Návrh výměníku tepla pro zlepšení efektivity průmyslového provozu

Abstract

Práce se zabývá návrhem trubkového výměníku tepla s křížovým tokem pro předehřev spalovacího vzduchu pro technologickou jednotku spalující odpadní produkty při výrobě kyseliny akrylové. Nejdříve je v programu Chemcad provedena simulace na základě známých provozních dat technologické jednotky pro predikci chování technologického celku s navrženým výměníkem. Dále jsou disktovány podstatné mechanismy přenosu tepla, na které navazuje přehled typů výměníků tepla používaných pro předehřev spalovacího vzduchu. Před samotným návrhem je provedena optimalizace výkonu na základě doby návratnosti. Tepelně-hydraulický návrh je potom proveden metodou F-LMTD v programu GNU Octave. Ověření výsledků výpočtu je provedeno za pomocí programu HTRI Xchanger Suite®. Na závěr jsou diskutovány ekonomické a ekologické přínosy navrhnutého výměníku.

In thesis is done thermal-hydraulic design of cross-flow tubular heat exchanger for combustion air preheating. In software Chemcad is done simulation of technological unit based on known operating data, which is used for behavior prediction of unit after heat exchanger installation. Then there are discussed essential mechanisms of heat transfer. After that there is overview of different heat exchanger types used for combustion air preheating. Before particular design there is performed optimalization of heat duty of heat exchnger based on payback time. Thermal-hydraulic design is performed using F-LMTD method in software GNU Octave. Obtained results are verified using software HTRI Xchanger Suite®. At the end there are discussed economical and ecological benefits of designed heat exchanger.