Systém pro výpočet výměníků tepla

Computational system for calculation of heat exchangers

výzkumná zpráva

čeština

Nejvíce používanými aparáty v různých odvětvích průmyslu, např. chemickém, petrochemickém, energetickém, potravinářském a jiném, jsou výměníky tepla. Kromě základních požadavků na přenos tepla jsou na tyto aparáty kladeny další specifické požadavky, které jsou v praxi vyžadovány. Např. u výměníků tepla používaných v automobilovém a leteckém průmyslu je požadována co nejnižší hmotnost, v chladírenském průmyslu jsou kritéria návrhu chladících zařízení zcela odlišná. Výměníky tepla používané v chemickém průmyslu pracují s různými druhy tekutin, které mají odlišné součinitele zanášení. Naproti tomu výměníky tepla používané za nízkých teplot, pracují s relativně čistými tekutinami. Tyto a další obdobné specifické požadavky mají rozhodující vliv na vývoj různých typů výměníků od konvenčních trubkových výměníků tepla po další trubkové a netrubkové výměníky, které se odlišují svým uspořádáním. Protože výměníky tepla jsou nejvíce používanými zařízeními v průmyslu, je nutné, aby procesní inženýři porozuměli jejich výpočtům. Lze nastavit různé úrovně výpočtů počínaje tepelnou a hmotnostní bilancí v simulačním softwarovém produktu (ChemCAD, Aspen, Pro/II atd.), dále použitím profesionálního softwarového produktu pro tepelný a hydraulický výpočet (např. HTRI, HTFS) a konče složitými simulacemi využívajícími „Computational Fluid Dynamics“ (CFD) software.

Using computers for support in calculations of process equipment, especially heat exchangers, which are the most frequently equipment in various industries, is very useful both in education and practice of process engineers. During extensive hand calculations it is possible to permit considerable errors, therefore it is appropriate to use in calculations of these equipment computers support at present time, either in reason of rapid or adequately accurate of solution problem. However it is important to choose appropriate computational software for various technical calculations. Heat exchangers are usually the most frequently used equipment in process, chemical, power industry and elsewhere. Therefore process engineers are required to understand and calculate them. Various complexity of calculations can be specified starting with the simplest heat and mass balance calculations in process simulation software packages (ChemCad, Aspen, Pro/II etc.), continuing with using professional software packages for thermal and hydraulic calculation (e.g. HTRI or HTFS ones), and ending with very complex simulations utilizing computational fluid dynamics (CFD).

heat exchangers, chemcad, condnesation

BÖNISCHOVÁ, K., HŘÍBKOVÁ, E., KOHOUTEK, J., STEHLÍK, P., JEGLA, Z.

30. 11. 2004

VUT Brno

36