Lämmönsiirto levylämmönvaihtimella

Lämmönsiirrin eli lämmönvaihdin on energiatekniikan komponentti, jolla lämpöenergiaa siirretään eri lämpötilassa olevien fluidien välillä.

Useimmissa lämmönsiirtimissä lämpö siirtyy ilman, että fluidit sekoittuvat keskenään eli johtumalla tai lämpösäteilyllä. Sen sijaan konvektiolla tapahtuvaan lämmönsiirtoon ei tarvita mitään erityistä lämmönsiirrintä vaan lämpö siirtyy aineen mukana.

Lämmönsiirtimessä ei useimmiten ole liikkuvia osia, poikkeuksena ovat pyörivät lämmönsiirtimet kuten rekuperaattori. Lämmönsiirrin rakentuu lämmönsiirrinelementistä sekä fluidit erottavista säiliöistä tai putkista. Lämmönsiirrinelementin läpi lämpö siirtyy fluidista toiseen yleensä johtumalla.

Työn tarkoituksena oli perehtyä levylämmönvaihtimen rakenteeseen ja toimintaan sekä määrittää lämmönvaihtimen lämpöhäviöt.

Työ:

Aluksi tutustuin levylämmönvaihtimeen. 

Selvitin mistä kuuma ja kylmä vesi virtaavat sisään ja ulos. 

Tutustuin myös siihen, että mistä luen kuuman sekä kylmän veden sisäänmeno- ja ulosmenolämpötilan. 

Katsoin mistä seuraamme veden virtausta rotametriltä.

Sitten aloitin työn selvittämällä paljonko on maksimivirtauksesta 80%, 60%, 40% ja 30%.

Muunsin prosentit desimaaleiksi ja kerroin desimaaliluvut maksimivirtauksella; 
80% = 22x 0,8 = 17,6l/min
60% = 22x 0,6 = 13,2l/min
40% = 22x 0,4 = 8,8l/min
30% = 22x 0,3 = 6,6l/min

Ajoin vettä joissa veden virtaus oli 80%, 60% 40% ja 30%

Mittasin kuuman ja kylmän veden sisään- ja ulosmenolämpötilat ja merkitsimme ne ylös.

Lämmin vesi

Kylmä vesi

Lämpötila

Virtaus

Lämpötila

Virtaus

Sisään	Ulos	Tilavuus-virta	Massavirta	Sisään	Ulos	Tilavuusvirta	Massavirta
°C	°C	l/min	kg/s	°C	°C	l/min	kg/s
50	30	20	0,30	13	24	24	0,4
44	33	22	0,36	13	29	14	0,3
48	35	22	0,36	12	28	10	0,2
47	37	22	0,36	13	38	1	0,16
50	38	21	0,36	13	39	7	0,1

Seuraavaksi laskin veden luovuttaman ja vastaanotetun lämpömäärän. 

Laskin myös lämpöhäviöt joista näkee, että lämpöhäviöt olivat suuria.

Kuuman veden virtaus	Kylmän veden virtaus	Vastaan-otettu lämpö-määrä	Luovutettu lämpömäärä	Lämpöhäviöt
l/min	l/min	J/s	J/s	%
20	24	1843,6	25140	26,6
22	19	20112	24134	16,6
22	14	13408	19609	31,6
22	10	14647,8	22676	34,9
21	7	10894	17598	38