Scambiatore di calore per serbatoio

dadoscatto

Utente poco attivo
Professione: disegnatore
Software: solid edge, pro engineer
Regione: lombardia
#1
Salve a tutti.Sono due giorni che googolo come un disperato ma non ho trovato la soluzione al mio problema e quindi mi rivolgo qui. Vorrei sapere il rendimento di uno scambiatore di calore a serpentina installato su una macchina.
La serpentina, in acciaio inox AISI 304, ha un diametro di 48.3 spessore 2 ed è lunga in totale 2000mm.
Nella serpentina passa acqua a 90° mossa da una pompa che muove 40 l/m.
Il serbatoio che contiene l'acqua da scaldare ha un volume di 350 litri e parte da una temperatura di 20°.
Ecco la domanda:
di quanto si scalda l'acqua del serbatoio ogni 10 minuti oppure quanto tempo impiega l'acqua del serbatoio a raggiungere i 90°?
grazie mille

Dario
 

exxon

Utente Junior
Professione: engineer
Software: inventor
Regione: veneto
#2
Ti mancano molti dati per poter rispondere alle domande che fai. Giusto per dirne uno, l'isolamento termico del serbatoio verso l'ambiente.

Non ha senso domandarsi quanto salga la temperatura ogni 10 minuti, perché l'incremento di temperatura segue un andamento esponenziale (negativo) e quindi l'incremento di temperatura è diverso in ogni momento.

In generale, l'efficienza dello scambiatore (efficienza, non rendimento. Il rendimento è tutta un'altra cosa), dipende dalla costruzione interna, dalla disposizione dei tubi, dal movimento (naturale o forzato) del liquido nel serbatoio, ecc.

E' in generale una questione molto complessa che viene normalmente risolta con l'uso di simulatori.
 

dadoscatto

Utente poco attivo
Professione: disegnatore
Software: solid edge, pro engineer
Regione: lombardia
#3
Ti ringrazio molto della risposta.
Immaginavo fosse particolarmente ostica come domanda, Comunque... il serbatoio è in inox con una coibentazine di 15mm di lana di roccia e non c'è nessuna movimentazione d'acqua nel serbatoio, è semplicemente un vascone in cui va riscaldata l'acqua.
 

exxon

Utente Junior
Professione: engineer
Software: inventor
Regione: veneto
#4
L'acqua nel serbatoio non raggiungerà mai i 90 °C, se all'interno della serpentina l'acqua ha anch'essa la temperatura di 90 °C: questa è termodinamica di base...

Se l'acqua nel serbatoio non viene mossa, la disposizione della serpentina, il verso di scorrimento del fluido al suo interno, gli spazi liberi tra le spire, la distanza tra queste e le pareti del serbatoio, determinano tutte il movimento di convezione del fluido secondario, di conseguenza il gradiente termico locale, e in ultimo lo scambio di calore tra i fluidi. Non c'è verso di calcolarlo analiticamente in modo "semplice" e senza molti più dati di quelli che disponi.
 

mir

Utente Standard
Professione: progettista inox
Software: autocad / inventor
Regione: trentino
#5
IMPORTANTE:
L'acqua nel serbatoio non raggiungerà mai i 90 °C, se all'interno della serpentina l'acqua ha anch'essa la temperatura di 90 °C: questa è termodinamica di base...
.
Forse ti trovo un foglio che avevo fatto in excel in merito ... ma non sono sicuro se era a piastre od a serpentina. prossimamente ti farò sapere.

saluti
mir
 

paulpaul

Utente Standard
Professione: Macchinista
Software: Solid Edge, Autocad, Matlab
Regione: Parma
#6
Salve a tutti.Sono due giorni che googolo come un disperato ma non ho trovato la soluzione al mio problema e quindi mi rivolgo qui. Vorrei sapere il rendimento di uno scambiatore di calore a serpentina installato su una macchina.
La serpentina, in acciaio inox AISI 304, ha un diametro di 48.3 spessore 2 ed è lunga in totale 2000mm.
Nella serpentina passa acqua a 90° mossa da una pompa che muove 40 l/m.
Il serbatoio che contiene l'acqua da scaldare ha un volume di 350 litri e parte da una temperatura di 20°.
Ecco la domanda:
di quanto si scalda l'acqua del serbatoio ogni 10 minuti oppure quanto tempo impiega l'acqua del serbatoio a raggiungere i 90°?
grazie mille

Dario
Ciao
prova a postare uno schema con le quote, e vediamo se sia possibile fare un conto approssimato (che avrebbe comunque un discreto margine di incertezza). Servono geometria di serpentina e recipiente, materiali, posizionamento della serpentina nel recipiente. L'oggetto esiste già (e hai fatto già delle misure) oppure è sulla carta?