Výběr vhodného uspořádání toku pracovních látek s laminárním režimem proudění v trubkovém chladiči

Abstract

Práce se zabývá výběrem vhodného uspořádání toku pracovních látek ve výměníku tepla typu trubka v trubce. V úvodu jsou probrány konstrukční řešení výměníku trubka v trubce. Také jejich vliv na procesní charakteristiky toku. Poté i rozdíly mezi souproudým a protiproudým tokem, jejich výhody a nevýhody. V další části jsou uvedeny základní výpočtové vztahy používané v tepelně-hydraulickém návrhu výměníku tepla spolu s objasněním principů přenosu tepla a činnosti výměníku. Jsou zde probrány specifika proudění tekutiny s laminárním tokem. Třetí část se detailně zaměřuje na výpočet výměníku tepla trubka v trubce. Nejprve jsou detailně probírány faktory ovlivňující charakter toku. Poté následuje detailní řešení výpočtových postupů návrhového a konstrukčního výpočtu, včetně různých přístupů k jejich řešení. Na toto navazuje další kapitola, která tyto výpočty využívá k rozhodování o vhodnosti toku dle různých kritérií. Poslední kapitola se pak věnuje vlastní realizaci a převedení výpočtů řešení výměníku tepla do programové podoby v programu Maple. Také popisu sestavených algoritmů a později i ovládání použitých programů, tak aby byl kterýkoliv uživatel schopen využít připravené programové řešení. V práci jsou na různých místech použity příklady výpočtů z těchto programů v číselných i grafických podobách.

This master’s thesis is devoted to problematic of selection of suitable flow directions in double pipe heat exchanger. First chapter is oriented to the construction of tube heat exchangers. It is also discussed impact of construction solution to the flow character and changing of his process parameters. The difference between parallel and countercurrent flow is also occurred in this parts. The next chapter is focused to the basics of heat-hydraulic calculations of heat exchanger. This also means explanation of ways of heat transfer and heat exchanger function. There are told about specific access to the solving problem of fluid laminar flow. The third chapter is detailed focused to the calculating of heat exchanger. At first is discussed factors, which have impact to the flow character. Next are detailed descriptions of design and controlling calculations, including more alternative ways to solve it. Next chapter exploit those results for deciding, which flow arrangement will be better for given case. Last chapter contain realization and reformulating of process heat exchanger calculating to the program code in Maple. There is also description of used algorithms and operating with them, so any user could be able to work with it. In this master’s thesis are used many examples from attached programs on different parts.