Bakalářská práce se zabývá tepelnou bilancí trubkových výměníků tepla s cílem vytvořit softwarovou aplikaci pro výpočet entalpické bilance rekuperačních trubkových výměníků s paralelním tokem tekutin. Vychází ze základních znalostí pro výpočet prostupu tepla a tepelný tok uvnitř trubkového výměníku a uvažuje vliv tvorby kotelního kamene z hlediska účinnosti výměníku a srovnání nákladů na jeho provoz.
Softwarová aplikace byla vytvořena v prostředí programu MATLAB a lze ji použít pro urychlení časově náročného výpočtu. Navíc bude sloužit jako učební pomůcka pro výuku předmětu Procesní inženýrství.
Annotation in English
This bachelor thesis is concerned with heat balance of tube heat exchangers in order to create a software application to calculate the enthalpy balance of recuperative tube heat exchangers with parallel flow of fluids. It was motivated from the basic knowledge of heat penetration and heat flow inside a tube exchanger and it theorizes about furstone creation regarding the effectiveness of this exchanger and the comparison for its use.
The software application was created in the program MATLAB and it is possible to use it to accelerate time-consuming calculation. In addition, it will be useful for processing engineering methods.
Bakalářská práce se zabývá tepelnou bilancí trubkových výměníků tepla s cílem vytvořit softwarovou aplikaci pro výpočet entalpické bilance rekuperačních trubkových výměníků s paralelním tokem tekutin. Vychází ze základních znalostí pro výpočet prostupu tepla a tepelný tok uvnitř trubkového výměníku a uvažuje vliv tvorby kotelního kamene z hlediska účinnosti výměníku a srovnání nákladů na jeho provoz.
Softwarová aplikace byla vytvořena v prostředí programu MATLAB a lze ji použít pro urychlení časově náročného výpočtu. Navíc bude sloužit jako učební pomůcka pro výuku předmětu Procesní inženýrství.
Annotation in English
This bachelor thesis is concerned with heat balance of tube heat exchangers in order to create a software application to calculate the enthalpy balance of recuperative tube heat exchangers with parallel flow of fluids. It was motivated from the basic knowledge of heat penetration and heat flow inside a tube exchanger and it theorizes about furstone creation regarding the effectiveness of this exchanger and the comparison for its use.
The software application was created in the program MATLAB and it is possible to use it to accelerate time-consuming calculation. In addition, it will be useful for processing engineering methods.
Vypracujte literární studii zaměřenou na popis konstrukce a princip činnosti rekuperačních trubkových výměníků tepla.
Seznamte se s výpočtem tepelných ztrát prostupem a s výpočtem součinitele prostupu tepla jednoduchou i vícevrstvou válcovou stěnou.
Proveďte entalpickou bilanci trubkového výměníku tepla pro případ souproudého a protiproudého uspořádání a popište vliv tvorby kotelního kamene ve výměníku na účinnost výměníku.
Vypočítejte součinitele prostupu tepla a tepelný tok stěnou ve výměníku typu trubka v trubce a ve svazkovém výměníku tepla. Výpočet proveďte pro nový výměník i pro provozem zanesený výměník tepla.
Vytvořte ve zvoleném systému počítačové algebry interaktivní program pro výpočet tepelného toku stěnou tepelného výměníku typu trubka a svazkového výměníku.
Porovnejte účinnost přenosu tepla v novém a v provozem zaneseném výměníku tepla a proveďte srovnání nákladů na jejich provoz.
Research Plan
Vypracujte literární studii zaměřenou na popis konstrukce a princip činnosti rekuperačních trubkových výměníků tepla.
Seznamte se s výpočtem tepelných ztrát prostupem a s výpočtem součinitele prostupu tepla jednoduchou i vícevrstvou válcovou stěnou.
Proveďte entalpickou bilanci trubkového výměníku tepla pro případ souproudého a protiproudého uspořádání a popište vliv tvorby kotelního kamene ve výměníku na účinnost výměníku.
Vypočítejte součinitele prostupu tepla a tepelný tok stěnou ve výměníku typu trubka v trubce a ve svazkovém výměníku tepla. Výpočet proveďte pro nový výměník i pro provozem zanesený výměník tepla.
Vytvořte ve zvoleném systému počítačové algebry interaktivní program pro výpočet tepelného toku stěnou tepelného výměníku typu trubka a svazkového výměníku.
Porovnejte účinnost přenosu tepla v novém a v provozem zaneseném výměníku tepla a proveďte srovnání nákladů na jejich provoz.
Recommended resources
MÍKA, Vladimír. Základy chemického inženýrství. Praha : SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1977. 870 s.
ŠESTÁK, Jiří, ŽITNÝ, Rudolf. Tepelné pochody II : Výměníky tepla, odpařování, sušení, průmyslové pece a elektrický ohřev. 2. vyd. Praha : Nakladatelství ČVUT, 2006. 165 s. ISBN 80-01-03475-5.
KOLOMAZNÍK, Karel, et al. Teorie technologických procesů III. 1. vyd. Brno : Vysoké učení technické v Brně, 1976. 139 s.
ŠESTÁK, Jiří, RIEGER, František. Přenos hybnosti, tepla a hmoty. 3. vyd. Praha : Nakladatelství ČVUT, 2005. 299 s. ISBN 80-01-02933-6.
PERRY, R., H.; GREEN, D., W. Perry’s chemical engineers’ handbook. (CD ROM). 7 th ed. New York: McGraw-Hill Book Co. 1999.
KARBAN, Pavel. Matlab a Simulink. Brno : Computer Press, a.s., 2006. 220 s. ISBN 978-80-251-1448-3.
Recommended resources
MÍKA, Vladimír. Základy chemického inženýrství. Praha : SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1977. 870 s.
ŠESTÁK, Jiří, ŽITNÝ, Rudolf. Tepelné pochody II : Výměníky tepla, odpařování, sušení, průmyslové pece a elektrický ohřev. 2. vyd. Praha : Nakladatelství ČVUT, 2006. 165 s. ISBN 80-01-03475-5.
KOLOMAZNÍK, Karel, et al. Teorie technologických procesů III. 1. vyd. Brno : Vysoké učení technické v Brně, 1976. 139 s.
ŠESTÁK, Jiří, RIEGER, František. Přenos hybnosti, tepla a hmoty. 3. vyd. Praha : Nakladatelství ČVUT, 2005. 299 s. ISBN 80-01-02933-6.
PERRY, R., H.; GREEN, D., W. Perry’s chemical engineers’ handbook. (CD ROM). 7 th ed. New York: McGraw-Hill Book Co. 1999.
KARBAN, Pavel. Matlab a Simulink. Brno : Computer Press, a.s., 2006. 220 s. ISBN 978-80-251-1448-3.
