Programma calcolo TORRI EVAPORATIVE

 

 

La maschera dati di ingresso

 

LA TEORIA

La teoria di Merkel dimostra che lo scambio termico acqua-aria è proporzionale alla differenza di entalpia hw-ha, dove hw è l’entalpia dell’aria satura alla temperatura dell’acqua ed ha è l’entalpia dell’aria a contatto con l’acqua, attraverso l’equazione:

Q=KS (hw-ha)

Dove K è il coefficiente globale di scambio termico ed  S la superficie di contatto. Poichè i termini hw ed ha variano lungo la torre l’espressione di Merkel può essere applicata ad un piccolo elemento , ossia in termini differenziali:

dQ=d[KS (hw-ha)] =K (hw-ha) d S

Il calore scambiato è uguale a quello sottratto all’acqua che è:

dQ= CH L dtw ed uguagliando le 2 espressioni:

K (hw-ha) d S= CH L dtw

Piuttosto che riferirsi alla superficie S ci si riferisce al volume di scambio V modificando K S in Ka V, dove Ka è un coefficiente di scambio riferito all’unità di volume V. Pertanto:

Ka  (hw-ha) d V= CH L dtw

Integrando a tutto il volume:

 

il termine  Ka V/L viene definito come NTU(numero di unità termiche) ed è una grandezza caratteristica della torre indipendente dalla temperatura di bulbo umido, dal range(temperatura ingresso –temperatura uscita acqua) e dalla temperatura di ingresso dell’acqua. Il valore di NTU varia solo con il variare del rapporto L/G. Il calcolo dettagliato di NTU viene fatto frazionando il salto di temperatura dell’acqua  in 10 tratti.

 In una determinata torre il valore di NTU dipende solo dal rapporto L/G tramite l’equazione: NTU= C(L/G)-m

Dove m varia fra 0,5 e 0,8 e C è il valore di NTU che si trova quando L/G=1.

CALCOLO

modello:EVAPCO LRT 3/61

equazione torre  NTU=C (L/G)^M

costante C equazione torre    =  0.391

pendenza M equazione torre    = -0.520

----------------------------------------

entalpia aria ingresso[Kj/kg] =  71.92

umidità relativa  aria ingresso=   66.6

--------calcolo NTU -------------------

     tw.....hW.....ha....TBU...parz...tot....

  28.90  93.80  71.92  24.00 0.0279  0.028

  29.51  96.88  75.53  24.86 0.0286  0.056

  30.12 100.04  79.14  25.75 0.0292  0.086

  30.73 103.29  82.75  26.57 0.0297  0.115

  31.34 106.64  86.37  27.36 0.0301  0.145

  31.95 110.07  89.98  28.11 0.0304  0.176

  32.56 113.61  93.59  28.86 0.0305  0.206

  33.17 117.24  97.20  29.58 0.0305  0.237

  33.78 120.98 100.82  30.26 0.0303  0.267

  34.39 124.83 104.43  30.95 0.0299  0.297

  35.00 128.78 108.04  31.60 0.0294  0.326

L/G                           =  1.414

NTU                           =  0.327

entalpia aria uscita[kj/kg]   =  80.55

temperatura aria uscita[°C]   =   26.1

Range                  [°C]   =   6.10

temperatura acqua uscita[°C]  =   28.9

Potenzialità torre[Kw]        =11866

 

 

Figura 2: immissione dati archivio torri

 

 

ELABORAZIONE DATI

 

Modello torre:EVAPCO LRT 3/61

Punto..Hingr………   L/G....NTU..Husc...Tusc...Range..Potenza.THin...TBU

      1  53.87  2.084   0.26  64.29  21.99   5.00  45.93  32.00  19.00

      2  53.87  1.135   0.37  65.21  22.27  10.00  50.00  36.00  19.00

      3  57.18  1.900   0.27  66.68  22.68   5.00  41.86  32.00  20.00

      4  57.18  1.029   0.39  67.47  22.88  10.00  45.35  36.00  20.00

      5  60.64  1.715   0.29  69.21  23.29   5.00  37.79  32.00  21.00

      6  60.64  0.923   0.42  69.87  23.50  10.00  40.70  36.00  21.00

      7  64.24  1.478   0.30  71.62  23.91   5.00  32.56  32.00  22.00

      8  64.24  0.950   0.40  73.74  24.45  10.00  41.86  37.00  22.00

      9  71.92  2.005   0.26  81.94  26.37   5.00  44.19  35.00  24.00

     10  71.92  1.266   0.34  84.58  26.98  10.00  55.81  40.00  24.00

     11  76.01  1.768   0.28  84.85  27.02   5.00  38.95  35.00  25.00

     12  76.01  1.135   0.36  87.36  27.56  10.00  50.00  40.00  25.00

     13  80.29  1.504   0.30  87.81  27.67   5.00  33.14  35.00  26.00

     14  80.29  2.216   0.24  91.37  28.42   5.00  48.84  37.00  26.00

     15  80.29  1.003   0.39  90.31  28.18  10.00  44.19  40.00  26.00

     16  80.29  1.398   0.31  94.27  29.00  10.00  61.63  42.00  26.00

     17  84.76  1.583   0.29  92.67  28.66   5.00  34.88  36.00  27.00

     18  84.76  1.979   0.26  94.65  29.07   5.00  43.60  37.00  27.00

     19  84.76  1.055   0.37  95.31  29.20  10.00  46.51  41.00  27.00

     20  84.76  1.266   0.33  97.42  29.61  10.00  55.81  42.00  27.00

Hingr,Husc[kj/kg] Tusc,Range,THin,TBU[°C] potenza [kw]

-------------------------------------------------------------

Calcolo valori C e m della equazione NTU=C(L/G)^m

C=     0.391 m=    -0.520

punto..     L/G....     NTU......NTU    ERRORE

                    teorico interpolato    %

  1       2.084       0.263     0.267    1.7

  2       1.135       0.374     0.367   -1.9

  3       1.900       0.275     0.280    2.1

  4       1.029       0.393     0.386   -1.9

  5       1.715       0.292     0.296    1.4

  6       0.923       0.419     0.408   -2.7

  7       1.478       0.304     0.319    5.0

  8       0.950       0.397     0.402    1.2

  9       2.005       0.263     0.273    3.6

 10       1.266       0.336     0.346    3.1

 11       1.768       0.280     0.291    4.1

 12       1.135       0.357     0.367    2.7

 13       1.504       0.300     0.317    5.6

 14       2.216       0.243     0.259    6.3

 15       1.003       0.387     0.391    1.0

 16       1.398       0.309     0.329    6.5

 17       1.583       0.288     0.308    7.0

 18       1.979       0.262     0.274    4.7

 19       1.055       0.371     0.381    2.5

 20       1.266       0.330     0.346    4.9

Differenza media in valore assoluto % =    3.5

 

Esempio grafico:TH uscita e potenza in funzione di TH ingresso

 

Lanciare l’unico eseguibile :TORRE_PRG.EXE

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