Author Topic: Beleg Wärmeübertrager 09/10 (Read 37804 times)

Litschi · « **Reply #30 on:** January 12, 2010, 08:00:11 pm »

da hilft nur eins: geringe werte dort annehmen wo du was raussuchen musst^^

ne,witz.

strömungsgeschwindigkeit runtersetzen bzw querschnitt erhöhen, für laminare strömung sorgen, keine scharfen Ein/Ausläufe etc.

Heusch · « **Reply #31 on:** January 14, 2010, 02:26:22 pm »

VDI-Wärmeatlas:
http://www.bombentrichter.de/showthread.php?p=136429#post136429

Sw00p · « **Reply #32 on:** January 14, 2010, 04:08:08 pm »

Ich habe gerade k für den sauberen Zustand berechnet. Dabei bin ich mir aber nicht sicher, ob ich auf der Kondensationsseite mit der richtige Formel gerechnet habe. In der Übung haben wir ja die Formel für "Filmkondensation von ruhenden oder schwach bewegten reinen Dämpfen" benutzt (im Wärme- und Stoffübertragungsumdruck auf S. 20).
Jetzt stellt sich mir die Frage, ob ich das machen kann oder ob ich nicht eher auf Seite 21 "Filmkondensation bei strömenden Dampf" nehmen muss.
Kann ich irgendwie die mittlere Strömgeschw. des Dampfes berechnen?
Danke

Quickley · « **Reply #33 on:** January 15, 2010, 01:58:41 pm »

Moin,

kann mir vielleicht einer erklären, wie ich alpha_innen und alpha_außen in meinem Wärmeübertrager ermittel?

Wasser:
Eintritt: 208 °C
Austritt: 252 °C
Massenstrom: 302 kg/s
Druck: 26,8 MPa

Dampf:
Eintritt: 384 °C
Austritt: t_s=254 °C
Massenstrom: 29 kg/s
Druck: 4,26 MPa

Mir ist nicht so klar, welche Formel ich anwenden muss. Fakt ist, dass im Rohr eine turbulente Strömung herrscht. Habe ich aufgrund der hohen Temperaturen im Rohr Blasensieden? Oder nehme ich einfach die Formel, die Dr. Hiller in der Übung benutzt hat? Wenn ich alles so mache, wie in der Übung, wird am Ende mein k_Rechnung viel zu klein. Mein alpha_innen liegt dann bei ca. 12800 W/(m^2*K) und mein alpha_außen bei ca. 1200 W/(m^2*K). Das kann doch nicht sein, oder? zumindestens erscheint mit alpha_außen viel zu klein. Ich bin für jeden Tipp dankbar.

Schönen Gruß

Quickley

mr.te · « **Reply #34 on:** January 15, 2010, 08:55:23 pm »

Hallo!

Mir wäre es hilfreich eine grundlegende Herangehensweise zu haben (speziell NDV), also was genau muss berechnet werden und in welcher Reihenfolge?

In der Übung kamen sicherlich alle Elemente dran, allerdings finde ich sie konfus, eben den Zusammenhang und das warum-jetzt-gerade-was berechnet wird nicht erkennbar. :nudelholz:

Kann mir (ich denke auch vielen anderen) da jemand helfen?

thx

mr.te · « **Reply #35 on:** January 15, 2010, 09:22:19 pm »

keine Ahnung aber vielleicht nütz dir der Wissensspeicher TT Teil WÜ Punkt 4.1 und 4.2.3 b) etwas...

mr.te · « **Reply #36 on:** January 15, 2010, 10:04:04 pm »

Quote from: Sw00p

Ich habe gerade k für den sauberen Zustand berechnet. Dabei bin ich mir aber nicht sicher, ob ich auf der Kondensationsseite mit der richtige Formel gerechnet habe. In der Übung haben wir ja die Formel für "Filmkondensation von ruhenden oder schwach bewegten reinen Dämpfen" benutzt (im Wärme- und Stoffübertragungsumdruck auf S. 20).
Jetzt stellt sich mir die Frage, ob ich das machen kann oder ob ich nicht eher auf Seite 21 "Filmkondensation bei strömenden Dampf" nehmen muss.
Kann ich irgendwie die mittlere Strömgeschw. des Dampfes berechnen?
Danke

Volumenstrom / Rohrquerschnitt?
Volumenstrom = Massenstrom /Dichte

Sw00p · « **Reply #37 on:** January 15, 2010, 11:27:28 pm »

Mir geht es um den Massenstrom um die Rohre. In den Rohren kann ich den schon berechnen. Das kriege ich schon hin

Um die Rohre könnte ich zwar eine mittlere durchströmte Fläche berechnen. Aber die Dichte ändert sich ja durch die Kondensation sehr schnell, weswegen ich da nicht sicher bin, ob das zielführend ist.

@Quickley

Was hast du denn überhaupt? Ich vermute jetzt einfach mal spontan auf Grund des Drucks einen HDV. Da sollte das Wasser in den Rohren aber nicht Sieden sondern sich einfach nur erwärmen. Also brauchst du einfach nur die Formel für erzwungene Konvektion in Rohren.

Auf der Außenseite hab ich bei mir die Formel für "Filmkondensation von ruhenden oder schwach bewegten reinen Dämpfen", wie ich weiter oben ja schon geschrieben habe. Allerdings bin ich mir nicht sicher, ob das so in Ordnung ist.
Bei dir ist es ja aber keine reine Kondensation, also musst du wohl auch noch den erzwungenen, konvektiven Wärmeübergang durch ein Rohrbündel berechnen, denke ich.

@mr.te

Was genau willst du wissen? Zuerst würde ich alle thermodynamischen Größen berechnen. Dann Wärmeübertragerflächen und Strömungsquerschnitte und Rohrgeometrien. Danach halt k nachrechnen, Festigkeit überprüfen, Druckverlust bestimmen und Schwingung berechnen.

Quickley · « **Reply #38 on:** January 16, 2010, 08:52:28 am »

@Sw00p

Steht doch im Betreff um welchen Beleg bzw. WÜ es sich handelt.

Also ich habe nun schon sämtliche Formeln ausprobiert, aber es kommen jedes mal merkwürdige Werte für alpha_innen raus. Das mit der erzwungenen Konvektion im Rohr leuchtet mir ein, aber was außen passiert kann ich nicht ganz nachvollziehen.

Außen gibt es ja so gesehen 2 Bereiche. Den Überhitzten Dampf und dann ein 2-Phasengebiet. Muss ich da eventuell für jeden Bereich mein alpha_außen seperat berechnen? Bei der Berechnung der Wärmeübertragerfläche ist man ja auch von 2 Bereichen ausgegangen. Kann das stimmen? Dann würde ich am Ende auf 4 Werte für alpha kommen. 2 mal alpha_innnen und 2 mal alpha_außen. Nur wie rechne ich damit weiter?

Sw00p · « **Reply #39 on:** January 16, 2010, 10:34:26 am »

Oh, ja ... wenn man die Antwort schreibt, steht der Betreff nicht mehr da ^^

Und ja, ich denke, dass es bei dir 2 Bereiche sein müssten, die du sepperat berechnest. Also hast du ein Alpha für innen (die Strömung ändert sich ja nicht grundlegend) und 2 Alpha für außen. Damit bekommst du 2 verschiedene k-sauber.
Jetzt musst du natürlich noch rausfinden, für welchen Teil der Wärmeübertragerfläche die beiden Werte gelten. Ich würde es so machen, dass ich schaue, nach welcher Fläche der Dampf Siedetemperatur erreicht (mit Hilfe des ersten k-sauber).
Wenn du die Fläche kennst, kannst du einen gewichteten Mittelwert der beiden ks bilden und kennst dadurch dein gesamt k-sauber.

Das ist jetzt hier aber mehr oder weniger alles Spekulation. Die Rechnung sollte so zwar korrekte Ergebnisse liefern aber ich kann mir halt auch vorstellen, dass Dr. Hiller da irgendwelche Vereinfachungen machen würde.

Quickley · « **Reply #40 on:** January 16, 2010, 10:56:27 am »

Die Frage bei der Sache ist nun aber mit welcher Bezugstemperatur ich den Außenbereich händel.

Im Wissenspeicher und auch in der Übung sind wir vom Mittelwert aus Siede- und Wandaußentemperatur ausgegangen. Da müsste ich dann ja eventuell 2 Verschiedene Wandaußentemperaturen ermitteln um auch 2 unterschiedliche Bezugstemperatueren zu bekommen. Ich versuch das gleich mal.

Eine andere Frage: Sollen wir den Temperaturkorrekturfaktor eigentlich iterativ ermitteln, oder reicht es, dass wir ihn bei 1 annehmen?

Noch eine Frage: Wie genau habt ihr Lambda_Rohr bestimmt? Habt ihr da auch alle Eintritts- und Austrittstemperaturen addiert und durch 4 geteilt? Müssen wir den Wert interpolieren, oder reicht es auch, wenn wir aus der Tabelle in der Übung einen etwas schlechteren Wert annehmen (würde ja eine gewisse Sicherheit reinbringen).

@Sw00p: Warum willst du die Dampfströmgeschwindigkeit ausrechnen? Willst du damit gucken, ob die Strömung außen turbulent oder laminar ist? Ich würde da glaube ich auch nur das Mitteln von ein und Austrittsgeschwindigkeit berechnen.

Sw00p · « **Reply #41 on:** January 16, 2010, 11:20:12 am »

Wenn du die Alpha_außen so bestimmen willst, wie ich es machen würde, musst du 2 Wandtemperaturen ermitteln und damit dann auch 2 Bezugstemperaturen.

für Lambda hab ich bei mir die mittlere Temperatur in den Rohren genommen und dann das Lambda interpoliert. Das ist zwar für die Wandtemperatur nicht korrekt, aber das macht zumindest bei mir eh so gut wie keinen Unterschied aus. Wenn ich die höchste Temperatur im System nehmen würde hab ich ca. 0.5% weniger Leitfähigkeit als mit der niedrigsten Temperatur.

Ich wollte die Dampfgeschwindigkeit ermitteln, um rauszufinden, ob ich im Wärme- und Stoffübertragungsumdruck nach 4.1 rechnen kann oder nach 4.2 rechnen muss.

mr.te · « **Reply #42 on:** January 16, 2010, 11:46:47 am »

@Quickley: "Sollen wir" Iterativ oder nicht? Ich glaube bei diesem Beleg gibt es nicht so viel "sollen". Du musst selbst entscheiden was du für richtig hältst und kannst ggf. nachfragen ob das so o.k. ist...
Das Problem mit den Mitteltemperaturen steht hier schon relativ häufig im Forum. Um die sich ändernde Temperaturdifferenz entlang eines Rohres zu ermitteln benutzt man die mittlere Temperaturdifferenz (TT WÜ 2.3.3, Differenz der DELTA-T's durch Logarhythmus von deren Quotient) UND BEACHTET DABEI was genau deltaT1 bzw. 2 bei Gleich- und Gegenstrom bedeuten.

Mein Problem bei der Berechnung der WÜ-Flächen ist folgendes:
Der Dampf wird ja nicht wirklich entlang oder entgegen der Rohre geleitet, sondern im Zickzack wegen der Leitbleche ( =Kreuzstrom?).
In welcher Form kann ich das rechnerisch beachten? Oder "sollen wir"

das irgendwie wegidealisieren?

Sw00p · « **Reply #43 on:** January 16, 2010, 11:59:22 am »

Wir sollen alle WÜ-Flächen als Gegenströmer betrachten. Wurde eigentlich immer wieder so gesagt in der Übung und der Vorlesung.

Quickley · « **Reply #44 on:** January 16, 2010, 12:05:24 pm »

@mr.te:

Ehm danke für den Tipp, aber das mit der Temperaturdifferenz im Rohr habe ich gar nicht gefragt. Oder kann man damit das Lambda_Rohr berechnen und ich stehe gerade irgendwie aufm Schlauch?

Wir sollen den WÜ meiner Meinung nach als Gegenströmer betrachten. mit TT WÜ 4.2.3 f) und folgende kann man da auch einige Brechnungen zu anstellen.

@sw00p:

rein gefühltsmäßig würde ich schon sagen, dass die mittlere Strömgeschwindigkeit von den Geschwindigkeiten am Ein- und Austrittsstutzen abhängt. Bei mir kommt der Dampf mit 40 m/s rein und mit 2 m/s raus. Ich sag einfach mal, dass das kein schwach bewegter Dampf mehr ist.