HTF1_HW008 תרגיל בית 8

	סטודנט א’
שם	עידו פנג בנטוב
ת”ז	CLASSIFIED
דואר אלקטרוני	CLASSIFIED

שאלה 1

נתונים:

סעיף א’

נחשב את תכונות המים לפי הטמפרטורה הממוצעת של הכניסה והיציאה, . מטבלה A.6 בספר (כאשר אנו מניחים שהנוזל רווי):

לפי משוואה (IH11.7b), קצב מעבר החום במחליף החום הוא:

נציב נתונים ונקבל:

כעת כאשר אנו יודעים מהו קצב מעבר החום הדרוש, נוכל לחשב באיזה אורך צריכים להיות הצינורות. לפי משוואה (IH11.4) ו-:

אם נעביר אגפים, נוכל לרשום:

חישוב :
מאחר ומדובר בזרימה הכוללת 4 מעברים לכל צינור, נסיק שעלינו להיעזר באיור 11S.1 כדי למצוא את . נשים לב כי:

קיבלנו , מאחר והקיטור נשאר באותה הטמפרטורה. מכך נסיק כי:

חישוב מקדם מעבר החום הכללי :
מבחינת מקדם מעבר חום כללי, אם נגדיר אותו עבור השטח הפנימי , מאחר והצינורות דקי דופן, נקבל:

אבל, הצינורות דקי דופן, כך ש- , ולכן:

את אנו יודעים. מבחינת , נשים לב כי מדובר בהסעה פנימית בצינור. נבדוק האזם הזרימה טורבולנטית או למינרית:

לכן הזרימה טורבולנטית. מאחר ומדובר במחליף חום, די בטוח לומר שאנו בזרימה מפותחת - כלומר הצינורות במחליף חום ארוכים מספיק. לפי משוואה (IH8.60), מאחר והזורם הפנימי מתחמם:

כך שהמקדם הסעה הוא:

נציב בחזרה בביטוי למקדם מעבר החום הכללי:

חישוב הממוצע הלוגריתמי :

חישוב האורך :
נוכל כעת להציב הכל ב-(1.1):

סעיף ב’

אנו יודעים כעת ש:

נחשב שוב את מקדם מעבר החום בצינור. ריינולדס:

אנו עדיין בזרימה טורבולנטית, כך שהמקדם הסעה:

ולכן מקדם מעבר החום הכללי:

עבור זרימה פנימית, לפי משוואה (IH8.45a):

במקרה שלנו:

נציב נתונים ונקבל:

שאלה 2

נתונים:

נחשב גדלים חיוניים להמשך:

סעיף א’

נתון בנוסף כי:

נמצא את הטמפרטורה הסופית של המים. לפי משוואה (IH11.6b), מתקיים:

לפי (IH11.7b):

נציב נתונים ונקבל:

נוכל כעת לחשב את הממוצע הלוגריתמי:

נציב נתונים:

סעיף ב’

נחשב את תכונות השמן ב- :

נחשב את תכונות המים ב- :

עבור השמן, נתון לנו כבר מספר נוסלט הקבוע . לכן מקדם ההסעה:

מבחינת המים, נבדוק את מספר ריינולדס:

לכן מדובר בזרימה טורבולנטית. נניח גם שאנו כבר בזרימה מפותחת. לפי משוואה (IH8.60), מאחר המים מתחממים:

לכן מקדם מעבר החום הכללי (מדובר בצינור פנימי דק דופן):

לפי משוואה (IH8.46a):

נציב את כל הנתונים ונקבל:

סעיף ג’

כעת נתון , אבל . אם נחשב שוב את מספר ריינולדס נמצא שאנו עדיין בזרימה טורבולנטית:

כך שמקדם ההסעה הוא כעת (כן תאכלס צריך להשתמש בקורלציה אחרת אבל אין לי כוח):

ואז מקדם מעבר החום הכללי הוא:

לפי שיטת NTU, נמצא את יחס הקיבולי חום:

לכן היחס:

נחשב את :

לפי גרף 11.11, או לפי משוואה (IH11.29a),ניתן לראות שעבור יחס זה ו- זה נקבל:

לפי משוואה (IH11.20):

באותו אופן ממשוואה (IH11.21) נקבל:

נציב נתונים ונקבל:

שאלה 3

נתונים:

נמצא את טמפרטורת המים ביציאה לפי משוואה (IH11.6b) ומשוואה (IH11.7b):

ולכן:

סעיף א’

לפי שיטת LMTD:

לכן עבור המקרה של צינור כפול בזרימה מקבילה:

סעיף ב’

באותו אופן כמו סעיף קודם:

סעיף ג’

נשים לב ש:

לפי גרף 11S.1:

לכן:

סעיף ד’

לפי גרף 11S.4:

לכן: