탱크에 침지 된 스팀 코일의 표면적 추정

유체 온도를 25C 이상 (40C를 초과하지 않음) 이상으로 유지하기 위해 탱크에 잠길 수있는 스팀 코일을 설계해야했으며 표면적 및 길이를 계산해야합니다. 유체는 고점도의 오일 첨가제이며 교반되지 않습니다.

내 접근 방식은 사용하여 코일을 가열하는 데 필요한 총 에너지를 계산하는 것이 었습니다 . C의 P Δ의 $Q = m.c_p\Delta T$ . 여기서 m은 탱크의 유체 질량, $c_p$ 는 유체의 비열 용량이며 $\Delta T$ 는 유체의 초기 온도 (25C)와 유지해야하는 온도 (~ 35-40C)의 차이입니다. .

그런 다음이 에너지를 증기에 의해 전달되는 에너지 인 과 동일하게 계산했습니다 $UA\Delta T_m$. 여기서 $U$ 는 증기 의 전체 열 계수이고, $A$ 는 코일의 외부 표면적이며 $\Delta T_m$ 은 로그 평균 온도 차이입니다.

이 접근법이 정확하다고 가정하지만 계산이 의심됩니다.

1. 증기로 가열하는 경우 침수 코일 표면적 계산기 와 일치하지 않습니다.
2. 꽤 큰 것 같습니다

위에서 언급 한 온도 외에도 회사에서 제공 한 유일한 매개 변수는 다음과 같습니다.

• 탱크의 내경 = $3.35\,m$
• 탱크의 외경 = $3.6\,m$
• 탱크 높이 = $6.5\,m$
• 유체 밀도 = $850\,kg/m^3$
• 유체의 점도 = $30, 000\,Cst$
• 증기가 파이프로 들어가는 압력 = $150\,psi$
• 2의 가열 시간$2\,hours\,(7200s)$
• $2'' (0.0508\,m)$

그래서 내가 한 계산은 다음과 같습니다.

$M_{fluid} = V * \rho = \frac{PI * 3.35^2 * 6.5}{4} * 850 = 49000\,kg$

가 라고 가정하면 ,$C_p$$1800\,J/kg.K$

$Q = 49000 * 1800 * (40 - 25) = 1.323\,GJ$

을 추정했습니다 .$\Delta Tm$$86$

$\frac{(ΔT_1 - ΔT_2)}{ln(ΔT_1/ΔT_2)}$

함께 유체 = 145 C.의 최종 온도 - 입구 증기 인 으로 출구 '증기'는 - 유체 = 45 ℃의 초기 온도 (I은 약 100 수 출구 '증기'예상.T $T_1$
$T_2$

복용 (100 수하는 이 사이트에서 추정 )$U factor$

A = 1.323 GJ / (100 * 86 * 7200) = 입니다.$21m^2$

그리고 해당 길이는 및 입니다. 탱크가 그렇게 클 수 있다고 생각하지 않기 때문에 분명히 뭔가 (또는 몇 가지) 잘못되었습니다. 내가 잘못한 곳에서 도움을 주시면 감사하겠습니다.L = 131 $\pi DL = A$$L = 131m$

고려해야 할 한 가지는 이와 같이 가열에 사용되는 파이프는 일반적으로 표면적을 늘리기 위해«핀으로 고정되어 있습니다. "핀은 파이프 나 와이어 루프에 맞는 작은 디스크 일 수 있습니다. 표면적을 크게 늘리고 필요한 길이를 줄입니다.

이 기사에서는 핀 파이프가 열을 수집하지만 핀 파이프에 대해 설명합니다 . 온수 저장소에 잠긴 코일 핀 튜브 열교환 기의 성능 : 교환기 방향의 영향 .