VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Transkript

1 VYOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERITY OF TECHNOLOGY FAKULTA TROJNÍHO INŽENÝRTVÍ FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING ENERGETICKÝ ÚTAV ENERGY INTITUTE NÁVRH VÝMĚNÍKU TEPLA HEAT EXCHANGER DEIGN BAKALÁŘKÁ PRÁCE BACHELOR' THEI AUTOR PRÁCE AUTHOR Ja Vašíček VEDOUCÍ PRÁCE UPERVIOR Ig. Mial Šiláček BRNO 07

2 Zadáí bakalářké ráe Úav: Eergeiký úav ude: Ja Vašíček udijí rogram: rojíreví udijí obor: Základy rojío ižeýrví Vedouí ráe: Ig. Mial Šiláček Akademiký rok: 06/7 Řediel úavu Vám v ouladu e zákoem č./998 o vyoký školá a e udijím a zkušebím řádem VUT v Brě určuje áledujíí éma bakalářké ráe: Návr výměíku ela ručá arakeriika roblemaiky úkolu: Výměíky ela jou základí jedokou jakékoli eergeiké eologie. Obaem bakalářké ráe bude ávr ladíío výměíku voda voda. Návr bude obaova eelý a ydrauliký výoče a základí korukčí výkre. Výko výměíku 9 MW, e egmeovými řeážkami. Clazeé medium: voda o vuí eloě 05 C, lak 0, MPa, růok 900 /od. Cladíí medium: voda o vuí eloě 5 C, lak 0, MPa. Cíle bakalářké ráe: rešerše výměíků ela ávr vodé eologie ávr eloměý lo korukčí ávr výměíku výkreová dokumeae ezam dooručeé lieraury: BALÁŠ, Marek. Kole a výměíky ela. Vydáí drué. Bro: Akademiké akladaelví CERM,.r.o. Bro, 03, 9 ra : ilurae. IBN TEHLÍK, Per, Joef KOHOUTEK a Ja NĚMČANKÝ. Teelé oody: výoče výměíku ela. Bro: VUT Bro, 99, 9. : obr., abulky, grafy. IBN KUPPAN, T. Hea exager deig adbook. New York: Marel Dekker, 000, x, 9. : il. IBN Fakula rojío ižeýrví, Vyoké učeí eiké v Brě / Teiká 896/ / / Bro

3 PAVELEK, Mila. Termomeaika. Bro: Akademiké akladaelví CERM, 0, 9. : il. ; 30 m diagramy ([3] ložeé l.). IBN Termí odevzdáí bakalářké ráe je aove čaovým láem akademikéo roku 06/7 V Brě, de L.. do. Ig. Jiří Poíšil, P.D. řediel úavu do. Ig. Jarolav Kaoliký, P.D. děka fakuly Fakula rojío ižeýrví, Vyoké učeí eiké v Brě / Teiká 896/ / / Bro

4 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Abrak Tao bakalářká ráe e zabývá ávrem ladíío eeléo výměíku ro média voda voda. Obaem ráe je základí rozděleí a oi rubkovéo výměíku ela. Dále je zde zaru výoče a ávr geomeriký rozměrů, výoče lakový zrá v rubkovém i mezirubkovém rooru a výoče kuečéo výkou výměíku. oučáí éo ráe je i výkreová dokumeae avržeéo výměíku ela. Klíčová lova: Teelý výměík, rubkový výměík, laková zráa, eelý výko Abra: Ti baelor ei deal wi e deig of a oolig waer waer ea exager. Te oe of e work i e bai orig ad deriio of e ea exager. Nex i ilude alulaio ad deig of geomeri dimeio, alulaio of reure loe i e ubeide ad ellide ad alulaio of e aual ouu of e ea exager. Ti work alo oai e drawig doumeaio of e deiged ea exager. Keyword: Hea exager, ube ea exager, reure loe, ea ouu

5 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček VAŠÍČEK, Ja. Návr výměíku ela. Vyoké učeí eiké v Brě, Fakula rojío ižeýrví, 07, 9. Bakalářká ráe. Vedouí ráe Ig. Mial Šiláček. PROHLÁŠENÍ Tímo rolašuji, že jem bakalářkou rái a éma Návr výměíku ela vyraoval amoaě od vedeím Ig. Miala Šiláčka, za oužií odboré lieraury a iformačí zdrojů, keré jem uvedl v ezamu oužié lieraury. V Brě de: Podi udea

6 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček PODĚKOVÁNÍ Tímo by ěl oděkova vému vedouímu bakalářké ráe Ig. Mialu Šiláčkovi za odboré vedeí, oou a užiečé kozulae, keré mi omoly uo bakalářkou rái vyraova. Dále by ěl oděkova elé vé rodiě za odoru v růběu eléo udia.

7 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Oba Úvod... 9 Teelé výměíky... 0 Rozděleí eelý výměíků dle raovío oodu... 0 Rozděleí eelý výměíku dle účelu a využií... 0 Rozděleí odle zůobu řeou ela... Podle měru a mylu rouděí elooý médií... Podle druu oužiý médií... Rozděleí odle korukčío řešeí... 3 Trubkové výměíky... 3 Poi rubkovéo výměíku rovými rubkami Tyy rubkový výměíků... Provoz eelý výměíků... 7 Zaášeí... 7 Abraze... 7 Koroze Požadavky ři ávru výměíku... 8 Požadavky a média Výoče a ávr eeléo výměíku... 9 Zadáí eeléo výměíku... 9 Bilačí rovie... 9 Trubkový roor eeléo výměíku... 0 oučiiel řeuu ela v rubkovém rooru výměíku Výoče bezrozměrý odoboí kriérií... Tlakové zráy v rubkovém rooru Tlakové zráy řeím Tlakové zráy míí... 7 Mezirubkový roor egmeové řeážky oučiiel řeuu ela v mezirubkovém rooru Tlakové zráy v mezirubkovém rooru Tlakové zráy řeím ři říčém obékáí rubek v ořeážkovaém rooru vazku výměíku Tlakové zráy řeím ři říčém obékáí rubek v eořeážkovaém rooru výměíku Tlakové zráy řeím ři odélém a říčém obékáí rubek v rooru ad eřízuím řeážek

8 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček kuečý výko eeléo výměíku... 0 Paramery koruke výměíku... 7 Závěr ezam oužiý zdrojů... 9 ezam oužiý ymbolů a zkraek ezam řílo

9 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Úvod Teologie eelý výměíku je v deší době ezbyou oučáí bezmála vše eologiký roeů. aou je, aby e eergie ořebovaá a ořev, oříadě lazeí, o ejvíe zužikovala a doázelo ak k o možá ejmeším zráám do okolí. Při ávru eeléo výměíku e bere oled a o, aby výrobí a rovozí áklady byly o ejmeší, a zároveň byl oe doáou vyoké účioi. Dále je ořeba brá v oaz o, k jakému eologikému roeu v daém roředí doází a odle oo zvoli dru výměíku a y raoví láek v ěm vyuujíí. Při rovozu eeléo výměíku doází k roeům, keré ižují jeo účio. Jedá e v rví řadě o zaášeí, korozi a abrazi. Proo je ué výměík euále korolova a čii, jelikož ečioy jou eelým izolaem a kvůli im doází ke ižováí jeo účioi. Cílem éo bakalářké ráe bylo avrou eelý výměík, ve kerém doází ke lazeí elejšío raovío média, médiem ladějším. V obou říade e jedá o vodu, kerá koá rái, jak v rubkovém rooru, ak v rooru mezirubkovém. Veličiy ořebé k výoču vyází ze zadáí, odle kerý byla avržea geomerie odovídajíí mooímu růoku 50 kg/ elé i ladé vody. 9

10 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Teelé výměíky Výměíky ela jou zařízeí loužíí k řeou ela mezi dvěma, oř. i víe médii. Přeo eelé eergie, zíkaé ař. omoí alovaí zařízeí, e dá zužikova a vyáěí, eologiký ořev ebo a výrobu elekriké eergie. K ředáváí ela z elejšío média do média ladějšío doází rávě díky eologii eeléo výměíku. Jeji laví fukí je zajii realizai eologiký roeů vyžadujíí ořev ebo lazeí. Účio výměíku je ovlivňováa okleem laků a eabiliou rouděí, roože výzamě ovlivňují koefiie řeuu ela a ím aké ovlivňují výrobí áklady a rovoz výměíku. Ve výměíí moou bý oužiy média v kaalém ebo uém kueví [][][]. Rozděleí eelý výměíků dle raovío oodu Podle zdrojů [][] e eelé výměíky dají rozděli do čyř základí kui: a) Rekueračí obě média roudíí ve výměíku jou od ebe oddělea erouou ěou. K řeou ela mezi lákami doází rouem ela bezkoakě krze výše zmíěou ěu. Jedá e edy o řeo ela kovekí a ejvýodějším rovedeím je výměík roiroudý. b) Regeeračí k řeou ela mezi oběma lavími médii doází ře zv. roředíka eboli řeí elooé médium. Too médium řijme elo od elejší láky a ředá je láe ladější. Média e mezi ebou moou čáečě míi. ) Koakí elá a ladá média jou odlišý kueví. Doází mezi imi ke koaku a vzájemému ředáí ela, oé jou yo láky od ebe oě odděley. Povr čái evé láky voří elooou lou. d) měšovaí z důvodu abee eloměý lo doází mezi médii ke vzájemému koaku a voří e omogeí mě. Rozděleí eelý výměíku dle účelu a využií a) Oříváky ořívaé médium zde zvyšuje voji elou, aiž by doázelo ke změě fáze. b) Cladiče doází ke ížeí eloy média, ale jeo fáze e eměí. ) Výaríky doází zde ke změě fáze média z kaalé a lyou. d) Kodezáory elejší médium v lyé fázi e měí a kaaliu eboli kodezá. e) Přeříváky a meziřeříváky jou oužíváy ke zvyšováí eloy yé ebo řeřáé áry. f) ušáry u láky v evé fázi doází ke ížeí její vlkoi říuem ela ař. od ořáku. g) Teiké odlyňováky voda e ořeje k bodu varu omoí áry, řičemž doází k vylučováí oleý lyů. ) Toá ělea úředío oeí oým médiem doází k ořevu roředí (vzduu) [] 0

11 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Rozděleí odle zůobu řeou ela a) Vedeí (koduke) eo y řeou ela vedeím e ukuečňuje za říméo yku ěle (ve věšiě říadů jou o evé láky), kdy elo řeází z čái rvío ělea a čáie ělea druéo. b) Prouděí (koveke) jedá e o meaimu, ve kerém je eelý ok řeáše ve věšiě říadů mezi ovrem ělea a okolí kaaliou. K řeou doází buď z ělea do kaaliy, ebo obráeě v záviloi a om, keré roředí je elejší. Koveke je ložea ze dvou meaimů, a o difúze a adveke. ) Radiae (zářeí) je o ejložiější meaimu řeou ela. Eergie je emiováa z každéo ovru, kerý má vyšší elou ež 0 K. Eergii vyzařuje každý ovr ebo ěleo a drué, keré je daému ěleu a doa. U ooo yu řeou eergie odě záleží a arakeriie ovru ělea. Zářeí e dá rozděli a věelé, ifračerveé, ulrafialové, regeové a elekromageiké vly. Nejvěší výzam má ifračerveé zářeí [][3][0]. Podle měru a mylu rouděí elooý médií ouroudé ořívaí a ořívaé médium mají ejý měr a ejou orieai rouděí. Obrázek ouroud [] Proiroudé média jou rovoběžá, ale mají oačou orieai roudů. Obrázek Proiroud [] Křížové roudie olu vírají ravý úel, ale jeji myl orieae rouděí je mimoběžý. Obrázek 3 Křížový roud []

12 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček e šikmým vzájemým rouděím oy roudů vzájemě vírají v kolmém růměu úel věší ebo meší ež 90. Víeáobě ouroudé, roiroudé a křížové rouděí. kombiovaým rouděím[]. Podle druu oužiý médií Kaalia kaalia (voda voda) Kaalia ly (voda ára, aliy voda, olej ára) Ply ly (ára ára, aliy ára, vzdu ára) Toé ěleo vzdu [] Rozděleí odle korukčío řešeí Podle zdroje [] e eelé výměíky dají rozděli odle korukčío ledika do ěo kui: a) Trubkové b) Dekové ) Kolové d) Žebrové e) vazkové f) Šroubové

13 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 3 Trubkové výměíky Plášťový výměík rovými rubkami e řadí mezi ejarší a ejrozšířeější y rekueračí výměíků ela. Jeo využií je zejméa v emikém růmylu růzými korukčími variaami. Důvodem jeo rozšířeí je o, že je adý a koruki, je velie ado čiielý, ož je důležié ro zaováí jeo ožadovaéo výkou, a dále je u možo adé výměy oškozeý rubek, keré e moou oškodi aříklad vlivem dilaae ři vyoký výkyve ela [][]. Pro eo y výměíku jou zároveň velmi řeě a rozumielě defiovaé výočové vzay uvedeé ve zdrojí [][], keré ak ulečují jeji ávr. Obrázek Trubkový výměík [] Poi rubkovéo výměíku rovými rubkami Poiovaý výměík je zázorě a (Obrázek 5). Je lože z lášě (7), a kerý jou řivařey rubkovie (3), ož jou deky kruovým růřezem a ovory, do kerý jou zaválováy rubky (). Tyo rubky jou věšiou vyrobey z oeli ebo moazi a jeji růřez je buď kruový, ebo žebrový. Do mezirubkovéo rooru jou obvykle ialováy egmeové ebo koeriké řeážky (6), keré ve výměíku lí dvě důležié fuke. Zarvé fugují jako odory ro rubky, aby edoázelo k oybu a ke věí vlivem růoku média a zároveň uměrňují roud raoví láky, zomalují o a ím e zvyšuje efekivia řeou ela ve výměíku, ale a druou rau i ežádouí laková zráa. Médium, keré roudí v rubkovém rooru, vuuje do rubek výměíku krze vuí armauru () a vyuuje výuím rdlem (8). Další médium roudí v mezirubkovém rooru o rajekorii, kerá je vymezea řeážkami a vuuje do výměíku ře vuí armauru () a vyuuje z výměíku výuím rdlem (5) [][]. 3

14 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Obrázek 5 Poi výměíku ela [] 3.. Tyy rubkový výměíků Trubkové výměíky mají odle zdroje [][] ěkolik varia korukčío řešeí. a) Trubkový výměík rovými rubkami je zázorě a (Obrázek 6) Obrázek 6 Trubkový výměík ela rovými rubkami [9]

15 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček b) Trubkový výměík e šrouboviě viuými rubkami Výměík je zázorě a (Obrázek 7). Trubky moou bý ve výměíku vedey v jedé ebo víe řadá. Výody výměíku: adá výroba využií čiéo roiroudu zaováí říčéo obékáí rubek média a vější raě Nevýody výměíku: rubka je vyrobea z jedoo kuu z., že ři oravá je ué ji elou vyměi roor výměíku eí efekivě využi Obrázek 7 Trubkový výměík e šrouboviě viuými rubkami [6] ) Člákový výměík, dvourubkový (Obrázek 8) Teo y aří mezi roiroudé výměíky odélým omýváím vějšío ovru. Jeo oužií v raxi je omezeo a ižší eloí rozdíly a laky obou raoví médií. Důvodem je, že doází k roblémům eloí dilaaí rubek mezi evými rubkoviemi, udíž může dojí k arušeí elivoi eeléo výměíku. 5

16 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Obrázek 8 Člákový (dvourubkový) výměík [9] d) Plášťový rubkový výměík ela lovouí lavou (Obrázek 9) Teo y eeléo výměíku e oužívá ři věší eelý oí. V raxi je začě rozšíře, a o zejméa z ěo důvodů: rubková ouava je vyjímaelá, ož uadňuje jeo oravy a čišěí ři komezai ružým zvlěím lášě dobře komezuje dilaae Obrázek 9 Trubkový výměík ela lovouí lavou [7] 6

17 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Provoz eelý výměíků Při rovozováí eelý výměíků čao doází k roeům, e kerými je uo očía. Jedá e lavě o korozi, abrazi a zaášeí. Tyo roey moou vé k oruám a úze ouvií oužiým elooým médiem a volbou maeriálu oužiéo ke koruki TVT. Tyo roey je možé miimalizova vodou a čaou údržbou rojío zařízeí []. Zaášeí Zaášeí je lavím roblémem ři rovozu výměíku ela. Vlivem zaášeí doází ke zvýšeí eeléo odoru, kvůli kerému e ižuje efekivia řeou ela, roože doází k zúžeí růočéo růřezu vlivem áoů, řičemž e zvyšuje rylo rouděí a arůá laková zráa. Tím e zvyšují áklady a rovoz výměíku, roože je zaořebí vyššío říkou čeradel ebo veiláorů. Míra zečiěí závií a geomerii výměíku. Zaášeí vziká uazováím růzý láek, zejméa olí, korozí roduků a evý láek, keré e vykyují v elooý médií. Pokud dojde k úlému zaeeí, může dojí k oruše varu, rubky, vyržeí rubky z rubkovie, ebo dokoe i k rozržeí amoé rubkovie, jako je omu a (Obrázek 0) [] [3]. Obrázek 0 Deformae výměíku vlivem zaešeí Abraze Vziká věšiou u aliový výměíků, kde e v médiu vykyují ué čáie, keré e vyváří ři alováí. Poílkovým oěrem (řevážě a raě ali) doází k úbyku maeriálu. Tomuo jde ředáze ař. ížeím ryloi ali řešeím rubek v zákryu a rozmíěím leů v rví řadě rubek []. Koroze Při korozi doází k zelabeí rubky a olečě áoy doází ke zvýšeí oruovoi rubek. Teo ežádouí účiek ve výměíí je zůobe kvaliou oužiý rubek ke koruki výměíku i volbou eloměý médií. Ke korozi a raě vody doází zejméa kvůli šaému odlyěí a H fakoru vody. Při odávká je dooručeo výměík kozervova, eboť ou koroze je ři i zvlášě rylý []. 7

18 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 5 Požadavky ři ávru výměíku Při ávru výměíku je ué, aby byly lěy yo čao roiůdé ožadavky: o ejižší lakové zráy eboli o ejmeší čeraí ráe o ejmeší rozměry, moo a ea maeriálu oužiéo ke koruki výměíku o ejvyšší olelivo ři rovozu Prví dva ožadavky jou vzájemě roiůdé (kvůli lakovým zráám je kolikrá ué výměík zvěši, a ím e zvýší i áklady a jeo koruki a moo). Proo je ué ři ávru vybra komromi mezi ěmio ožadavky a rové víe řešeí, ze kerý e ak vybere ejvýodější ávrová variaa []. Požadavky a média Je ué, aby ři volbě eloměé láky (média) byly lěy yo ožadavky: velká měrá eelá kaaia vyoký oučiiel eelé vodivoi a řeuu ela vodý vza mezi eloou varu a lakem ízká vikozia, e kerou ouvií ízké lakové zráy ři rouděí, udíž miimálí čeraí áklady ři rovozu výměíku ela ízká agreivia vedouí ke korozi zařízeí zdravoí ezávado relaivě ízká ea doaečý výky Tyo ožadavky jou ejlée lňováy vodou a vodí árou, avšak mají i vé evýody: můžou zůobova korozi maeriálu zaášeí výřevé loy a raě vody kvůli výkyu olí u vody je ué udržova doaečý lak, aby edoázelo k varu, a ím ke vziku vodí áry Volba vodé eloměé láky, okud eí jiak ředem dáa, závií a ekoomiké rozvaze a alezeí miima a iveičí a rovozí áklady a ředeaou jedoku eelé eergie []. 8

19 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 6 Výoče a ávr eeléo výměíku Výoče eeléo výměíku byl rovede dle lieraury [][][]. Zadáí eeléo výměíku Teelý výměík je avrová ro růok médií voda voda e egmeovými řeážkami, keré uměrňují roud, a ím e zvyšuje iezia řeuu ela, ale i ežádouí laková zráa. Výoče vyází z ěo zadaý odo: Teloa olazovaéo média a vuu: 05 C _ i Hmooí ok olazovaéo média: M o 900 od Vuí lak olazovaéo média: _ i 0, MPa Teloa ladíío média a vuu: 5 _ i Vuí lak ladíío média: _ i 0, MPa Bilačí rovie Základem výoču eeléo výměíku jou dvě rovie, keré e azývají rovie eelé bilae a rovie rouu ela. Tyo rovie vyázejí ze zákoa zaováí eergie. To zameá, že za uáleéo avu e muí eelý říko, kerý je řivádě do výměíku omoí elejšío média rova eelému výkou řeeeému a ladější médium []. Rovie eelé bilae má var: Q b M old C M o _ i _ ou Tao rovie lze dále uravi omoí vzau (.). _ i _ ou MW (.) i kj kg (.) Po doazeí rovie (.) do rovie (.) doáváme var rovie (.3), kde a Q b M old i i M o i i _ i _ ou _ i _ ou MW (.3) jou ředí velikoi měré eelé kaaiy vody, keré odovídají iervalu _ i až _ ou, reekive _ i až _ ou a i _ i, i _ ou, i _ i, i _ ou jou měré ealie vody, odovídajíí řílušým eloám. Měrá ealie vody vuujíí do výměíku byla aovea omoí rogramu eamtab. Její odoa ři eloě _ i 5 C a laku _ i 0, MPa je rova: kj i _ i 0,9 kg (.3). Ze zadáí lze doočía ealii a výuu eeléo výměíku i _ úravou rovie ou 9

20 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Q M i b old _ i _ ou kg i i _ ou M old 9 500,9 300,9 50 Hodoa měré ealie _ ou 7,86 C. ou kj kg Trubkový roor eeléo výměíku kj (.) i _ odovídá eloě vody a výuu z výměíku Do rubkovéo rooru bylo zvoleo ladější médium z důvodu meší čeraí raí (lakový zrá). K výoču TP je řeba aovi ávrovou rylo vody, kerá byla zvolea oledem a zaášeí a lakové zráy w _ 0,5 m /. Dále byla zvolea rubka 5 x o déle l 750 mm. Uořádáí rubek bylo zvoleo do rojúelíku, jeož vroly vírají úel 30. Rozeče mezi rubkami e obvykle volí,5,5 d. V omo říadě byla zvolea rozeč,33 d, jak je ukázáo v grafu (Graf ). Rozeč je o zaokrouleí rova 33 mm a 8, 6 mm. Graf Rozeče rubek ro uořádáí do rojúelíku [] Nyí e doáváme k výoču ávrovéo oču rubek kerá je dáa vzaem (.5), _ M d w old odle rovie koiuiy, k (.5) _ 50 0,0 0,5 988,7 60 0

21 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček kde _ je ávrový oče rubek, old M je mooí ok ladéo média, kerý byl zvole M old 50 kg, d je viří růměr rubek, je uoa láky určea ke ředí eloě a laku vody v rubkovém rooru výměíku a je uvedea v abule (Tabulka ). Poom w _ je ávrová rylo rouděí v rubká, kerá vyází ze vzau (.6), w _ V v _ m (.6) w _ 0,53 0,5 m 0,506 řičemž V 0, 53 m 3 je objemový růok ladé vody a v _ je růočý růřez ávrový, kerý je defiová vzaem (.7). v _ d _ m (.7) v _ 0,0 60 0,506 m K ávru rubkovéo rooru je důležié zá ávrový růměr obalové kružie, kerá je dáa vzaem (.8), D D A d 377 0,05,39 m m (.8) řičemž A je eoreiká loa, kerou zabírají rubky v rubkovii a očíá e omoí rovie (.9). A m (.9) _ A 33 8,6 6,377 m Z důvodu douoi a adější výroby obalovéo lášě výměíku jem zvolil růměr D _ 500 x 6. Pro eo zvoleý růměr je ořeba vyočía kuečý oče rubek o v TP, kerý je dá vzaem (.0), D d,8 0,05 0,033 0, k (.0)

22 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček řičemž 0, 866 ro uořádáí do rojúelíku od úlem 30, D je růměr obalovéo vále vazku rubek, očíaý ojeím rovi (.) a (.3), D D k m (.) r D m kde D je viří růměr lášě a k r je vůle mezi obalovým válem vazku rubek a lášěm výměíku. Tyo veličiy jou vyočíáy áledově: D D _ o m (.) D k mm 0, 005 r D o m (.3) kr 0, mm řičemž D o je kružie vazku roázejíí oou rubek, kerá je dáa rovií: D o D m (.) d Do mm Nyí určíme kuečou rylo rouděí raoví láky ze vzau (.5), w ro výledý oče rubek w V v m (.5) w 0,53 0,33 m 0,585 kde je kuečý růřez vazku vyočíaý odle vzau (.6), v v d m (.6) v 0, ,585 m Dále ro rávý ávr rubkovéo rooru je zaořebí očía šířku rubkovie, kerou jem zvolil oledem a o, že v éo rái eí uvažová evoí výoče L 50 mm ze vzau (.7), uvedeéo ve zdroji [], L 0, m (.7) D _ o L 0, mm

23 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček oučiiel řeuu ela v rubkovém rooru výměíku U rubkový výměíků doází k řeuu ela v TP řevážě ueou kovekí. Pro jeo rávé určeí je ué aovi ředí elou a ředí lak v TP, aby bylo možé urči vlaoi vody v ěm roudíí, keré jou uvedey v (Tabulka ). Pro výoče jem rovedl odad lakové zráy, 7 kpa []. ředí odoy a _ i _ ou 5 7,86 8,3 C _ i _ ou 0, 0,0988 0,099 MPa Vlaoi vody ro ředí odoy a e určí odle vzaů (.8) a (.9), C jou uvedey v (Tabulka ). (.8) MPa (.9) Tabulka Vlaoi vody ke ředí eloě 8,3 C 3 8,3 C J kg K W m K Pa kg m H O 80,9 0,6 0, ,7 oučiiel řeuu ela ro TP je možo očía ze vzau (.0), Nu W m K (.0) d řičemž krieriálí rovie ro výoče Nuelova číla Nu má odobu rovie (.), Nu C Pr (.) m Re kde koayc, m, jou závilé a velikoi Reyoldova číla a ro urbuleí růok kaálem jou dáy odle (Tabulka ). Tabulka Krieriálí vlaoi ro urbuleí růok kaálem [] C m 0,03 0,8 0, 3

24 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 6.. Výoče bezrozměrý odoboí kriérií vzau (.0). Tyo odoy jou ezbyou oučáí výoču oučiiele řeuu ela Reyoldoovo čílo Re odle Re Re w d 0,330,0, ,670 (.) Pradlovo čílo Pr Pr (.3) Pr 80,9 5,60 0,6 3,659 Nyí již máme ořebé veličiy ro určeí Nu z výše zmíěéo vzau (.), Nu 0, ,8 3,659 0, 89,9 ak výledý oučiiel řeuu ela e vyočíá odle vzau (.0) a je rove Nu d 89,9 0,6 7 0,0 W m K Tlakové zráy v rubkovém rooru Tlakové zráy (čeraí ráe) zameají určeí růočéo odoru média. Zalo lakový zrá je ezbyou oučáí ro oouzeí oodároi výměíku a dimezováí rojí zařízeí, keré zajišťují růok raoví láek. Tlakové zráy v TP jou dáy vzaem (.), Pa (.) z m kde jou lakové zráy vyvolaé řeím m jou lakové zráy míí, keré jou vyvoláy míími odory

25 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 6.5. Tlakové zráy řeím Tlakové zráy řeím v rubká kruovéo růřezu mají var rovie (.5), w CH z z Pa (.5) 988,7 0,33 0,09 35,8,,07 kpa kde w je defiovaá vzaem (.5), je zráový oučiiel a v omo říadě, kdy je Re > 30, ak ro ěj laí vza (.6) Re x x 8 8, ,060 8,3080 0,09 ubiučí fakory x 9 a x 0 e určí odle áledujíí vzaů (.7) a (.8), 9,57 l 7 Re 0,9 0,7 k r x 6 (.6) (.7) x 9,57 l 3,06 0 0,9 7 0,7 9,5 0, Re 6 x x 37530, ,3080 řičemž k r je relaiví dro rubky ro kerou laí vza (.9), k d k r 6 9 (.8) (.9) 5

26 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 5 0 k r 9,50 0,0 kde k je ředí aboluí dro ěy, kerá byla zvolea 0,0 mm. Nyí e doáváme k výoču korekčí fakorů z a z. oučiiel z je dá vzaem (.30) do keréo je zaočíáa i délka rubkovie ve keré aké doází k lakovým zráám. z l L d (.30) z 7,5 0,5 0,0 35,8 Korekčí fakor z je oučiiel, kerý zoledňuje změu dyamiké vikoziy v mezí vrvě oledem a měr eeléo oku. V omo říadě e jedá o kaaliu roudíí v TP, kde ro kaaliy laí vza (.3), z z a 3 0,8730 0, ,, (.3) řičemž je dyamiká vikozia v mezí vrvě. Pro měr eeléo oku z TP ři Re > 30 je koaa a 0,. Pro zíkáí muí bý očíáa eloa a ěě rubky, kerá e vyočíá odle rovie (.3) uvedeé ve zdroji [8], Qb w C (.3) w 8,3 5,8 C řičemž je výřevá loa a viří raě rubek a zíká e ze vzau (.33) uvedeéo ve zdroji [8]. d l 0,0 7, ,039 m m (.33) Při eloě vody a ěě rubky 5, 8 C odovídá dyamiká vikozia vody 3 odoě 0,8730 Pa, kerá byla oužia ve vzau (.3). w 6

27 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 6.5. Tlakové zráy míí Tlakové zráy míí eávají z lakové zráy a vuu a výuu raovío média, z rubek rubkovéo vazku a lakové zráy oybem roudu raovío média v komorá TVT []. Jeji výoče je dá vzaem (.3), m w CH CH Pa (.3) 988,7 0,33 0,7 0, 0, 76 m Pa kde 0, 7 e jedá e o zráový oučiiel míío odoru ro vu a výu z rubek rubkovéo yému 0, ož je zráový oučiiel míío odoru ro oyb roudu v komoře Celková zráa ve výměíku ela v TP ouze řeím v rubká (bez uvažováí vokový a výokový zrá) je rova odle rovie (.), 3,07 0 0,76, 7 kpa z m 7

28 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Mezirubkový roor Pro koruki mezirubkovéo rooru výměíku byl zvole růměr lášě 500 x 6. Praoví lákou bylo zvoleo elejší médium o eloě 05 C ři vuím laku 0, MPa. Telejší voda byla zvolea z oo důvodu, že je zde ředokládá věší lakový úbyek. Teo úbyek je zaříčiě řevážě egmeovými řeážkami, keré jou rozmíěé o elé déle výměíku. Ze zadáí máme věší lakovou rezervu rávě v říadě elejší vody. Obrázek éma rubkovie 8

29 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 6.6. egmeové řeážky egmeové řeážky jou do výměíku voley z důvodu uměrěí roudu média a rodloužeí dráy, kerou muí médium urazi. Tím e zvyšuje iezia řeuu ela, ale a druou rau doází i k ežádouím lakovým zráám []. Proo je ué zvoli vodý oče řeážek a vzdáleoi mezi imi. V omo říadě byl zvole oče řeážek vzledem k lakové zráě 6, o loušťe 5 mm rozečí 900 mm odle zdroje []. Neořeážkovaá délka l 30 mm. Výška řeážky byla zvolea odle (Graf ) 0,75 D, kerá odovídá výše 0 mm. Graf Dooručeé eřízuí řeážky [] Nyí je ué očía růřez výřezu egmeové řeážky, kerý e určí omoí vzau (.35), v D 8 d i 80 v v v m (.35) v, i , , 76 m řičemž úel v je zřejmý z (Obrázek ) a v je oče rubek ve výřezu řeážky, kerý lze očía omoí vzau (.36), v v D d 8 i v 80,8 0,05 7,9 i 8 0,33 0, v 7,9 35 k (.36) kde úel v je arý z (Obrázek ) a 0, 866 ro uořádáí rubek od úlem 30. 9

30 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Dále je ořeba urči ředí moovou rylo v mezirubkovém rooru, kerá e určí omoí vzau (.37), m m M o kg m m 50 76, kg / m 0,38 / (.37) řičemž M o M old 50 kg / m a jedá e o mooí růok elé vody a m je růřez mezi egmeovými řeážkami, kerý e aoví odle vzau (.38). Do m k r d m (.38) m,3 0,9 0,0 0,033 0,033 0,05 0, 38 m 6.6. oučiiel řeuu ela v mezirubkovém rooru Pro výoče oučiiele řeuu ela je ué, ejě jako v říadě rubkovéo rooru, urči vlaoi vody ke ředí eloě a laku vody v mezirubkovém rooru. Tyo vlaoi jou uvedey v (Tabulka 3). Pro určeí ředío laku jem rovedl odad lakové zráy 59 kpa, udíž ředoklad výuío laku _ ou 0, MPa. ředí odoy e určí odle vzaů (.39) a (.0). _ i _ ou C 05 58,3 8,66 C (.39) _ i _ ou Pa (.0) 0, 0, 0,70 MPa Vlaoi vody ro ředí odoy vody v mezirubkovém rooru jou dáy v (Tabulka 3). Tabulka 3 Vlaoi vody ke ředím odoám 8,66 C [J/kg K] [W/m K] [Pa ] [kg/m 3 ] H O 97,9 0,67 0, ,8 30

31 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Nyí je ořeba urči: Reyoldovo a Pradlovo čílo ze vzaů (.) a (.): Reyoldovo čílo Re Re m d 76, 0,05 5,830 0,00037 (.) Pradlovo čílo Pr (.) Pr 0, ,9,7 0,67 Dále e doáváme k výoču ideálío oučiiele řeuu ela v mezirubkovém rooru výměíku, kerý je defiová vzaem (.3), odle zdroje [] áledově, _ id _ id 3 j m Pr W m K (.3) i _ id,650 97,976,,7 8,87 0 W m K řičemž Pr je Pradlovo čílo v mezirubkovém rooru určeé vaem (.) a Coulburův fakor, kerý e vyočíá odle vzau (.), j i je j i j i,33 d a a Re,33 0,3 0,033 0,05 a 0,035 0, ,830,650 (.) kde a je dáo vzaem (.5), a a 3 a 0, Re (.5),50 a 0, 5,830 0,59 0,035 3

32 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček řičemž koefiiey a, a, a 3, a jou uvedey v (Tabulka ) ro veliko Reyoldova číla Re 5,830. Tabulka Koefiiey ro výoče Coulburova fakoru [] a a a 3 a 0,3-0,388,50 0,59 Dále je k výoču uá zalo ryloi v rubkovém vazku w, kerá e zíká ze vzau (.6), w w N M o 50,3970,8 0,05 0,8 m/ m / (.6) řičemž N je veliko voléo ezalěéo růřezu mezi jedou rozečí řeážek, kerá e očíá ze vzau (.7). N D 0,9 0,005,68, 3 N Dále je mezerovio rubkovéo vazku a ři x 7 je dá vzaem (.8), kde x 6 m 0,05,3 m (.7) (.8) x 6 d (.9) x 0,033 0,05 6,3 x 7 d (.50) x 0,086 0,05 7,3 Nyí e můžeme zabýva výočem korekčí fakorů, keré jou ezbyé ro výoče kuečéo oučiiele řeuu ela v MP, kerý je dá vzaem (.5). 3

33 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček j j j j W m K (.5) _ id Výoče korekčí fakorů: l b j r zoledňuje eřízivý var eloío rofilu v roudu raoví láky ři lamiárím rouděí a ro Re > 00 je rove j ám zoledňuje odíl odélě obékaý rubek a říčém rouděí ve výřezu řeážek, a ro ějž laí vza (.5). v i 0,55 0,7 360 v j j 0 i 0 0,55 0,7 0, (.5) j l zoledňuje vliv zkraový roudů mezi řeážkou a lášěm a mezi rubkami vazku a ovory v řeážká a je dá vzaem (.53), j l j l, 0, 0 ex, Z 0,09 0,09 0, 0, e 0,09 0,0 0,09 0,0 0,090,0, 0,36 (.53) 0,785 kde je růočý růřez v řeáže, je růočý růřez mezi řeážkou a lášěm a Z je růočý růřez zalěéo rooru mezi jedou rozečí řeážek. Tyo veličiy e určí odle vzaů (.5), (.55) a (.57), v d d m (.5) 0,058 0, ,09 m v D D , m m (.55) řičemž D je růměr řeážky, kerá e odle zdroje [] očíá ze vzau (.55). D 3, 0, D D 00 m (.56) D,6 0, mm Dále áleduje výoče dle rovie (.57), 33

34 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Z 0,0 0,350,9 0,005 0, 36 Z m m (.57) kde e,, určí odle vzaů (.58), (.59) a (.60). D D m (.58) ,0 m D d m (.59),8 0,05 0,008 0,35 m 0,033 m (.60) d 0,033 0,05 0,008 m j b zoledňuje vliv obokový roudů mezi rubkovým vazkem a lášěm výměíku a jeo var ro výměík bez ěíí liš a ři Re 00, kde odoa, 35 je áledujíí, j e b Z (.6) j b e 0,0,35 0,36 0,958 řičemž Z byl defiová vzaem (.57) a je růočý růřez obokovéo roudu mezi jedou rozečí řeážek a je dá vzaem (.6). D D m (.6),68,8 0,008 0,9 0,005 0, 0 m j ám zoledňuje vliv eořeážkovaý roorů od vuími rdly MP a má var odle vzau (.63), j l l l l (.63) 3

35 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček j,3,3 6 0,9 0,9,3,3 6 0,9 0,9 0,6 0,6 0,96 řičemž koefiie 0, 6 a l je eořeážkovaá délka, kerá e vyočíá odle vzau (.6). l l l 7,50 6 0, ,005,3 m m (.6) e zaloí korekčí fakorů jme oi odle vzau (.5) očía kuečý oučiiel řeuu ela ,988 0,785 0,958 0,96 6,606 Tlakové zráy v mezirubkovém rooru W m K V omo říadě, byl rovede výoče lakové zráy ro jedoegmeový jedoodý řeážkový yém eeléo výměíku. Rovie ro lakovou zráu v MP vyadá odle zdroje [] áledově, kde z o v Pa (.65) o jou lakové zráy řeím ři říčém obékáí rubek v ořeážkovaém rooru vazku. jou lakové zráy řeím ři říčém obékáí rubek v eořeážkovaém rooru vazku. jou lakové zráy řeím ři odélém a říčém obékáí rubek v rooru v ad eřízuím řeážek (včeě oočeí roudu o 80 ) Tlakové zráy řeím ři říčém obékáí rubek v ořeážkovaém rooru vazku výměíku Tyo zráy e začí řičemž o o a ro jeji výoče laí vza (.66), w z z z3 z r Pa (.66) je oče řeážek, r je oče řad rubek mezi eřízuím řeážek určeý odle vzau (.69) a je oučiiel zrá ři říčém obékáí rubek, ro kerý laí vza (.67), 35

36 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček,33 d b b Re,33 0,37 0,033 0,05 kde ro b laí vza (.68), b b 0,07 0,3 5,830 0, 097 b 3 b 0, Re (.67) (.68) 7,00 b 0, 5,830 0,59 0,07 řičemž koay b, b, b 3, b jou uvedey v (Tabulka 5) ro veliko Reyoldova číla Re 0 5,83. Tabulka 5 Koefiiey ro výoče zráovéo oučiiele [] b b b 3 b 0,37-0,3 7,00 0,500 Poče říčě obékaý řad rubek mezi raami eřízuí řeážek je dá vzaem (.69). r r v,0 0,367 5,68 0,086 k (.69) K dalším výočům je ué očía rylo v ejužším růočém růřezu zalěéo rooru mezi jedou rozečí řeážek v oe výměíku w Z, kerá e vyočíá omoí vzau (.70). w M o Z Z m (.70) w 50 0,36 970,8 Z 0,789 m Průočý růřez zalěéo rooru mezi jedou rozečí řeážek v oe výměíku defiová vzaem (.57). Z byl 36

37 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Pro výoče lakový zrá v MP je zaořebí očía jedolivé korekčí fakory. Výoče korekčí fakorů Výoče byl rovede odle zdroje [] z zoledňuje změu lákový vlaoí v mezí vrvě, včeě vlivu měru eeléo oku a ro kaaliu roékajíí v MP, kerou je elejší voda, laí vza (.7), 0, z z 0, , ,05 (.7) řičemž 386, 8 Pa a je o dyamiká vikozia vody a vější ěě rubky ři eloě w 73, C, kerá e očíá ze vzau (.7) odle zdroje [8] áledově, kde [8]. Q b w C 9 w 8,66 73, C 97,7 606 (.7) je výřevá loa a vější raě rubek vyočíaá ze vzau (.73) odle zdroje d l 0, ,7 m m (.73) z 3 zoledňuje vliv obokový roudů mezi rubkovým vazkem a lášěm výměíku. Plaí ro ěj vza (.7), obdobý jako v říadě korekčío oučiiele v říadě řeuu ela jediou výjimkou, kerou je odoa koay, kerá je v říadě Re 00 rova 3,7 z e z Z 3 0,0 3,7 0,36 3 e 0,89 (.7) z ám zoledňuje vliv zkraový roudů mezi řeážkou a lášěm a mezi rubkami vazku a ovory v řeážká a laí ro ěj vza (.75), 37

38 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček,33 kde x 3 je defiová vzaem (.76), Z z e (.75) z x3 0,596 0,0 0,00,09,33 0,0 0,09 0,36 e 3 0,5 0, 8 0,575 x 0,0 x 3 0,5 0,8 0,6 0,0 0,09 (.76) řičemž a (.57)., Z, byly defiováy v ředešlé kaiole a laí ro ě vzay (.5), (.55) Výledá laková zráa v ořeážkovaém rooru vazku výměíku je edy rova: o 0,097 5, ,8 0,789,05 0,89 0, kpa 6.7. Tlakové zráy řeím ři říčém obékáí rubek v eořeážkovaém rooru výměíku Začí e (.77), a jeji výoče je odobý jako v ředozím říadě a vyází ze vzau r rv w z z z3 5 z Pa (.77) kde rv je oče řad rubek ve výřezu ad řeážkou a r je oče říčě obékaý řad rubek mezi raami eřízuí řeážek, keré e určí omoí vzau (.78) a (.79), a jou uvedey ve zdroji [] áledově, rv v k (.78) rv 0,357 0,086 5,0 r v k (.79) r,0 0,367 0,086 5,7 řičemž v a jou vidě a (Obrázek ) a v e očíá áledově odle vzau (.80) 38

39 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček r D D m (.80) r,68,8,0 0,357 m Nyí ořebujeme vyočía korekčí fakor z 5, kerý zoledňuje vliv velikoí eořeážkovaéo rooru od rdly a vyází ze vzau (.8), z z a 5 l 0, 5 0,9,3 3,53 (.8) řičemž je rozeč řeážek, l je eořeážkovaá délka rubek a ro a laí ři Re 00 odoa a 0,. Poom je výledá laková zráa rova: 0,097 5,68 5,0 970,8 0,789,05 0,89 3,53 9, kpa Tlakové zráy řeím ři odélém a říčém obékáí rubek v rooru ad eřízuím řeážek Tyo zráy e začí v a u ooo výměíku, kerý je očíá, e jedá o urbuleí rouděí v MP, ož zameá, že Re > 00 a vyází e edy ze vzau, kerý je defiová vzaem (.8), v w v 0,6 rv z Pa (.8) kde w v je rylo raoví láky, kerá e vzauje ke ředímu geomerikému růměru růočý růřezů Z a vz, keré jou defiováy vzay (.65) a (.88) a vyází ze vzau (.83), w w M o v Z vz 50 v 0,360,76 970,8,07 m/ m (.83) 39

40 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček kde vz je růočý růřez zalěéo rooru ve výřezu ad řeážkou a je defiová vzaem (.8), vz vn v d m (.8) vz 0,05 0, ,76 m řičemž v je oče rubek ve výřezu řeážky a vn je ezalěý růřez ve výřezu ad řeážkou, v omo říadě bez ěíí liš a vyází ze vzau (.85). D v iv 360 vn vn,68 0 i 0 0,33 m 360 m (.85) Zráa ři odélém a říčém obékáí rubek v rooru ad eřízuím řeážek je edy rova odle vzau (.8). v 6 970,8,07 0,6 5,0 0,575 3, 8 kpa Poom elková zráa v mezirubkovém rooru z je: z o v 7,85 9, 3,8 kuečý výko eeléo výměíku 59,7 kpa Výledý výko výměíku e zíká oužiím rovie rouu ela (.86) odle zdroje [], Q k W (.86) řičemž k je oučiiel rouu ela, kerý je vzaže ro válovou ěu a mer délky rubky, je ředí eloí ád a veliko eloměé výřevé loy a do výledéo výkou muí bý arazea délkou l a očem rubek. Poom má rovie ro výledý výko var odle zdroje [8] áledově: Q k l W (.87) oučiiel rouu ela je dá vzaem (.88), k d d l d d W mk (.88) 0

41 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček k 0,05 l 7 0,0 53 0, ,05,36 W mk řičemž a jou oučiielé řeuu ela, keré jou dáy vzay (.0) a (.5), je eelá vodivo ulíkové oeli kerá je rova 53 W mk. Obrázek Proiroudý eloí ád Z důvodu miimálío rozdílu eloí ádů ebyl očíá ředí logarimiký eloí ád, ale byl oče ouze ředí eloí ád 33, C, jak je ukázáo a (Obrázek ). Výledý výko výměíku je edy rove, o doazeí do rovie (.87), áledově: Q,3633, 7,5688 9,03 MW Výledý výko vyšel o 30 kw (0,06 %) věší, ež bylo zadáo.

42 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Paramery koruke výměíku Výledé aramery eeléo výměíku ela jou uvedey v (Tabulka 6). Tabulka 6 Výledé aramery výměíku Požadovaý výko výměíku kuečý výko výměíku Objemový růok ladé vody Objemový růok elé vody Teloa ladé vody a vuu Teloa ladé vody a výuu Teloa elé vody a vuu Teloa elé vody a výuu Vější růměr lášě Q 9 MW b Q 9,03 MW 3 V 0,53 m / 3 V 0,58 m / _ i 5 C _ ou 7,86 C _ i 05 C _ ou 58,3 C D _ 500 mm Tloušťka ěy lášě 6 mm Viří růměr lášě D 68 mm Poče eloměý rubek Délka eloměý rubek o 688 k l 750 mm Vější růměr rubek d 5 mm Tloušťka ěy rubek mm Viří růměr rubek d mm Rozeč eloměý rubek 33 mm Poče egmeový řeážek Rozeč egmeový řeážek Šířka rubkovie Rylo v TP 6 k 900 mm L 50 mm w 0,33 m/ Rylo v MP w 0,8 m/ oučiiel řeuu ela v TP 7 W / m K oučiiel řeuu ela v MP 606 W / m K oučiiel rouu ela k,36 W / mk Tlaková zráa v TP z,7 kpa Tlaková zráa v MP z 59,7 kpa

43 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 7 Závěr Tao bakalářká ráe e zabývala ávrem výměíku ela e vazkem rubek ve válovém láši a egmeovými řeážkami. Úvodem bakalářké ráe byla kráká všeobeá rešerše o výměíí ela, kerá e oé zabývala ouze korukčími yy rubkový výměíků. Dále byly rozebráy ožadavky a média a roey, keré moou vé k oruám výměíku. Ve výočové čái byl rovede ávr výměíku voda/voda a základě áledujíí zadaý odo: eelý výko mooí růok elejšío média vuí eloa elejšío média vuí eloa ladějšío média laky obou médií a vuu Byl zvole mooí růok ladějšío média a z eelé bilae výměíku doočíáy zbývajíí koové eloy médií. Náledoval korukčí ávr výměíku. Byl zvole jedoodý výměík v rubkovém i mezirubkovém rooru v roiroudém uořádáí. Trubkový roor je voře 688 rubkami 5 x z ulíkové oeli rozečí 33 mm a déle 750 mm. Poče egmeový řeážek je 6 rozečí 900 mm a jeji eřízuí je 5 %. Rozměry a očy rubek byly zvoley adekváě aramerům médií a ožadovaému výkou výměíku. V rubkovém rooru roudí ladější voda, u keré doází k ořevu. Tlaková zráa a raě rubek je 7 Pa (ouze zráa řeím v rube bez vokový a výokový zrá). Do mezirubkovéo rooru byla zvolea elejší voda, roože v omo rooru byl ředoklad věší lakové zráy. Tao zráa odráží komlexí rouděí v mezirubkovém rooru e egmeovými řeážkami (řevážě říčé rouděí ře rubky). Tyo řeážky louží k rodloužeí rajekorie, změy měru a avýšeí ryloi roudíío média. To a jedé raě iezifikuje řeu ela, avšak a raě drué výzamě zvyšuje lakovou zráu. Vyočeá laková zráa 59,7 kpa, v mezirubkovém rooru, je oměrě vyoká. Provoz ooo výměíku bude, vzledem k éo zráě, ekoomiky áročější o e ýče věšío říkou čeradel. Na drué raě výměík je oměrě komakí, jeo koruke jedoduá, ovědčeá, bez oužií eiálí maeriálů a ložiý výrobí eologií, z., že i jeo ea bude oměrě ízká. Tlakovou zráu v mezirubkovém rooru lze ři daé koruki výměíku íži ař. oužiím dvou výměíků e zde uvedeým uořádáím rubek ím, že a raě lášě budou zaojey aralelě a a raě rubek za ebou. Výměíky budou o ěo kraší. Tlaková zráa výměíků by ak výzamě oklela (ai a 0 5% oučaé odoy), iméě by vzroly ároky a eu výměíku a obeavěý roor. Další možoí je ožií jiý řeážkový yémů (šrouboviové, yčové) ebo jiý yů výměíků (ař. dekové výměíky). Výočový výko avržeéo výměíku je 9,03 MW, ož je v ouladu e zadáím. Výledé aramery a rozměry výměíku ué ke koruki jou uvedey v (Tabulka 6). Tao bakalářká ráe obauje i výkreovou dokumeai, kerá je obažea v říloze. Celý výoče byl rovede v rogramu MaCad. 3

44 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 8 ezam oužiý zdrojů [] TEHLÍK, Per, Joef KOHOUTEK a Ja NĚMČANKÝ, 99. Teelé oody: Výoče výměíku ela. Bro: Nakladaelví Vyokéo učeí eikéo v Brě. IBN [] BALÁŠ, Marek. Kole a výměíky ela. Bro: Akademiké akladaelví CERM.r.o. Bro, 009. IBN [3] PAVELEK, Mila. Termomeaika. Bro: Akademiké akladaelví CERM, 0. Učebí exy vyoký škol. IBN [] THULUKKANAM, Kua, 03. Hea Exager Deig Hadbook. Drué. New York: Taylor ad Frai Grou. IBN b. [5] Double ie Hea Exager, Quora [olie]. [i ]. Doué z: :// [6] BAHREHMAND, eyedeam, 06. Hea rafer ad erformae aalyi of aofluid flow i elially oiled ube ea exager [olie]. Tera [i ]. Doué z: :// _aalyi_of_aofluid_flow_i_elially_oiled_ube_ea_exager/figure?lo= [7] LIEBERMAN, Norma P., 008. Workig Guide o Proe Equime. Třeí. Dalla: HPB-Dalla. IBN [8] LOUKOTA, Mari. Návr výměíku ela [olie]. Bro: Vyoké učeí eiké v Brě. Fakula rojío ižeýrví, 05 [i ]. Doué z: ://dl.adle.e/0/663. Bakalářká ráe. Vyoké učeí eiké v Brě. Fakula rojío ižeýrví. Eergeiký úav. Vedouí ráe Marek Baláš. [9] Hea exager diagram, 00. Wikimedia Commo [olie]. [i ]. Doué z: ://ommo.wikimedia.org/wiki/hea_exager_diagram [0] KUPILÍK, Válav, 987. Termodyamika. Praa: Grada Publiig. IBN [] THERMOPEDIA, Hea exager [olie]. [i ]. Doué z: ://ermoedia.om/oe/83/#heat_exchanger [] Trubkové výmeíky ela, Koe [olie]. Košie [i ]. Doué z: :// [3] NAKAO, Adrea, Adrea VALDMAN, Adré L. H. COTA, Miguel J. BAGAJEWICZ a Eduardo M. QUEIROZ. Iororaig Foulig Modelig io ellad-tube Hea Exager Deig. Idurial [olie]. 07, 56(5), [i ]. DOI: 0.0/a.ier.6b0356. IN Doué z: ://ub.a.org/doi/ab/0.0/a.ier.6b0356

45 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček [] HUANG, Cao, Xu JINLIANG, Li YUZHANG a Ya YUYING. Codeaio ea rafer of R5fa i a ell-ube ea exager a ligly ilied agle. Ieraioal Joural of Termal iee [olie]. 07, (5), [i ]. Doué z: :// 87X 5

46 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 9 ezam oužiý ymbolů a zkraek Ozačeí Legeda Jedoka m A Teoreiká loa, kerou zabírají rubky v rubkovii Měrá eelá kaaia ladé vody J kg K Měrá eelá kaaia elé vody J kg K D Průměr obalové kružie rubkovéo vazku m d Viří růměr rubky m d Vější růměr rubky m d Průměr ovorů v řeáže m D Vější růměr řeážky m D Viří růměr lášě m D Průměr obalovéo vále vazku m D _ o Průměr lášě m Výška řeážky m 3 i _ i Ealie ladé vody a vuu kj m 3 i _ ou Ealie ladé vody a výuu kj m 3 i _ i Ealie elé vody a vuu kj m 3 i _ Ealie elé vody a výuu kj m ou k oučiiel rouu ela W m K k r Mezera mezi obalovým válem a lášěm m k r Relaiví dro rubky l Délka rubky m l Neořeážkovaá délka rubky m L Šířka rubkovie m M old Hmooí růok ladé vody kg M Hmooí růok elé vody kg o m ředí moová rylo elé vody kg m Poče řeážek k r Poče říčě obékaý řad rubek k rv Poče řad rubek ve výřezu řeážkou k Poče rubek k _ Návrový oče rubek k v Poče rubek ve výřezu řeážky k Pr Pradlovo čílo 6

47 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Ozačeí Legeda Jedoka Q b Pořebý eelý výko MW Q kuečý výko MW Re Reyoldovo čílo N Veliko voléo ezalěéo růřezu mezi řeážkami m Z Průočý růřez zalěéo rooru mezi řeážkami m m Průočý růřez mezi egmeovými řeážkami m Průočý růřez mezi řeážkou a lášěm m Průočý růřez obokový roudů mezi rozečí řeážek m v Průočý růřez vazku m v _ Průočý růřez vazku ávrový m Průočý růřez mezi rubkami vazku a ovory v řeáže m v Nezalěý růřez ve výřezu ad řeážkou m v Průočý růřez ve výřezu řeážky m vz Průočý růřez zalěéo rooru ve výřezu ad řeážkou m ředí eloa ladé vody _ i Teloa ladé vody a vuu C _ ou Teloa ladé vody a výuu C ředí eloa elé vody _ i Teloa elé vody a vuu C _ ou Teloa elé vody a výuu C w Teloa a viří raě rubek Teloa a vější raě rubek C w Rozeč řeážek m V Objemový ok ladé vody m V Objemový ok elé vody m w v Rylo vody vzažeá ke ředímu geom. Průměru m w z rylo v ejužším růočém růřezu zalěéo rooru m w kuečá rylo rouděí v rubká m w _ Návrová rylo rouděí v rubká m z Změa lákový vlaoí v mezí vrvě z 3 Vliv obokový roudů mezi rubkovým vazkem a lášěm z Vliv zkraový roudů mezi řeážkou a lášěm 7

48 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček Ozačeí Legeda Jedoka W m K oučiiel řeuu ela ladé vody oučiiel řeuu ela elé vody W m K Tloušťka ěy rubky m Tloušťka ěy lášě m Dyamiká vikozia ladé vody Pa Dyamiká vikozia elé vody Pa Teelá vodivo maeriálu W m K oučiiel eelé vodivoi ladé vody W m K oučiiel eelé vodivoi elé vody W m K 3 Huoa ladé vody kg m 3 Huoa elé vody kg m v Úel eřízuí řeážek Mezerovio rubkovéo vazku 8

49 VUT Bro, FI EÚ Návr výměíku ela Ja Vašíček 0 ezam řílo ) Výkreová dokumeae avržeéo eeléo výměíku 9