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Von der Flüssigphase in die Gasphase – wie berechnet man die Wärmeaustauschoberfläche bei konstanter Temperatur?

2015-10-13View Original

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Flüssiger Kohlendioxid wird im Verdampfer zu gasförmigem Kohlendioxid. Angenommen, die Temperatur ändert sich nicht, es findet nur ein Zustandswechsel statt – wie kann man dann mit der Formel „Wärmeübergabekraft = Wärmeübergabefläche * (Wärmeübergangskoeffizient * Temperaturdifferenz)“ rechnen?
Reply #22015-10-13
Das kann man auch berücksichtigen: Die Temperaturen am Eingang und Ausgang des Kaltstroms bleiben unverändert, doch beim Warmstrom gibt es einen Temperaturunterschied. Somit ist die Wärmelast bekannt. Zunächst wird der Wärmeübergangskoeffizient berechnet, anschließend kann die Wärmeaustauschoberfläche ermittelt werden.
Reply #32015-10-13
Dieser Beitrag wurde zuletzt von kangqiaowuyun1 am 13.10.2015 um 14:44 bearbeitet. Ich verwende einen Verdampfer mit Wasserkreislauf – das Wasser im Außenkreislauf wird durch Dampf erhitzt. Ich kann keinen Temperaturunterschied auf der Seite des Außenkreislaufs feststellen: Am Eingang liegt die Temperatur bei -30 Grad Celsius, am Ausgang ebenfalls bei -30 Grad Celsius. Es findet somit nur eine Phasenänderung statt.
Reply #42015-10-13
Dafür werden in der Regel Erfahrungswerte verwendet.
Reply #52015-10-13
Es kann anhand der Verdampfungswärme von flüssigem Kohlendioxid berechnet werden.
Reply #62015-10-13
Angenommen, es handelt sich nur um gasförmige Stoffe, bei Wärmeaustausch von -30°C auf 50 Grad Celsius, wobei die Temperatur im Außenkreis konstant bei 50°C liegt und das Durchflussvolumen 1200 KG/Stunde beträgt – wie wird dann die Wärmeaustauschfläche berechnet? Die spezifische Wärmekapazität von CO2 wird mit 1 kJ/kg angenommen. C, die Wärmeübergabekraft beträgt 1*80*1200=96000 Kj=26,7 kW. Nun ist bekannt, dass der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient der Edelstahl-Wärmeaustauschrohre bei k=17 liegt. Es fehlt jedoch noch eine Bedingung: Wie groß ist der Temperaturunterschied auf der anderen Seite? Q=A*(K*△T). . Wie berechnet man die Wärmeaustauschfläche?
Reply #72015-10-13
Angenommen, es handelt sich nur um gasförmige Stoffe, bei Wärmeaustausch von -30°C auf 50 Grad Celsius, wobei die Temperatur im Außenkreis konstant bei 50°C liegt und das Durchflussvolumen 1200 KG/Stunde beträgt – wie wird dann die Wärmeaustauschfläche berechnet? Die spezifische Wärmekapazität von CO2 wird mit 1 kJ/kg angenommen. C, die Wärmeübergabekraft beträgt 1*80*1200=96000 Kj=26,7 kW. Nun ist bekannt, dass der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient der Edelstahl-Wärmeaustauschrohre bei k=17 liegt. Es fehlt jedoch noch eine Bedingung: Wie groß ist der Temperaturunterschied auf der anderen Seite? Q=A*(K*△T). . Wie berechnet man die Wärmeaustauschfläche?
Reply #82015-10-13
Ersteller, bei der Wärmeübertragungsberechnung wird in der Regel die logarithmische Mitteltemperaturdifferenz zwischen den beiden Übertragungsflächen verwendet – und nicht die Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Ausgang des gleichen Mediums. Hier haben Sie -30°C und 50°C – es gibt keinen Temperaturunterschied zwischen Eingang und Ausgang. Dann ist die Rechnung ganz einfach: 30 + 50 = 80°C. Gleichzeitig darf man nicht nur die Wärmeleitfähigkeit der Edelstahl-Wärmetauscherrohre berücksichtigen, sondern auch die Konvektionswärmeübertragung durch das Wasserbad und Kohlendioxid.
Reply #92015-10-14
Guten Tag, Herr Kollege. Wenn man die Konvektionswärmeübertragung außer Acht lässt und eine Temperaturdifferenz von 80 Grad verwendet, ergibt sich aus der Berechnungsformel 26,7 KW = A(17*80). Dadurch erhält man eine Wärmeübertragungsfläche von 0,02 Quadratmetern – das scheint mir nicht richtig zu sein. . . Wie wird der Konvektionsaustausch berechnet? Was ist die Formel? Bei einem herkömmlichen Rohrwohltemperierer gibt es eine Rohrseite und eine Hülle, zwischen denen ein Medium fließt und so eine Konvektionswärmeübertragung stattfindet. Doch hier fließt das Medium nur auf der CO2-Seite; das Wasser in der Hülle bleibt dort stehend. Wie wird das berechnet? Sollten Plattenwärmeübertrager auch Konvektionswärmeübertragung haben? Ich bitte die erfahrenen Kollegen um ihre wertvollen Ratschläge!
Reply #102015-10-14
Durch die Verdampfungswärme und die Wärmekapazität lässt sich die gesamte Wärmetransferrate ermitteln, doch nach der Formel erhält man nicht die Wärmetauschoberfläche
Reply #112015-10-14
Erstens ist es doch sowieso ein Verdampfer – warum verwendet LZ dann einen so umständlichen Titel? Zweitens sind die Berechnungen für Verdampfer bereits sehr ausgereift und programmiert.
Reply #122015-10-14
Guten Tag, ich bin neu im Bereich Ingenieurwesen und kenne mich damit noch nicht so gut aus. Ich bitte um Ihre Anleitung. Mit welcher Software soll man rechnen? Ich habe eine geknackte Version von THRI heruntergeladen, ohne Anleitung kam ich nicht zurecht. . .

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