Súprudový rúrkový výmenník tepla

1. Máte výmenník tepla podľa konkrétneho zadania, ktoré nájdete v tabuľke na konci zadania a v 5. úlohe. Nakreslite schému výmenníka tepla.

2. Uveďte dynamický matematický model výmenníka tepla aj s podmienkami potrebnými na jeho riešenie.

3. Uveďte číselné hodnoty konštát v modeli: časových konštánt, rýchlostí prúdení a prípadne zosilnení.

4. Uveďte model výmenníka v rovnovážnom stave ako spojitého systému a potom aj po diskretizácii.

5. V rovnovážnosm stave vypočítajte teplotný profil súprudového rúrkového výmenníka tepla, v ktorom sa ohrieva 1100 kg.h^-1 petroleja s hustotou 810 kg.m^-3 a špecifickou tepelnou kapacitou 2,1.10³ J.kg^-1.K^-1. Petrolej je zohrievaný 400 kg.h^-1 horúcej vody. Vnútorná medená rúrka má vnútorný priemer 25 mm, hrúbku steny 1,5mm, tepelnú vodivosť 395 W.m ^-1K^-1, hustotu 8930 kg.m^-3 a špecifickú tepelnú kapacitu 385 J.kg^-1K^-1. Vonkajšia rúrka má vnútorný priemer 50 mm. Koeficient prestupu tepla prúdením zo steny do petroleja je 750 W.m^-2.K^-1 a z vody do steny 1480 W.m^-2.K^-1. Výmenník je dokonale izolovaný. Výmenník má dĺžku 10 m. Pri diskretizácii predpokladajte, že výmenník máte deliť na 5 úsekov. Výsledky spraczujte do tabuľky i graficky.

6. Uveďte matice lineárneho stavového opisu dynamického modelu po diskretizácii na 5 úsekov.

7. Sledujte po diskretizácii na 5 úsekov, ako sa mení teplota petroleja a ohrevnej vody na výstupe z výmenníka tepla pri skokovej zmene teploty vody na vstupe do výmenníka z pôvodnej teploty na teplotu o 10^o nizsiu. Výsledky spracujte graficky.

8. V závere protokolu zhodnoťte svoje pozorovania.

Číslo študenta	Usporiadanie	n-kapacitný	médium vo vnútornej rúrke	médium vo vonkajšej rúrke	vstupná teplota petroleja ^oC	vstupná teplota vody ^oC
12	súprudové	3	voda	petrolej	15	85
14	súprudové	3	voda	petrolej	25	95