e kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 718
6
1 1034860 minussdot=ν m
2s
20Vacircscozitatea medie a agentului secundar ( 2ν ) 69217059605
2 1046305621004532104532 minusminusminusminusminus sdot=sdotsdot=sdotsdot=
mt ν m2s
t m = t 2 = 6250C
6
2 104630 minussdot=ν m
2s
21Viteza de curgere a agentului primar (w 1 )
265612997001710
21
11
11 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
299709821
== ρ ρ kgm3
w 1 = 12656 ms
22Numărul Reynolds pentru agentului primar (Re1 )
580881034860
016026561Re
6
1
11 =
sdot
sdot=
sdot=
minusν
id w
Re1 = 58088
23Coeficientul de convecţie penrtu agentul primar (α 1 )
( ) 20
802
1 04803231430
i
mm
d
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
10160
265611982048019823231430 sdotminussdot+=α
α 1 = 836948 Wm2C
24Viteza de curgere a agentului secundar (w 2 )
5710949810450
4325
22
22 =
sdot=
sdot=
ρ S
Gw ms
9389815622 == ρ ρ kgm3
w 2 = 0571 ms
25Diametrul hidraulic echivalent pentru agentul secundar (d ech )
0276044
44
22
=sdot+
minus
=sdot
=nd D
nd D
P
S d
ei
ei
echπ π
π π
m
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 818
undeP = perimetru
d ech = 00276 m
26Numărul Reynolds pentru agentului secundar (Re2 )
34038104630
027605710Re
6
2
22 =
sdotsdot=sdot=
minusν echd w
Re2 = 34038
27Coeficientul de convecţie penrtu agentul secundar (α 2 )
( ) 20
80
22
2 04803231430ech
mmd
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
2
02760
571056204805623231430 sdotminussdot+=α
α 2 = 3534188 Wm2C
28Temperatura medie a peretelui ţevii (t p )
C t t
t p021 772
2
562982
2=
+=
+=
t p = 7270C
29Conductivitatea peretelui ţevii (λ p ) λ p = 5424 Wm
2C
30Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (k so )
e
i
i
e
p
i
so d
d
d
d d
k sdot++=
21
1ln
2
11
α λ α
4107530210
0160
1883534
1
0160
0210ln
24542
0160
488369
11 minussdot=sdot+sdotsdot
+= sok
Wm2C
k so = 2666 Wm2
C
31Rezistenţa termică a depunerilor (R sd )
410237
2666
1
65910
111 minussdot=minus=minus= so s k k
Rsd Wm2C
R sd = 72310-4
Wm2C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 918
32Eficienţa procesului de icircncălzire (ηinc )
4505395
5372
2
1
2
2 =minus
minus=
minus
minus=t t
t t incη
ηinc = 045
33Randamentul termodinamic (ηtd )
( )( )
( )( )
300484239821
042225830143250
1
11
2
22 =minus
minus=
minus
minus=iiG
iiGtd η
unde0
1i = entalpia agentului cald la echilibru cu mediu ambiant
ηtd = 030
34Eficienţa termică (ε)
( )( )
( )( )
2
1min
2
22
2
1min
1
11
max t t W
t t W
t t W
t t W
Q
Q
minus
minus=
minus
minus==ε
( )( )
( )( )
( )( )
54640539519421
53721844325
2
11
2
22
2
1min
2
22
1
2 =minussdot
minussdot=
minussdot
minussdot=
minus
minus=
t t cG
t t cG
t t W
t t W
p
pε
ε = 05464
35Exergia agentului primar la intrare icircn aparat (
1e )
30132248812932398
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
30132
1 =e kJkg
36Exergia agentului primar la ieşirea din aparat (
1e )
5591496594029358257
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
559141 =e kJkg
37Exergia agentului secundar la intrare icircn aparat (
2e )
842474129029304222
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
8424
2 =e kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 818
undeP = perimetru
d ech = 00276 m
26Numărul Reynolds pentru agentului secundar (Re2 )
34038104630
027605710Re
6
2
22 =
sdotsdot=sdot=
minusν echd w
Re2 = 34038
27Coeficientul de convecţie penrtu agentul secundar (α 2 )
( ) 20
80
22
2 04803231430ech
mmd
wt t minussdot+=α
( ) 20
802
2
02760
571056204805623231430 sdotminussdot+=α
α 2 = 3534188 Wm2C
28Temperatura medie a peretelui ţevii (t p )
C t t
t p021 772
2
562982
2=
+=
+=
t p = 7270C
29Conductivitatea peretelui ţevii (λ p ) λ p = 5424 Wm
2C
30Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (k so )
e
i
i
e
p
i
so d
d
d
d d
k sdot++=
21
1ln
2
11
α λ α
4107530210
0160
1883534
1
0160
0210ln
24542
0160
488369
11 minussdot=sdot+sdotsdot
+= sok
Wm2C
k so = 2666 Wm2
C
31Rezistenţa termică a depunerilor (R sd )
410237
2666
1
65910
111 minussdot=minus=minus= so s k k
Rsd Wm2C
R sd = 72310-4
Wm2C
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 918
32Eficienţa procesului de icircncălzire (ηinc )
4505395
5372
2
1
2
2 =minus
minus=
minus
minus=t t
t t incη
ηinc = 045
33Randamentul termodinamic (ηtd )
( )( )
( )( )
300484239821
042225830143250
1
11
2
22 =minus
minus=
minus
minus=iiG
iiGtd η
unde0
1i = entalpia agentului cald la echilibru cu mediu ambiant
ηtd = 030
34Eficienţa termică (ε)
( )( )
( )( )
2
1min
2
22
2
1min
1
11
max t t W
t t W
t t W
t t W
Q
Q
minus
minus=
minus
minus==ε
( )( )
( )( )
( )( )
54640539519421
53721844325
2
11
2
22
2
1min
2
22
1
2 =minussdot
minussdot=
minussdot
minussdot=
minus
minus=
t t cG
t t cG
t t W
t t W
p
pε
ε = 05464
35Exergia agentului primar la intrare icircn aparat (
1e )
30132248812932398
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
30132
1 =e kJkg
36Exergia agentului primar la ieşirea din aparat (
1e )
5591496594029358257
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
559141 =e kJkg
37Exergia agentului secundar la intrare icircn aparat (
2e )
842474129029304222
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
8424
2 =e kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 918
32Eficienţa procesului de icircncălzire (ηinc )
4505395
5372
2
1
2
2 =minus
minus=
minus
minus=t t
t t incη
ηinc = 045
33Randamentul termodinamic (ηtd )
( )( )
( )( )
300484239821
042225830143250
1
11
2
22 =minus
minus=
minus
minus=iiG
iiGtd η
unde0
1i = entalpia agentului cald la echilibru cu mediu ambiant
ηtd = 030
34Eficienţa termică (ε)
( )( )
( )( )
2
1min
2
22
2
1min
1
11
max t t W
t t W
t t W
t t W
Q
Q
minus
minus=
minus
minus==ε
( )( )
( )( )
( )( )
54640539519421
53721844325
2
11
2
22
2
1min
2
22
1
2 =minussdot
minussdot=
minussdot
minussdot=
minus
minus=
t t cG
t t cG
t t W
t t W
p
pε
ε = 05464
35Exergia agentului primar la intrare icircn aparat (
1e )
30132248812932398
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
30132
1 =e kJkg
36Exergia agentului primar la ieşirea din aparat (
1e )
5591496594029358257
10
1
1 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
559141 =e kJkg
37Exergia agentului secundar la intrare icircn aparat (
2e )
842474129029304222
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
8424
2 =e kJkg
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1018
38Exergia agentului secundar la ieşirea din aparat (
2e )
921497836029358301
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkg
9214
2 =e kJkg
39Exergia cedată de fluidul primar (∆E 1 )
( ) ( ) 582372559143013221
1
111 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 1 = 372582 kW
40Exergia primită de fluidul secundar (∆E 2 )
( ) ( ) 283256892492144325
2
222 =minus=minus= eeG E ∆ kW
∆E 2 = 256283 kW
41Pierderi de exergie (∆E p )
29911628325658237221 =minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
∆E p = 116299 kW
42Randamentul exergetic (ηex )
7868100582372
283256100
1
2 =sdot=sdot= E
E ex
∆
∆η
ηex = 6878
Bilanţul energetic real
- cantitatea de căldură cedată Q1 = 210753 kJs rarr 100- cantitatea de căldură primită Q2 = 201965 kJs rarr 9583- cantitatea de căldură pierdută Qp = 8788 kJs rarr 477
Bilanţul exergetic
- exergie cedată ∆E 1 = 372582 kJs rarr 100- exergie primită ∆E 2 = 256283 kJs rarr 6878- pierderile de exergie ∆E p = 116299 kJs rarr 3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1118
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
Q2=201965 kJs
Q2rarr9583
Q1=210753 kJs
Q1rarr100 Q p=8788 kJs
Q prarr477
∆E 1=372582 kW
∆E 1rarr100
∆E 2=256283 kW
∆E 2rarr6878
E p=116299 kW
∆E prarr3122
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1218
Analiza bilantului termic43Pierderea specifică de presiune pentru fluidul primar (∆P 1 )
430
19421
910865910
31787
11
21
1
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 1 = 043 bar44Pierderea specifică de presiune pentru fluidul secundar (∆P 2 )
3420
1844325
910865910
08343
22
21
2
21 =
sdot
sdotminus
=
sdot
sdotminus
=sdotminus
==
p
s s sp
cG
S k
P P
W
S k
P P
NTC
P P
∆∆ bar
undeNTC = număr de unităţi de transfer termic de căldură
∆P 2 = 0342 bar
Din tabel- k so rezultă limitele admisibile 1400divide6000 Wm
2C
- R sd rezultă 00002 m2CW
00002 helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 1000000723 helliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
536100020
1000007230=
times= x rarr se recomandă curăţirea ţevilor
- η rezultă 098 rarr ηr = 0958 se recomandă icircmbunătăţirea izolaţiei termice- ∆p rezultă limitele admisibile 015divide05 bar
După luarea măsurilor necesare precum curăţarea aparatajului şi icircmbunătăţirea izolaţiei termice
00020 = sd R m2CW
980 =r η
18
1 =G ms
Mărimi cunoscute
9108=S m2
95
1 =t 0C
53
2 =t 0C
G2 = 2543 kgs
Mărimi necunoscuteQ2 ndash sarcina termică a aparatului
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1318
=
1t 0C
=
2t 0C
a) 310
21
18430
22
1
11
1 =
sdot=
sdot=
G
G p p ∆∆ bar
b) Coeficientul de convecţie (
1α )
45739821
18488369
8080
1
11
1 =
sdot=
sdot=G
Gα α Wm
2C
c) Coeficientul global de schimb de căldură al aparatului curat (
sok )
22391ln
21
1
21
=
sdot++
=
e
i
i
e
p
i so
d d
d d d
k
α λ α
Wm2C
d) Coeficientul global de schimb de căldură (
sk )
596171
=
sdot+=
sd so
so s
Rk
k k Wm
2C
e) Eficienţa termică (ε )
minusminus
minusminus
sdotminus
minus=
max
minmax
max
minmax
1
max
min
1
1
1
W
W NTC
W
W
NTC
eW
W
eε
42min
max =sdot
=W
S k NTC s
min1
1 1W cGW p =sdot=
222 p
cGW sdot=
7790 =ε
f) Sarcina termică a aparatului (
2Q )
( )
2
1min
2 ε sdotminus= t t W Q
( ) 592467779053954275
2 =sdotminus=Q kJ
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1418
g) 217629106
59246753
2
2
2
2
2
2
2
2
=+=+=sdot
+=W
Qt
cG
Qt t
p
0C
h) 6161
4275980
59246795
1
2
1
1
2
1
1
1
=sdot
minus=sdot
minus=sdotsdot
minus=
W
Qt
cG
Qt t
r pr η η
0C
i) Debitul de căldură cedat de fluidul primar (
1Q )
942517980
592467
2
1 ===r
η kJ
942517
1 =Q kJ
j) Debitul de căldură pierdut (
pQ )
3550592467942517
2
1
=minus=minus= QQQ p kJ
3550
= pQ kJ
k) Eficienţa procesului de icircncălzire(
incη )
550
2
1
2
2 =minus
minus=t t
t t incη
550 =incη
l) Eficienţa procesului de icircncălzire(
td η )
( )( )0
1
1
2
22
iiG
iiGtd
minusminus=η
C i 070
= 2932 kJkg
C i 080
= 3352 kJkg
i∆ =C i 080
ndashC i 070
= 3352 k Jkg ndash 2932 kJkg = 42 kJkg
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip i∆ = 42 kJkg
62 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
2610
2642 =times= x kJkg
2i =C i 070 + 26 kJkg = 2932 kJkg + 26 kJkg = 31921 kJkg
2i =31921 kJkg
( )( )
430484239818
04222213194325 =minus
minus=td η
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1518
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1618
C s 080
= 10746 kJkgK
s∆ =C s 080
ndashC s 070
= 10746 kJkgK ndash 09539 kJkgK = 01207 kJkgK
t ∆ = 10 0 Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip s∆ = 01207 kJkgK
6210
Chelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip x
0747010
21612070=
times= x kJkgK
2 s =C s 070 + 00747 kJkg = 09539 kJkgK + 00747 kJkgK = 10286 kJkgK
2 s =10286 kJkgK
( ) ( ) ( ) 7111170286129321319
20
2
2 =sdotminus=minus= sT ie kJkgK
( ) 711117
2 =e kJkgK
-
Exergia cedată de fluidul primar ( )
1 E ∆ ( ) ( ) 54941424093013218
1
1
1
1 =minus=minus= eeG E ∆ kW
1 E ∆ = 414549 kW
- Exergia cedată de fluidul secundar ( )
2 E ∆
( ) ( ) 2623278424711174325
2
2
2
2 =minus=minus= eeG E ∆ kW
2 E ∆ = 327262 kW
- Pierderile de exergie ( )
p E ∆
28787262327549414
2
1
=minus=minus= E E E p ∆∆∆ kW
p E ∆ = 87287 kW
- Randamentul exergetic ( )
exη
7890549414
262327
1
2 === E
E ex
∆
∆η
7890 =exη
Bilanţul energetic- Cantitatea de căldură decată de fluidul primar
942517
1 =Q kJ rarr 100
- Cantitatea de căldură primită de fluidul secundar
592467
2 =Q kJ rarr 98
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1718
- Cantitatea de căldură pierdută
3550 = pQ kJ rarr 2
Bilanţul exergetic
- Exergie cedată
549414
1 = E ∆ kW rarr 100
- Exergia primită
262327
2 = E ∆ kW rarr 7894
- Pierderi de exergie
28687 = p E ∆ kW rarr 2106
Diagramele SANKEY corespunzătoare bilanţurilor pentru regimurile analizate
Diagrama fluxurilor energetice
Diagrama fluxurilor exergetice
1Q =251794 kJ
1
Q rarr100
2Q =246759 kJ
2Q rarr98
pQ =5035 kJ
pQ rarr2
1 E ∆ =414549 kW
8122019 Bilant Energetic Schimbator Caldura Apa
httpslidepdfcomreaderfullbilant-energetic-schimbator-caldura-apa 1818
1 E ∆ rarr100
2 E ∆ =327262 kW
2 E ∆ rarr7894
p E ∆ =87286 kW
p E ∆ rarr2106