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हीट एक्सचेंजर कैलकुलेटर

स्टीम कॉइल कैलकुलेटर

हवा गर्म करने वाली स्टीम कॉइल की क्षमता जाँचें या लक्ष्य के लिए पंक्तियाँ चुनें; दबाव, भाप, कंडेनसेट और निकासी की सीमाएँ समझें।

समीक्षा की तारीख

1. गणना का दायरा

/steam खोलकर फिनयुक्त ट्यूबों के भीतर भाप के संघनन से हवा का ताप बढ़ने की गणना करें। प्रवेश पर मॉडल शुष्क संतृप्त भाप मानता है। प्रवेश भाप की शुष्कता का फ़ील्ड, सुपरहीट गणना या चुनने योग्य आंतरिक वितरण-ट्यूब (ट्यूब-इन-ट्यूब) निर्माण मॉडल उपलब्ध नहीं है। जमने से बचाव के लिए ऐसे उपकरण की सलाह देने वाला नोट, उस संरचना की मॉडलिंग का प्रमाण नहीं है।

हवा को अपरिवर्तित आर्द्रता अनुपात पर गर्म किया जाता है; ताप बढ़ने पर सापेक्ष आर्द्रता सामान्यतः घटती है। यह भाप इंजेक्शन, आर्द्रीकरण या हवा का निरार्द्रीकरण नहीं है। भाप की खपत तापीय भार से निकलती है, स्वतंत्र नियंत्रित आपूर्ति प्रवाह के रूप में दर्ज नहीं की जाती।

2. क्षमता जाँच और पंक्ति चयन

  1. पहले इकाई वरीयताएँ तय करें, फिर हवा, भाप, वास्तविक ज्यामिति और सर्किट दर्ज करें। किसी टेम्पलेट का उपयोग करने से पहले उसके सभी मान जाँचें।
  2. दर्ज पंक्तियों की क्षमता जाँचने के लिए RATING चुनें। Design capacity (manifold sizing) प्रारंभिक हेडर चयन के लिए प्रवाह का आधार देता है; इससे कॉइल की गणितीय क्षमता उस मान पर तय नहीं हो जाती।
  3. SIZING में धनात्मक लक्ष्य क्षमता दें। सॉल्वर 1 से 4 पंक्तियाँ आज़माता है और सबसे कम पंक्तियाँ चुनता है जो लक्ष्य पूरा करें, अभिसरित हों और भाप के संतृप्ति-ताप में गिरावट की जाँच पास करें।
  4. कोई विकल्प योग्य न हो तो चार-पंक्ति परिणाम के साथ targetMet=false मिलता है। संख्यात्मक क्षमता मिलने का अर्थ लक्ष्य पूरा होना नहीं है। परिणाम डेटा में उपलब्ध होने पर selectedRows और चयन नोट पढ़ें।
  5. SIZING पूरी ज्यामिति या सर्किट व्यवस्था का अनुकूलन नहीं है। सुझाई पंक्तियाँ फ़ॉर्म में लागू करें, मार्ग और हेडर जाँचें, फिर उसी वास्तविक ज्यामिति पर RATING चलाकर ही सहेजें या निर्यात करें। इनपुट बदलने पर पुनर्गणना करें; सहेजे परिणाम तभी लौटते हैं जब गणना-इनपुट हस्ताक्षर मेल खाता है।

3. गेज और निरपेक्ष दबाव अलग हैं

P_steam_kPa में धनात्मक गेज दबाव kPa में जाता है, भले इंटरफ़ेस दूसरी दबाव इकाई दिखाए। ऐप चुनी इकाई को Pa में बदलकर 1000 से भाग देता है। गेज फ़ील्ड में निरपेक्ष दबाव न भरें।

सॉल्वर P_abs_kPa = P_steam_kPa + air.P_Pa / 1000 उपयोग करता है। इंटरफ़ेस में ऊँचाई स्थानीय वायुमंडलीय दबाव निर्धारित करती है। हमेशा समुद्र-स्तर का स्थिरांक न जोड़ें: ऊँचाई भाप की संतृप्त अवस्था और हवा के गुण दोनों बदलती है।

साझा संतृप्ति तालिका 20–2000 kPa निरपेक्ष दबाव तक है और CoolProp 7.2.0 HEOS/IAPWS-95 डेटा का अंतर्वेशन करती है। प्रवेश निरपेक्ष दबाव 20 से अधिक तथा 2000 kPa से अधिक नहीं होना चाहिए; प्रवेश संतृप्ति ताप हवा के प्रवेश ताप से 1 K से अधिक ऊँचा होना चाहिए। यह गुण-तालिका की सीमा है, कॉइल का अनुमत कार्य-दबाव नहीं।

text

P_abs_kPa = P_steam_kPa + air.P_Pa / 1000
P_steam_kPa = P_abs_kPa - air.P_Pa / 1000

4. इनपुट, इकाइयाँ और अंशांकन

फ़ॉर्म में 1–4 पंक्तियाँ, plain/wavy/louver फिन, प्रति पंक्ति 1–100 ट्यूब और 1–20 सर्किट हैं। ये इंटरफ़ेस सीमाएँ हैं, सार्वभौमिक इंजीनियरिंग सीमाएँ नहीं। अनुरोध स्कीमा धनात्मक आयाम, धनात्मक पूर्णांक पंक्तियाँ/सर्किट/पास, RH 0–1 और freeAreaRatio 0.1–0.9 माँगता है।

फिनयुक्त ऊँचाई N × अनुप्रस्थ पिच है। वास्तविक ट्यूब संख्या तापीय क्षेत्र तय करती है; केसिंग का अतिरिक्त किनारा सक्रिय ट्यूब नहीं है। फिन मोटाई और freeAreaRatio डेटा में रहते हैं, हालांकि यहाँ अलग नियंत्रण नहीं हैं। आयातित इनपुट जाँचें; सभी सुरक्षित मान स्क्रीन पर दिखाई देंगे, यह न मानें।

डिफ़ॉल्ट C_air=1, C_steam=1, f_fouling=0.90 और f_noncondensables=0.95 शुरुआती धारणाएँ हैं, सत्यापन नहीं। सॉल्वर संयुक्त घटाव गुणनफल को 0.25–1 तक सीमित करता है। अंशांकन केवल दस्तावेज़ित आधार पर बदलें, अनुपयुक्त सर्किट छिपाने के लिए नहीं।

इनपुटअर्थ और इकाइयाँ
हवाचुनी इकाई में आयतन प्रवाह (स्कीमा: m³/s), शुष्क-बल्ब ताप (आंतरिक °C), RH प्रदर्शन में % और अनुरोध में 0–1 अंश, ऊँचाई (आंतरिक m); air.P_Pa निरपेक्ष वायुमंडलीय दबाव Pa में है।
भापगेज दबाव; controlType = modulating या on_off; कंडेनसेट का गैर-ऋणात्मक उपशीतलन ताप-अंतर के रूप में (आंतरिक K); शक्ति आंतरिक W में। नियंत्रण चयन वाल्व की गतिशीलता या आंशिक भार पर निकासी नहीं सिमुलेट करता।
ज्यामितिट्यूब पैटर्न बाहरी व्यास, दीवार और पिच देता है। सामग्री, प्रति पंक्ति ट्यूब, ट्यूब लंबाई/चौड़ाई, पंक्तियाँ, फिन घनत्व और प्रकार चुनें। लंबाइयाँ m में बदलती हैं; fpi प्रति इंच फिन ही रहता है।
अंशांकनC_air और C_steam ऊष्मा-अंतरण सहसंबंधों के गुणक हैं। f_fouling और f_noncondensables विमाहीन UA घटाव गुणक हैं, m²·K/W में फाउलिंग प्रतिरोध या गणना की गई गैस सांद्रता नहीं।

5. सर्किट मार्ग, भाप आपूर्ति और कंडेनसेट वापसी

2D/सर्किट उपकरणों में प्रामाणिक ग्राफ जाँचें: ट्यूब संख्या, सर्किट, एक ही या विपरीत ओर कनेक्शन, हेडर का पक्ष और आरंभ स्थान मिलकर वैध मार्ग बनाएँ। संतुलित सर्किट में प्रति पंक्ति ट्यूब संख्या सर्किट संख्या से विभाज्य हो। कनेक्शन पक्ष की सम-विषम शर्त पंक्तियों समेत हर सर्किट के कुल ट्यूब पास पर निर्भर है। अमान्य नेटवर्क गणना रोकता है।

ग्राफ मिलने पर इंजन उसी से नियंत्रक मार्ग की लंबाई और रिटर्न बेंड लेता है। passes फ़ील्ड अकेले स्वतंत्र अतिरिक्त पास नहीं बनाता; श्रृंखलाबद्ध लंबाई प्रति सर्किट ट्यूब और ग्राफ से आती है। लंबे सर्पाकार मार्ग दबाव हानि और कंडेनसेट रुकने का जोखिम बढ़ाते हैं; प्रति सर्किट दो से अधिक ट्यूब श्रृंखला में हों तो चेतावनी मिलती है।

सीधे आर-पार मार्ग या छोटे U विन्यास के लिए भी वास्तविक ढलान, दिशा और गुरुत्व-निकासी मार्ग की जाँच ज़रूरी है। ग्राफ की वैधता निकासी का सत्यापन नहीं है। अधिक सर्किट वेग और दबाव हानि घटा सकते हैं, पर ट्यूब आवंटन तथा कनेक्शन विन्यास अनुकूल होना चाहिए।

प्रारंभिक हेडर चयन में प्रवेश भाप और निकास कंडेनसेट के अलग घनत्व लगते हैं। डिज़ाइन क्षमता RATING में भी इस प्रवाह का आधार है और गणना की खपत से स्वतंत्र है। कम कंडेनसेट निकास वेग अपने आप दोष नहीं है, क्योंकि गुरुत्व-निकासी अपेक्षित है। वर्तमान कैलकुलेटर एक सिस्टम का नेटवर्क बनाता है, स्वतंत्र बहु-सिस्टम भाप सॉल्वर नहीं है।

6. परिणाम साथ में पढ़ें

  • Q_total_W, हवा का निकास ताप, ताप-वृद्धि, फेस वेग और वायु दबाव हानि तापीय तथा पंखे की ज़रूरत बताते हैं। प्रदर्शन इकाइयाँ देखें; कच्चे डेटा में शक्ति W और वायु दबाव हानि Pa है।
  • T_sat_C प्रवेश संतृप्ति ताप है। क्षमता सर्किट के औसत दबाव पर प्रभावी संतृप्त अवस्था से निकलती है; T_condensate_C निकास संतृप्ति ताप में से दर्ज उपशीतलन घटाकर मिलता है। ये एक ही स्थान के ताप नहीं हैं।
  • mdot_steam_kg_s और mdot_steam_kg_h एक खपत की दो इकाइयाँ हैं। ऊर्जा मॉडल h_fg + cp_f × उपशीतलन उपयोग करता है। उपशीतलन क्षेत्र अलग मॉडल नहीं है; इनपुट बढ़ाने से वास्तविक उपशीतलन खंड की उपलब्धता सिद्ध नहीं होती।
  • हवा और भाप HTC, कुल U, फिन और सतह दक्षता से डिज़ाइन तुलना करें; HTC और U की आंतरिक इकाई W/(m²·K) है। गैर-समतल फिन में अनुभवजन्य वायु-पक्ष वृद्धि लगती है, अलग पूर्णतः सत्यापित फिन मॉडल नहीं।
  • परिणाम डेटा में नियंत्रक सर्किट भाप ΔP (kPa), प्रवेश वेग (m/s), संतृप्ति ताप गिरावट (K), UA, NTU, पंक्ति प्रोफ़ाइल और ऊर्जा-संतुलन त्रुटि भी मिल सकती है। मुख्य परिणाम पैनल सभी कच्चे फ़ील्ड नहीं दिखाता; उपलब्ध तकनीकी आउटपुट और नोट पढ़ें, अनुपस्थित मान को शून्य न समझें।

7. दबाव हानि और असफल चयन का निदान

संतृप्ति ताप गिरावट 2 K से अधिक हो या निकास दबाव तालिका की न्यूनतम सीमा तक पहुँचे तो pressureDropLimited सेट होता है। उपलब्ध दबाव समाप्त होने पर क्षमता केवल न्यूनतम तालिका दबाव पर निचली-सीमा अनुमान है और अभिसरण false है। इसे स्वीकार्य चयन न मानें; आंतरिक व्यास, सर्किट संख्या और लंबाई जाँचें।

भाप वेग 40 m/s से अधिक, प्रवेश हवा 2 °C से कम, दो से अधिक पंक्तियाँ, बहुत कम/अधिक गेज दबाव, अधिक वायु ΔP और भाप ताप के निकट निकास हवा होने पर नोट बनते हैं। ये सॉल्वर निदान हैं, सुरक्षा प्रमाणन या हर स्थापना के अनिवार्य नियम नहीं।

गुण-तालिका त्रुटि पर पहले गेज/निरपेक्ष दबाव और ऊँचाई जाँचें। अमान्य सर्किट पर आवंटन और सम-विषम शर्त सुधारें। SIZING लक्ष्य न मिले तो फेस क्षेत्र, फिन घनत्व और आपूर्ति जाँचकर दबाव हानि फिर देखें, बिना सोचे पंक्तियाँ न बढ़ाएँ।

मॉडल दबाव हानि और संतृप्ति ताप को जोड़ता है तथा पंक्ति-दर-पंक्ति Chato गुरुत्व-आधारित और Shah कर्तन-आधारित संघनन गुणांकों में बड़ा मान लेता है। कम ऊर्जा-संतुलन त्रुटि आंतरिक संख्यात्मक संगति दिखाती है, स्वतंत्र प्रयोगात्मक सटीकता नहीं।

8. ट्रैप अनुमान, जमने का जोखिम और बाहरी जाँच

दिखने वाला Trap मान steamTrapCapacity_kg_h से आता है: सॉल्वर गणितीय भाप खपत को स्थिर 2.5 गुणक से बढ़ाता है। यह केवल शुरुआती सॉफ़्टवेयर अनुमान है, ट्रैप चयन नियम या उसी क्षमता का ट्रैप खरीदने का निर्देश नहीं। वास्तविक चयन में उपलब्ध विभेदक दबाव, वापसी बैकप्रेशर, स्टार्टअप भार, नियंत्रण और आपूर्तिकर्ता डेटा देखें।

कंडेनसेट का हाइड्रोस्टैटिक हेड और आपूर्ति/वापसी असेंबली का प्रारंभिक ΔP पूरे संयंत्र को हल नहीं करते। ट्रैप डिस्चार्ज, बाहरी पाइप, लिफ्ट, वेंटिंग, निर्वात, वॉटर हैमर, अस्थायी जलभराव और जमने की सुरक्षा पूर्णतः मॉडल नहीं हैं। केवल नियंत्रण प्रकार चुनना इनका समाधान नहीं है।

ठंडी हवा में उपयोग हेतु निकासी, सुरक्षा और संचालन क्रम की अलग समीक्षा कराएँ। जोखिम नोट का अर्थ यह नहीं कि ExCoil ने वितरण-ट्यूब, वैक्यूम ब्रेकर या नियंत्रण डिज़ाइन कर दिया है। सफल गणना से ढलान, ट्रैप आकार, दबाव प्रमाणन या निर्माण स्वीकृति स्वतः नहीं मिलती।

9. सहेजना, रिपोर्ट और निर्माण पहुँच

सभी योजनाएँ एक ही स्टीम इंजन उपयोग करती हैं। Free में सहेजना या निर्यात नहीं है। Professional में परियोजना सहेजना, प्रदर्शन रिपोर्ट/डेटा निर्यात और सरल सामान्य 2D दृश्य हैं। Enterprise सामान्य 3D, बैच और REST जोड़ता है; Manufacturer निर्माण विवरण/फ़ाइलें और MCP देता है।

गणना, परिणाम, 2D चित्र, 3D, उत्पादन, रिपोर्ट, फ़ाइलें और लागत पैनल दिखाए गए अधिकारों के अनुसार उपयोग करें। विस्तृत हेडर/निर्माण दस्तावेज़ और उत्पादन CAD केवल Manufacturer के लिए हैं; सामान्य आयामी दृश्य निर्माण स्वीकृति नहीं है। पैनल आवश्यक डेटा और अधिकारों पर निर्भर हैं।

Full Report के अध्याय योजना और वास्तविक डेटा पर निर्भर हैं: Professional में प्रदर्शन/सरल आयाम; Enterprise में लागत भी हो सकती है; Manufacturer में असेंबली, सर्किट, हेडर, लागत और निर्माण हो सकते हैं। अध्याय माँगने से अनुपस्थित डेटा नहीं बनता। लागत अनुमान है, आपूर्तिकर्ता कोटेशन नहीं; PDF में STEP/DXF CAD फ़ाइलें एम्बेड नहीं होतीं।

दस्तावेज़ में वर्णित सुविधाएँ आपकी सदस्यता और गणना में उपलब्ध डेटा पर निर्भर करती हैं। आयामी चित्र निर्माण की स्वीकृति नहीं है।

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