DIO: Izmjenjivači topline DIJELOVI INSTALACIJA DIO: Izmjenjivači topline

Izmjenjivači topline Termoenergetski uređaji u kojima se izmjenjuje toplina između dvije struje tekućina. Koriste se u brodskim sustavima: hlađenja motora, ulja za podmazivanje, zraka za prednabijanje, goriva, tereta.

Izmjenjivači topline Termoenergetski uređaji u kojima se izmjenjuje toplina između dvije struje tekućina. Koriste se u brodskim sustavima: hlađenja motora, ulja za podmazivanje, zraka za prednabijanje, goriva, tereta.

Podjela rekuperatori regeneratori direktni (izravni) izmjenjivači

Rekuperatori istosmjerni protusmjerni križni

Termodinamičke osnove Izmjena topline može biti: provođenje (kondukcija), konvekcija, zračenje (zanemarivo). Stijenka koja odvaja dvije struje tekućina je cijevnog ili pločastog oblika.

Termodinamičke osnove

Termodinamičke osnove Toplinski tok u protusmjernom pločastom rekuperatoru: k ... koeficijent prolaza topline [W/m2K], A ... površina preko koje se izmjenjuje toplina [m2], Δm, log ... srednja logaritamska razlika temperatura [K]:

Termodinamičke osnove

Termodinamičke osnove Toplinski tok u protusmjernom cijevnom rekuperatoru: L ... duljina cijevi [m] k ... koeficijent prolaza topline [W/mK]

Termodinamičke osnove

Termodinamičke osnove U proračunima se koristi sljedeći izraz: pri čemu se otpori uslijed onečišćenja određuju iskustveno.

Termodinamičke osnove Općenito se koeficijent prijelaza topline računa kao: Nu … Nusseltova značajka, Pr ... Prandtlova značajka, Re ... Reynoldsova značajka (bitna kod prisilnog strujanja), Gr ... Grashoffova značajka (bitna kod prirodnog strujanja)

Termodinamičke osnove

Termodinamičke osnove

Termodinamičke osnove

Termodinamičke osnove Ako je broj redova cijevi manji od 10, koeficijent prijelaza topline se smanjuje za faktor prema tablici: Koeficijent prijelaza topline za pločaste izmjenjivače nije moguće jednoznačno odrediti. Određuje se toplinski tok za jednu ploču u ovisnosti o razlici temperatura na ulazu te prema tome potreban broj ploča.

Proračun pada tlaka Kroz cijevi: Linijski pad tlaka Lokalni pad tlaka λ je faktor trenja i određuje se prema Moodyevom dijagramu. ξ je faktor dodatnog otpora i određuje se prema tablicama.

Moodyev dijagram

Lokalni gubici utjecanje u veliki spremnik  = 1 ušće (uvaljana cijev)  = 0.5 zakretanje protoka u cijevi za 180 °:

Pad tlaka na strani ulja Po formuli: gdje je: … Eulerov (kavitacijski) broj

Pad tlaka na strani ulja

Konstrukcija Cijevni izmjenjivači

Cijevi su uvaljane u pregradu komore, u nekim slučajevima zavarene ili zalemljene Prirubnice napravljene prema standardima i moguće ih je rotirati za po 90° Prirubnice velikog promjera zbog manje potrebne brzine i manjeg pada tlaka Cijevi od bakra, admiralitetske mjedi, legure bakra i nikla, nehrđajućeg čelika ili titana Komore od čeličnog lijeva, bronce ili nehrđajućeg čelika Plašt od mjedi ili nehrđajućeg čelika Zazori u pregradama trebaju biti što manji kako bi se smanjilo prostrujavanje tekućine 1, 2 ili 4 prolaza Postolje je podesivo zbog lakše montaže

Pločasti izmjenjivači Sastoje se od blisko postavljenih ploča između kojih naizmjenice struje toplija i hladnija tekućina.

Pločasti izmjenjivači rastavljivi zabrtvljeni nerastavljivi zavareni (čelik) zalemljeni (bakar)

Pločasti izmjenjivači Konfiguracija i oblika ploča se bira kako bi se intenzivirale turbulencije i povećao koeficijent prijelaza topline.

Usporedba cijevnih i pločastih izmjenjivača topline ekonomske značajke pogonske značajke težina i dimenzije pouzdanost

Hladnjak ulja za podmazivanje Morska voda Ulje za podmazivanje SAE 30 Protok [m3/h] 310 270 Promjena temperature [°C] s 32 na 34.1 s 50.7 na 45 Dozvoljeni pad tlaka [bar] 0.5 (0.2) 1.0 (0.5) Izmijenjena toplina [kW] 735.6 Pločasti Varitherm 805 HV Cijevni H2 711/2750 Površina za izmjenu topline [m2] 74 147 Koeficijent prolaza topline – čisto [W/m2K] 813 386 Koeficijent prolaza topline – prljavo [W/m2K] 669 350 Broj ploča/cijevi 153 1460 Dimenzije ploče/cijevi 0.49 m2 12x1 Pad tlaka ulje/voda [bar] 0.98/0.51 0.98/0.31 Duljina/visina/širina [mm] 2052/910/1578 3576/860/970 Materijal površine i debljina stjenke [mm] Titan, 0.6 CuZn21Al12, 1 Težina praznog [kg] 1391 2790 Duljina za izvlačenje cijevnog registra [mm] - 2750

Hvala na pažnji!