W; rmetauscher Wasserforum - A Wasserforum internetes portál fóruma - A
"Ha most azt feltételezem, hogy a hőcserélőnek állítólag 100 kW-ot kell átvinnie, és a folyamatnak 1 órás ideje van, ami 100 kWh-t eredményezne ?"
Pontosan, eltekintve attól, hogy a W nagybetűs.
"vagy ha a folyamatnak 20 perc alatt be kell fejeződnie, miközben ez 100kwh * 60/20 = 300kwh lenne, és ezt aztán kcal-ba konvertálhatom! Valóban ilyen egyszerűnek kell lennie a számítással?"
Ez a számítás teljesen téves. A számítás elvileg nagyon egyszerű, de csak akkor, ha helyesen értette az alapokat. Alább található egy kis útmutató.
- Akkor miért csinál mindenki egy ilyen táncot arról, milyen nehéznek és időigényesnek kell lennie?
Mert ez sem olyan egyszerű.
"Természetesen egyértelmű, hogy figyelembe kell venni a lerakódások és a hőcserélőben való tökéletlen hőátadás tényezőit, de valójában nagyon egyszerű."
A hőcserélő kiszámítása/kialakítása még lerakódások nélkül sem egyszerű. Mivel a hőcserélő felületekhez általában jó hővezető képességű anyagot használnak, a hőátadási tényező szinte teljes mértékben a hőcserélő felület mindkét oldalán lévő hőátadási együtthatótól függ. A hőátadási együtthatók meghatározása egyszerű, általánosan érvényes egyenletekkel nem sajátítható el, különféle, kísérletileg meghatározott közelítési egyenletek léteznek, amelyek bizonyos paramétertartományokra érvényesek. Ezen egyenletek használatához úgynevezett dimenzió nélküli paraméterekkel kell dolgozni (pl. A híres Reynolds-szám). Ez nem feltétlenül nagyon bonyolult, de legalább meg kell szokni.
Ha ez egyik sem riasztja el, különféle releváns egyenleteket talál a folyamatmérnöki, folyadékmechanikai stb. Tankönyvekben, a vonatkozó tudományos publikációkban vagy a VDI hő atlaszában.
Ezután valamit a hőmérséklet-különbségről, amely szükséges a (annyira gyönyörűen egyszerű megjelenésű) hőáramlási egyenlet alkalmazásához
Q. = k * A * Delta-T
(Q. = Delta-Q/Delta-t = hőáram, k = hőátadási tényező, Delta-T = hőmérséklet-különbség)
szükség van rá.
A legegyszerűbb esetben 4 hőmérséklet van a WT-n (szubsztrát Sub és hűtőfolyadék KM, be- és kiáramlás): T (Sub, In), T (Sub, Ab), T (KM, In) és T (KM, Ab) . Ebből 6 különböző hőmérséklet-különbséget lehet létrehozni egyszerű kivonással. Melyik a megfelelő? (Játékosoknak: írja le a választ egy darab papírra, majd olvassa tovább.)
Válasz: Általában a 6 Delta-T közül egyik sem a megfelelő. Csak az ellenáramú hőcserélőkben, amelyekben az aljzat és a hűtőfolyadék áramlása úgy van méretezve, hogy hőteljesítmény-áramlásuk egyenlő legyen, van állandó T (Sub) -T (KM) a teljes hőcserélőn, tehát T (Sub, To) -T (KM, Ab) = T (Sub, Ab) -T (KM, Zu) = Delta-T. Ellenkező esetben az úgynevezett logaritmikus hőmérséklet-különbséget a 4 (remélhetőleg) ismert T (Sub, Zu), T (Sub, Ab), T (KM, Zu) és T (KM, Ab) hőmérsékletből kell kiszámítani, és be kell illeszteni a fent említett hőáram-egyenletbe.
További információkért lásd a tankönyveket, és megtalálhatja azokat az interneten is.
A watt körüli mértékegységekkel kapcsolatban gyakran lehet hátborzongató ábrázolásokat találni, például a köröm gördülését "kW/h".
Nyilvánvalóan alig laikusok tudják helyesen kezelni ezeket az egységeket, talán egyszerűen azért, mert ennek a mértékegységnek nincs megfelelője a mindennapi életben. Ezért itt próbálunk elmagyarázni:
A víznek és az energiának legalább egy közös vonása van: megmérheti és meghatározhatja azok mennyiségét. A vízmennyiség (pontosabban - tömeg) mértékegysége ebben az országban általában a kg, az energiamennyiségre J (Joule) (vagy kJ = 1000 J).
Állandó vízáramlás mellett (pl. Csap alatt) bizonyos mennyiségű víz áramlik időegységenként (pl. Egy edénybe). A víz áramlását általában kg/s, kg/perc vagy kg/h értékekben adják meg. A vízhozamnak nincs saját mértékegysége.
Az energiaáramlás (például az elektromos csatlakozóaljzatból a készülékbe folyamatosan áramló hőenergia vagy a fűtött épületből a falakon keresztül a hűvös kültérbe folyamatosan áramló hőenergia) kJ/s, kJ/perc vagy kJ értékben vízárammá alakítható./h (természetesen kJ/napban stb. is). A vízárammal ellentétben az energiaáramlásnak megvan a maga kifejezése, nevezetesen a "teljesítmény", és a saját egysége, a watt. 1 W = 1 J/s, vagy 1 kW = 1 kJ/s. Az általános műveltség szempontjából a Watt-egység bevezetése valószínűleg rossz szolgálatot tett.
Ha ma például egy vízforraló azt mondaná: "Elektromos teljesítmény: 1500 J/s", akkor a legtöbb ember valószínűleg azonnal felismeri, hogy ez a vízforraló üzem közben 1 J alatt 1500 J (= 1,5 kJ) elektromos energiát fogyaszt. (itt: hőenergiává alakítva), logikusan 15 kJ 10 másodperc alatt, és 5400 kJ 1 óra alatt. Ahogy 1, 5 kg/s vízhozamú csapból 5400 kg víz folyna ki 1 óra alatt (igaz, nem mindenkinek van ilyen nagy méretű csapja). A kW-val és kWh-val viszont sokan láthatóan nem tudnak megbirkózni.
Ha időegységgel elosztva az energiaegység egységgé válik, akkor fordítva, ha időegységgel megszorozzuk, akkor a teljesítményegység átalakítható energiaegységgé. A kW teljesítményegység az energia (mennyiség) egység kWh-vá válik, ha azt megszorozzuk 1 órával.
1 kWh = 1 kW * 1 h = 1 kJ/1 s * 1 h = 1 kJ/1 s * 3600 s = 3600 kJ.
Ekkor valószínűleg egyértelmű, hogy mi tévedett itt: ". Ha a folyamat 20 perc alatt befejeződik, miközben 100kwh * 60/20 = 300kwh." "Folyamathoz" (például egy bizonyos mennyiségű folyadék felmelegítéséhez) általában szükséges bizonyos mennyiségű energia *, például 100 kWh. Nem számít, hogy ennek a folyamatnak 10 percig, 20 percig vagy 60 percig kell-e tartania (a gyakorlatban is legalább megközelítőleg), 100 kWh-ra mindenképpen szükség van. Csak a szükséges teljesítmény különbözik: 60 perc (= 1 óra) időtartam esetén 100 kWh/1 óra = 100 kW, 20 percig 100 kWh/20 perc = 100 kWh/(1/3 óra) ) = 300 kW.
A gyakran talált hibás információk tekintetében a kW/h (kWh helyett): a kW/h nem az energiamennyiség mértékegysége, hanem a teljesítménygyorsulás mértékegysége. Ha például a Ferrari kezdő sofőrje egyre bátrabb lesz, és lassan lenyomja a gázpedált, akkor a motor teljesítménye 10: 00-kor 120 kW, 10: 30-kor 160 kW, 11: 00-kor 200 kW lehet. végül 11: 30-kor 240 kW-nál. Az egész akkor átlagosan 80 kW/h teljesítménygyorsulás lenne.
Ha valóban számítanod kell a régi kcal-ra, akkor természetesen ezt a megfelelő módon megteheted. Mivel 1 kcal = 4,186 kJ, 1 kcal/s = 4,186 kJ/s = 4,186 kW. És 1 kcal/h = 1 kcal/3600 s = 1/3600 kcal/s = 4,186/3600 kJ/s = 0,001863 kW. Mivel erre nincs külön tápegység (pl. 1 kHu ("kilohunger") 1 kcal/s-ra), legalább az egyik nem jár kHuh-val (kilohunger óra) és hasonlókkal. konfliktusban.
például ha megnézi a Google nénit, akkor ezt találja:
1 kcal ("kilokalória") = 4190 J = 0,001164 kWh
Amikor közelebb kerültem a hőcseréhez, akkor is kalóriával számoltam (abban az időben könnyű volt észrevenni, amikor a vizet 1 ° C-kal hevítették), vagyis Q-nak kal vagy kcal volt az egysége.
A "hőátadási együtthatót" k akkor hívtuk meg, amikor a hőátadási együtthatót kcal/mІ * h * fok mértékegységgel adtuk meg. De a számításnak ma is ugyanannak kell lennie. Figyelembe veszi az 1. közeg hőátadását a falon (alfa 1), a falon keresztüli hőátadást (falvastagság s/a lambda anyag hővezetési tényezője) és a 2. közegben a hőátadást a falról (alfa 2), és a következő képlet segítségével írták le: 1/k = 1/Alpha 1 + s/Lambda + 1/Alpha 2. s és Lambda könnyen meghatározható vagy megkereshető. Az alfa értékek nemcsak a közegtől, hanem az áramlástól is függenek, és például 2000 és 4000 kcal/m * * h * fok közötti csövekben áramló vízre vonatkoznak. A pontosabb értékek eléréséhez további számításokra van szükség, amelyek közül csak néhány alapvető kifejezés, például Nusselt-szám, Prandel-szám (néhány nappal ezelőtt volt).
Talán a magyarázatom még jobban segít Önnek, még akkor is, ha nem teljesen teljes és az egységek tekintetében nem "naprakész".