Schätzen der Oberfläche einer in einen Tank eingetauchten Dampfschlange

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Ich wurde beauftragt, eine Dampfschlange zu entwerfen, die in einen Tank eingetaucht wird, um die Flüssigkeitstemperatur über 25 ° C zu halten (aber 40 ° C nicht zu überschreiten), und ich muss deren Oberfläche und Länge berechnen. Die Flüssigkeit ist ein hochviskoser Ölzusatz und wird nicht gerührt.

Mein Ansatz war die Berechnung der Gesamtenergie, die zum Erhitzen der Spule benötigt wird, unter Verwendung von Q=m.cpΔT . Dabei ist m die Flüssigkeitsmasse im Tank, cp die spezifische Wärmekapazität der Flüssigkeit und ΔT die Differenz zwischen der Anfangstemperatur der Flüssigkeit (25 ° C) und der Temperatur, bei der sie gehalten werden sollte (~ 35–40 ° C). .

Dann habe ich diese Energie mit gleichgesetzt UAΔTm, der vom Dampf abgegebenen Energie, wobei U der Gesamtwärmekoeffizient für Dampf ist, A die äußere Oberfläche der Spule ist und ΔTm die logarithmische mittlere Temperaturdifferenz ist.

Ich gehe davon aus, dass dieser Ansatz korrekt ist, bezweifle aber meine Berechnungen, weil

  1. Es passt nicht zum Immersion Coil Surface Area Calculator zum Heizen mit Dampf
  2. Es scheint ziemlich groß zu sein

Abgesehen von den oben genannten Temperaturen sind dies die einzigen Parameter, die mir vom Unternehmen zur Verfügung gestellt wurden:

  • Innendurchmesser des Tanks = 3.35m
  • Außendurchmesser des Tanks = 3.6m
  • Tankhöhe = 6.5m
  • Dichte der Flüssigkeit = 850kg/m3
  • Viskosität der Flüssigkeit = 30,000Cst
  • Druck, mit dem Dampf in die Leitung eintritt = 150psi
  • Aufheizzeit von 2hours(7200s)
  • 2(0.0508m)

Also hier ist die Rechnung, die ich gemacht habe:

Mfluid=Vρ=PI3.3526.54850=49000kg

Unter der Annahme , die sein ,Cp1800J/kg.K

Q=490001800(4025)=1.323GJ

Ich schätzte auf Verwendung von:ΔTm86

(ΔT1ΔT2)ln(ΔT1/ΔT2)

Mit ist der Einlassdampf - die Endtemperatur des Fluids = 145 ° C. Mit ist der Auslassdampf - die Anfangstemperatur des Fluids = 45 ° C (Ich habe den Auslassdampf auf etwa 100 ° C geschätzt.T 2T1
T2

Nimmt man den auf 100 ( geschätzt von dieser Seite ),Ufactor

A = 1,323 GJ / (100 · 86 · 7200) = m² .21m2

Und die entsprechende Länge wäre und . Offensichtlich stimmt hier etwas (oder ein paar Dinge) nicht, da ich nicht glaube, dass der Tank so groß sein kann. Daher wäre ich dankbar, wenn mir jemand hilft, wenn ich etwas falsch gemacht habe.πDL=AL=131m

dnc123
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Der T1 T2 Absatz ist mir sehr unklar.
Paparazzo
checalc.com/solved/tankcoil.html Ich habe dies als Referenz verwendet.
DNC123

Antworten:

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Zu beachten ist, dass Rohre, die zum Heizen wie dieses verwendet werden, normalerweise zur Vergrößerung der Oberfläche „gerippt“ sind - Rippen können kleine Scheiben sein, die am Rohr angebracht sind, oder sogar Drahtschlaufen -, die sowohl die Oberfläche massiv vergrößern als auch die erforderliche Länge verringern.

In diesem Artikel wird das Rippenrohr erläutert, obwohl es Wärme sammelt: Die Leistung eines in einen Warmwasserspeicher getauchten Rippenrohr-Wärmetauschers: Die Auswirkung der Ausrichtung des Wärmetauschers .

Solar Mike
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