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Das Umformen der Gl. (8.20) führt auf:
1
T
T sp
= (k
·
A) WT
(8.21)
ln
c p .
1
m WT
˙
·
T
T sp
Definiert man einen Wärmeaustauscher-Wirkungsgrad, so erhält man folgendes Ergebnis:
1
1
T
T
übertragene Wärmeleistung
maximal übertragbare Wärmeleistung
(k
·
A) WT
ε
=
=
= 1 exp
.
1
m WT
˙
·
c p
T
T sp
(8.22)
Der Klammerausdruck in der Exponentialfunktion wird als Anzahl der Übertragungs-
einheiten „Number of Transfer Unit“ ( NTU ) oder „Wärmekapazitätsstrom“ oder „dimen-
sionslose Übertragungsfläche“ oder „dimensionslose Verweilzeit“ bezeichnet, (vergl. An-
hang A Berechnung von Wärmetauschern Gl. (A.7). Setzt man die Gl. (8.22) in (8.19) ein,
so ergibt sich:
· dT sp
dt
1
c p , sp
= ˙
m WT
·
c p
·
ε
· ( T
T sp ) ( k
·
A ) sp
· ( T sp
T U ) .
(8.23)
Unter Vorgabe der Anfangsbedingung der Temperatur des Speichers T sp, 0 zum Zeit t = 0
erhält man die Lösung :
T sp ( t ) =
C 1
+ ( T sp ,0
T U ) ·
C 2
t ) mit
exp (
·
1
= ˙
m WT
·
c p
·
ε
·
T
+ ( k
·
A ) sp
·
T U
= ˙
m WT
·
c p
·
ε
+ ( k
·
A ) sp
C 1
und C 2
.
(8.24)
m WT
˙
·
c p
·
ε
+ ( k
·
A ) sp
c p , sp
Für sehr große Zeiten ( t ) strebt die Speichertemperatur T sp gegen den Wert C 1 . Sind
die Wärmeverluste des Speichers zur Umgebung gering (d. h. ( k  ·  A ) sp = 0), so nimmt der
Speicher die Eintrittstemperatur des beladenden Wärmetauschers an, also T sp = T ʹ .
Bei realen Wärmetauschern mit Schichtungen wurden im Zusammenhang mit der
solarthermischen Nutzung der Solar Storage Testing Group (SSTG) Modelle entwickelt
(Marshall und Barragan 1988 ), in denen der Speicher in n Schichten unterteilt wird, wie es
die Abb.  8.24 skizziert. Für jede Schicht wird eine Wärmebilanz in folgender Art,
· dT sp , j
dt
m sp
·
c sp , j
= ˙
m sp
·
c p , sp
· ( T sp , j + 1
T sp , j )
+
ξ 1
· ( k
·
A ) WT , k
· ( T WT , k
T sp , j )
I
I I
· d 2 T sp
dx 2
+
ξ 2
·
λ eff,sp
·
A sp
·
dx
( k
·
A ) sp , j
· ( T sp , j
T U )
(8.25)
IV
I I I
 
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