BRODSKI POMOĆNI STROJEVI

Παρουσίαση με θέμα: "BRODSKI POMOĆNI STROJEVI"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 BRODSKI POMOĆNI STROJEVI
Izmjenjivači topline

2 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.

3 Podjela rekuperatori regeneratori direktni (izravni) izmjenjivači

4 Rekuperatori istosmjerni protusmjerni križni

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

6 Termodinamičke osnove
PRIJELAZ PROVOĐENJE PRIJELAZ topline topline topline topliji fluid  toplija stijenka  hladnija stijenka  hladniji fluid ║ ▲ ╚═══════► PRIJENOS (PROLAZ) topline ══════════╝

7 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]:

8 Termodinamičke osnove

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

10 Termodinamičke osnove

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

12 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)

13 Termodinamičke osnove
Za dovoljno duge cijevi (L>40d) na unutarnjoj strani vrijedi: Pri čemu su:

14 Termodinamičke osnove
S vanjske strane cijevi vrijedi prema Grimsonu:

15 Termodinamičke osnove

16 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. Broj redova 10 8 6 4 2 1 fZ 0.98 0.95 0.88 0.79 0.7

17 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.

18 Moodyev dijagram

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

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

21 Pad tlaka na strani ulja

22 Konstrukcija Cijevni izmjenjivači

23 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

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

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

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

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

28 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