Đăng ký Đăng nhập

Tài liệu Bt lớn truyền nhiệt

.DOCX
33
493
106

Mô tả:

Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN I/ Tổng quan về sản phẩm: NH4Cl còn được gọi là Amoni clorua (Ammonium chloride) • Là muối tinh thể màu trắng, hòa tan cao trong nước, dung dịch amoni clorua nhẹ có tính axit • Điểm nóng chảy: 338 °C • Công thức: NH4Cl • Khối lượng phân tử: 53,491 g/mol • Mật độ: 1,53 g/cm³ • Có thể hòa tan trong: Amoniac, Nước, Methanol, Glyxêrin, Ancol, Hydrazin Ứng dụng chính của hóa chất NH4Cl là như một nguồn nitơ trong phân bón, ví dụ như chloroammonium phosphate. Trong kim loại: hóa chất NH4Cl được sử dụng trong xi mạ hoặc hàn. Nó làm sạch bề mặt của phôi bằng phản ứng với các oxit kim loại ở bề mặt để tạo thành một clorua kim loại dễ bay hơi. Trong Y học: hóa chất NH4Cl hay còn gọi là muối lạnh được sử dụng như một chất long đờm trong thuốc ho. Nó tác động trên niêm mạc phế quản làm long đờm và dễ dàng hơn để có thể ho ra. Muối amoni là một chất kích thích vào niêm mạc dạ dày và có thể gây buồn nôn và nôn. Hóa chất NH4Cl được sử dụng như một tác nhân axit hóa hệ thống trong điều trị nhiễm kiềm chuyển hóa nặng, để duy trì nước tiểu tại một pH acid trong điều trị một số rối loạn tiết niệu- đường. Trong thực phẩm: Ở một số nước, hóa chất NH4Cl được gọi là sal ammoniac, được sử dụng như phụ gia thực phẩm là E510, thường là một chất dinh dưỡng trong nấm men nướng bánh mì. Nó là một loại thức ăn bổ sung cho gia súc, một thành phần trong phương tiện truyền thông dinh dưỡng cho nấm men và nhiều vi sinh vật. Hóa chất NH4Cl được sử dụng để tăng thêm vị ngọt cho cam thảo mặn, và cho hương liệu trong vodka Salmiakki Koskenkorva. Ở Ấn Độ và Pakistan, nó được gọi là "Noshader" và được sử dụng để cải thiện sự sinh động của món ăn nhẹ như samosas và jalebi. II/ Phương pháp điều chế: Amoni clorua được điều chế trong công nghiệp bằng cách kết hợp amoniac (NH3) với hydro clorua (khí) hoặc axit hydrochloric (dung dịch): NH3 + HCl → NH4Cl Amoni clorua còn được hình thành một cách tự nhiên trên các bãi đốt than, do sự ngưng tụ của khí than. Nó cũng được tìm thấy xung quanh một số loại miệng núi lửa, khoáng vật tự nhiên của nó có tên là Sal amoniac. III/ Phương án thiết kế: Trong bài này ta cô đặc dung dịch NH4Cl, vì NH4Cl dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao nên ta dùng hệ thống hai nồi xuôi chiều. Hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều làm việc liên tục: Nguyên liệu ban đầu là dung dịch NH4Cl có nồng độ 6% được chứa trong bồn chứa nguyên liệu (16). Sau đó được bơm lên bồn cao vị (1) nhờ bơm nguyên liệu (17). Từ bồn cao vị, dung dịch NH4Cl chảy qua lưu lượng kế rồi đi vào thiết bị gia nhiệt (2) và được đun nóng đến nhiệt độ sôi rồi đưa vào nồi cô đặc số 1 để cô đặc một phần dung dịch. Nồi số 1 sử dụng hơi đốt là hơi chính trong nhà máy. Dung dịch từ nồi cô đặc số 1 tự chuyển sang nồi số 2 do chênh lệch áp suất làm việc giữa hai nồi ( do áp suất nồi sau < áp suất nồi trước). Nhiệt độ của nồi trước lớn hơn nhiệt độ của nồi sau do đó dung dịch đi làm nồi thứ 2 có nhiệt độ cao hơn nhiệt độc sôi. Nồi thứ 2 sử dụng hơi thứ của nồi số 1 để làm hơi đốt, tiếp tục cô đặc dung dịch NH4Cl đạt tới nồng độ yêu cầu (20% theo khối lượng). Hơi thứ của nồi số 2 được đưa qua thiết bị ngưng tụ Baromet (8) để tạo độ chân không cho hệ thống nhờ bơm hút chân không (10). Sản phẩm ở nồi cô đặt số 2 được bơm sản phẩm ( bơm ly tâm) (12) liên tục hút ra ngoài.
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA ---------- BÀI TẬP QUÁ TRÌNH VÀ THIẾẾT BỊ TRUYẾỀN NHIỆT GVHD: Lê Ngọc Trung Lớp học phầần: 15.45 Nhóm: 4 Sinh viên: Lê Thị Hồầng Phúc Trầần Thị Tồố Trinh Trầần Thị Tuyêốt Phi Võ Thị Cẩm Tú Nguyêễn Thị Bích Ngọc NHÓM 4 Chương 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN I/ Tổng quan về sản phẩm: NH4Cl còn được gọi là Amoni clorua (Ammonium chloride)  Là muối tinh thể màu trắng, hòa tan cao trong nước, dung dịch amoni clorua nhẹ có tính axit  Điểm nóng chảy: 338 °C  Công thức: NH4Cl  Khối lượng phân tử: 53,491 g/mol  Mật độ: 1,53 g/cm³  Có thể hòa tan trong: Amoniac, Nước, Methanol, Glyxêrin, Ancol, Hydrazin Ứng dụng chính của hóa chất NH4Cl là như một nguồn nitơ trong phân bón, ví dụ như chloroammonium phosphate. Trong kim loại: hóa chất NH4Cl được sử dụng trong xi mạ hoặc hàn. Nó làm sạch bề mặt của phôi bằng phản ứng với các oxit kim loại ở bề mặt để tạo thành một clorua kim loại dễ bay hơi. Trong Y học: hóa chất NH4Cl hay còn gọi là muối lạnh được sử dụng như một chất long đờm trong thuốc ho. Nó tác động trên niêm mạc phế quản làm long đờm và dễ dàng hơn để có thể ho ra. Muối amoni là một chất kích thích vào niêm mạc dạ dày và có thể gây buồn nôn và nôn. Hóa chất NH4Cl được sử dụng như một tác nhân axit hóa hệ thống trong điều trị nhiễm kiềm chuyển hóa nặng, để duy trì nước tiểu tại một pH acid trong điều trị một số rối loạn tiết niệu- đường. Trong thực phẩm: Ở một số nước, hóa chất NH4Cl được gọi là sal ammoniac, được sử dụng như phụ gia thực phẩm là E510, thường là một chất dinh dưỡng trong nấm men nướng bánh mì. Nó là một Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 2 NHÓM 4 loại thức ăn bổ sung cho gia súc, một thành phần trong phương tiện truyền thông dinh dưỡng cho nấm men và nhiều vi sinh vật. Hóa chất NH4Cl được sử dụng để tăng thêm vị ngọt cho cam thảo mặn, và cho hương liệu trong vodka Salmiakki Koskenkorva. Ở Ấn Độ và Pakistan, nó được gọi là "Noshader" và được sử dụng để cải thiện sự sinh động của món ăn nhẹ như samosas và jalebi. II/ Phương pháp điều chế: Amoni clorua được điều chế trong công nghiệp bằng cách kết hợp amoniac (NH3) với hydro clorua (khí) hoặc axit hydrochloric (dung dịch): NH3 + HCl → NH4Cl Amoni clorua còn được hình thành một cách tự nhiên trên các bãi đốt than, do sự ngưng tụ của khí than. Nó cũng được tìm thấy xung quanh một số loại miệng núi lửa, khoáng vật tự nhiên của nó có tên là Sal amoniac. III/ Phương án thiết kế: Trong bài này ta cô đặc dung dịch NH4Cl, vì NH4Cl dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao nên ta dùng hệ thống hai nồi xuôi chiều. Hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều làm việc liên tục: Nguyên liệu ban đầu là dung dịch NH4Cl có nồng độ 6% được chứa trong bồn chứa nguyên liệu (16). Sau đó được bơm lên bồn cao vị (1) nhờ bơm nguyên liệu (17). Từ bồn cao vị, dung dịch NH4Cl chảy qua lưu lượng kế rồi đi vào thiết bị gia nhiệt (2) và được đun nóng đến nhiệt độ sôi rồi đưa vào nồi cô đặc số 1 để cô đặc một phần dung dịch. Nồi số 1 sử dụng hơi đốt là hơi chính trong nhà máy. Dung dịch từ nồi cô đặc số 1 tự chuyển sang nồi số 2 do chênh lệch áp suất làm việc giữa hai nồi Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 3 NHÓM 4 ( do áp suất nồi sau < áp suất nồi trước). Nhiệt độ của nồi trước lớn hơn nhiệt độ của nồi sau do đó dung dịch đi làm nồi thứ 2 có nhiệt độ cao hơn nhiệt độc sôi. Nồi thứ 2 sử dụng hơi thứ của nồi số 1 để làm hơi đốt, tiếp tục cô đặc dung dịch NH4Cl đạt tới nồng độ yêu cầu (20% theo khối lượng). Hơi thứ của nồi số 2 được đưa qua thiết bị ngưng tụ Baromet (8) để tạo độ chân không cho hệ thống nhờ bơm hút chân không (10). Sản phẩm ở nồi cô đặt số 2 được bơm sản phẩm ( bơm ly tâm) (12) liên tục hút ra ngoài. 1: buồng đốt trong 2: buồng bốc 3: ống tuần hoàn ngoài 4: bộ phân phân ly 5: dung dịch đi vào 6: sản phẩm đi ra 7: hơi đốt đi vào 8: nước ngưng đi ra 9: hơi thứ đi ra 10: Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 4 NHÓM 4 Nguyên lý làm việc của nồi cô đặc: Phần Chương 2: TÍNH TOÁN BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 5 NHÓM 4  Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống:  x  6 W G d  1  d   8000( 1 )  5600  kg / h  x 2 0 c    Lượng hơi thứ ra khỏi mỗi nồi: W1 1, 002 W 2 Chọn tỉ lệ hơi thứ ra Trong đó W1 là lượng hơi thứ ra khỏi nồi 1 W2 là lượng hơi thứ ra khỏi nồi 2 W1  1, 002W2  0   W1  W2 5600 W1  2802,80 [kg/h]  W2  2979,20 [kg/h]  Nồng độ dung dịch ra khỏi mỗi nồi: Gd 8000 x1  xd  6  9, 24% G  W 8000  2802,80 d 1  Nồi 1: Gd 8000 x1  xd  6 20% G  W 8000  560 0 d  Nồi 2: Ta được x2  xc : phù hợp với số liệu ban đầu  Tính nhiệt độ, áp suất :  Chênh lệch áp suất chung của cả hệ thống : Δp = p1 ̶ png = 5 ̶ 0,2 = 4,8 [at] Với p1 : áp suất hơi đốt nồi 1 png : áp suất hơi nước ngưng  Nhiệt độ áp suất hơi đốt : p1 2,5  p 2 Chọn tỉ số phân phối áp suất giữa các nồi Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 6 NHÓM 4 Mà : Δp1 + Δp2 = 4,8 Suy ra : Δp1 = 3,43 at = p1 ̶ p2 Δ p2  = 1,37 at p2 = 5 ̶ 3,43 = 1,57 at Với Δp 1: chênh lệch áp suất giữa nồi 1 và nồi 2 Δp 2: chênh lệch áp suất giữa nồi 2 và thiết bị ngưng Tra bảng I.251 [3-314] ( Tính chất lý hóa của hơi nước bão hòa phụ thuộc áp suất) và nội suy ta có:  Nồi 1: với p1 = 5at ta được: - Nhiệt độ hơi đốt : t1 = 151,1oC - Nhiệt lượng riêng : i1 = 2754 [kJ/kg] - Nhiệt hóa hơi : r1 = 2117 [kJ/kg]  Nồi 2 : với p2 = 1,57at ta được : - Nhiệt độ hơi đốt : t2 = 112,1oC - Nhiệt lượng riêng : i2 = 2711,5 [kJ/kg] - Nhiệt hóa hơi : r2 = 2228,5 [kJ/kg]  Nhiệt độ và áp suất hơi thứ: Theo sơ đồ nồi cô đặc, nhiệt độ hơi thứ nồi 1 (Tht1) bằng nhiệt độ hơi đốt nồi 2 (T2́ ) nhưng do tổn thất nhiệt độ đường ống ( chọn = 1oC) nên: Nhiệt độ hơi thứ của nồi 1: t1’= t2 + 1 = 112,1 + 1 = 113,1oC Nhiệt độ hơi thứ của nồi 2: t2’= tng + 1 = 59,7 + 1 = 60,7oC Tra bảng I.250 [3-314] ( Tính chất lý hóa của hơi nước bão hòa phụ thuộc nhiệt độ) và nội suy ta có:  Nồi 1: với t1’= 113,1oC ta được: Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 7 NHÓM 4 - Áp suất hơi thứ : p1’= 1,624 [at] - Nhiệt lượng riêng: i1’= 2701 [kJ/kg] - Nhiệt hóa hơi: r1’= 2225,9 [kJ/kg]  Nồi 2: với T2’= 60,7 oC ta được: - Áp suất hơi thứ : p2’= 0,210 [at] - Nhiệt lượng riêng: i2’= 2609,6 [kJ/kg] - Nhiệt hóa hơi: r2’= 2355,3 [kJ/kg] Nồi Hơi đốt Hơi thứ 1 2 p(at) 5 t(oC) 151,1 p(at) 1,57 t(oC) 112,1 1,624 113,1 0,210 60,7 TB ngưng tụ p(at) t(oC) 0,2 59,7 Bảng tổng hợp số liệu 1: Hơi đốt Hơi thứ x Nồ p(at t(oC) i(kJ/kg r(kJ/kg p(at) t(oC) i(kJ/kg r(kJ/kg (%) i ) ) ) ) ) 1 5 151, 2754 2117 1,62 113, 2701 2225,9 9,2 1 4 1 4 2 1,57 112, 2711,5 2228,5 0,21 60,7 2609,6 2355,3 20 1 0  Tính tổn thất nhiệt cho từng nồi:  Tính tổn thất nhiệt độ do nồng độ Δ': Ta dùng phương pháp Tisenco: Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 8 NHÓM 4 Tsi2 i '  f  0' 16, 2   '0i  o C  r Trong đó: o Tsi : nhiệt độ sôi của dung môi  K  r: ẩn nhiệt hoá hơi của dung môi [J/kg]  '0i : Tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn của dung môi ở áp suất khí quyển.  Với nồi 1 ta có: Ts1 (t tb1  273) 113,1  273 386,1  o K  Tra bảng VI.2 [61] tập 2 và nội suy với nồng độ dung dịch NH 4Cl là o x1 9, 24% ta được  '01 1,85  C  386,12  1' 16, 2  1,85 2, 0  o C  3 2225,9 10  Với nồi 2 ta có: Ts2 (t tb2  273) 60, 7  273 333, 7  o K  Tra bảng VI.2 [61] tập 2 và nội suy với nồng độ dung dịch NH 4Cl là o x2 20% ta được  '02 4,30  C  Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 9 NHÓM 4 333, 7 2   2 ' 16, 2  4,30 3,3  o C  3 2355,3 10  Tính tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao Δ'i' :  i '' t tbi  t i '  o C  Công thức: Với ttbi : nhiệt độ sôi ứng với ptbi [at] tí : nhiệt độ sôi ứng với pí [at] ⁎ ptbi là áp suất thủy tĩnh ở giữa ống truyền nhiệt, được tính theo công thức: 1 H p tbi pi '  (h1  )ρ ddi .g 2 2 [at] Trong đó: pi ' : áp suất hơi thứ trên mặt thoáng dung dịch [at] h1 : chiều cao lớp dung dịch từ miệng ống truyền nhiệt đến mặt thoáng, chọn h1 = 0,5 [m] H: chiều cao ống truyền nhiệt, chọn H = 5 [m] ρddi : khối lượng riêng của dung dịch ở nhiệt độ 20 oC [kg/m3] g 9,81  m s 2  g: gia tốc trọng trường  Với nồi 1 : p1́ = 1,624 at Tra bảng I.27 [46] tập1 – Khối lượng riêng của dung dịch NH 4Cl - nước và nội suy với t = 20oC và x1= 9,24% ta có: ρ ⅆd= 1,0949 [kg/m3] Thay vào phương trình ta có: Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 10 NHÓM 4 1 5 1, 0949 103.9,81 p tb1 1, 624  (0,5  )  1, 788  at  2 2 9,81 104 Tra bảng I.251 [314] tập 1 và nội suy với p tb1 1, 788  at  ta có o t tb1 116,1  C   1'' t tb1  p1' 116,1  113,1 3  o C   Với nồi 2: p2’= 0,21 at Tra bảng I.27 [36] tập 1 – Khối lượng riêng của dung dịch NH 4Cl - nước o ρdd2 1, 0567  kg m3  x2 20% t  20 C và nội suy với và ta có Thay vào phương trình ta có: p tb2 1 5 1, 0567.103 9,81 0.21  (0, 5  )  0,369  at  2 2 9,8110 4 Tra bảng I.251 [314] tập 1 và nội suy với p tb2 0,369  at  ta có t tb2 73,3  o C    2 '' t tb2  p 2 ' 73,3  60, 7 12, 6  o C   Tính nhiệt độ sôi của dung dịch trong từng nồi theo công thức: o t si t i '  i '   i ''  C  Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 11 NHÓM 4  t s1 t1'  1'  1'' 113,1  2, 0  3, 0 118,1  o C   t s2 t 2'   2 '   2'' 60, 7  3,3  12, 6 76, 6  o C   Tổn thất nhiệt độ do trở lực của đường ống ( Δ ' ' ' ): Chọn tổn thất nhiệt độ do trở lực đường ống từng nồi là 1oC  Tổng tổn thất nhiệt độ của hệ thống: 2 2 2 2     '    ''    ''' (2, 0  3,3)  (3, 0 12, 6)  (1 1) 22,9  i i=1 i=1 i i i=1 i=1 0 C   Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống:  Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống: 2  T T  T i 1 ng 2  i=1   151,1  59, 7  22,9 68,5  i=1 o C  Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi. Ta có: ti ti  t si  t1 151,1  118,1 33  0C   t2 112,1  76, 6 35,5  0C  Bảng tổng hợp số liệu 2: Nồi ',  o C  '',  o C  Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt ''',  o C  t ,  o C  t si ,  o C 12 NHÓM 4 1 2,0 3 1 33 118,1 2 3,3 12,6 1 35,5 76,6  Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt để tính lượng hơi đốt D và lượng hơi thứ Wi ở từng nồi:  Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng: Di1 W1i1' W1i 2 W2i 2 ' Q tt1  Gd  G dCd t d Q tt2 W1  C1t s1 DC ng1θ1 G c C2 t s 2 W1Cng2θ 2 Trong đó:  D : lượng hơi đốt vào nồi 1 [kg/h]  Gd, Gc : lượng dung dịch đầu và cuối hệ thống [kg/h]  W: lượng hơi thứ bốc ra của toàn hệ thống [kg/h]  W1, W2 : lượng hơi thứ của nồi 1, nồi 2 [kg/h]  C1, C2 : nhiệt dung riêng của dung dịch ra khỏi nồi 1, 2 [J/kg.độ]  Cng1, Cng2 : nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi 1, 2 [J/kg.độ]  i1, i2 : hàm nhiệt của hơi đốt nồi 1, 2 [J/kg.độ] Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 13 NHÓM 4  i1', i2' : hàm nhiệt hơi thứ nồi 1, 2 [J/kg.độ]  td : nhiệt độ đầu của dung dịch [oC]  ts1, ts2 : nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 1, 2 ở Ptb [oC]  θ1 , θ2 : nhiệt độ nước ngưng nồi 1, 2 [oC]  Qtt1, Qtt2 : nhiệt tổn thất ra môi trường nồi 1, 2 [J] (giả thiết bằng 4% nhiệt lượng tiêu tốn để bốc hơi ở từng nồi)  Tính nhiệt dung riêng của dung dịch NH4Cl: x  20%  Với dung dịch loãng  nhiệt dung riêng tính theo công thức: C 4186 (1  x) [I.43 tập 1/tr152]  Dung dịch ban đầu có xd 6% nên ta có: Cd 4186 (1  xd ) 4186 (1  0, 06) 3934,84 [J/kg.độ]  Dung dịch ra khỏi nồi 1 có x1 9, 24% nên ta có: C1 4186 (1  x1 ) 4186 (1  0, 0924) 3799, 21 [J/kg.độ] Với dung dịch đặc  x 20%  nhiệt dung riêng tính theo công thức: C Cht x  4186 (1  x) C ht [I.44 tập 1/tr152] tính theo công thức: MC ht n1c1  n 2c 2  n 3c3 [I.41 tập 1/tr152] Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 14 NHÓM 4 Với NH4Cl ta có M 53,5; n1 1; n 2 4; n 3 1 Tra bảng I.141 [152] tập 1 ta có nhiệt dung nguyên tử của các nguyên tố: N: c1 26000 [J/kg nguyên tử.độ] H: c 2 9639 Cl: c3 26000 [J/kg nguyên tử.độ] [J/kg nguyên tử.độ] 1 26000  4 9639 1 26000 C ht  1692, 64 53,5 Từ đó ta có: [J/kg.độ] Dung dịch ra khỏi nồi 2 có x2 20% nên ta có: C2 Cht x2  4186(1  x2 ) 1692, 64 0.2  4186(1  0, 2) 3687,33 [J/kg.độ]  Các thông số của nước ngưng: 0 0 θ  t  151,1 C; θ  t  112,1 C 1 1 2 2 Nhiệt độ của nước ngưng : Nhiệt dung riêng của nước ngưng: Tra bảng I.249 [310] tập 2 và nội suy với: θ1 151,1 0 C  C ng1 4315, 08 θ 2 112,10 C  C ng2 4236,57 Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt [J/kg.độ] [J/kg.độ] 15 NHÓM 4  Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng:  Với nồi 1: Lượng nhiệt mang vào:  từ dung dịch đầu : Gd.Cd.td  từ hơi đốt: D.i1 Lượng nhiệt mang ra:  do sản phẩm mang ra: Gd  W1 )C1t s1  do hơi thứ : W1i1'  do nước ngưng : D.Cng1.θ1= D 4315,08 151,1 [kg/h]  do tổn thất Qtt1: Q tt1 0, 04.D  i1  Cng1θ1  Ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 1: G d C d t d  Di1 W1i1'   G d  W1  C1t s1  DC ng1θ1  Q tt1  Với nồi 2: Lượng nhiệt mang vào:  do hơi đốt: W1i2  do dung dịch từ nồi 1:  G d  W1  C1t s1 Lượng nhiệt mang ra :  do hơi thứ : W2i 2' Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 16 NHÓM 4 G  W1  W2  C 2 t s2  do dung dịch mang ra:  d  do nước ngưng: W1Cng2θ 2  do tổn thất Qtt2: Q tt2 0, 04W1  i 2  C ng2θ 2  Ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 2: W1i 2   G d  W1  C1t s1 W2i 2 '   G d  W1  W2  C 2 t s2  W1C ng2θ 2  Q tt2 Kết hợp phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 1 và nồi 2 với phương trình W1 +W2 W ta có hệ phương trình: Di1  G d C d t d W1i1'   G d  W1  C1t s1  DCng1θ1  0, 04D  i1  Cng1θ1     W1i 2   G d  W1  C1t s1 W2i 2 '   G d  W1  W2  C 2 t s2  W1C ng2θ 2  0, 04W1  i2  Cng2θ 2    W1  W2 W Giải hệ phương trình này ta được:  W  i 2 '  C 2 t s2   G d  C 2 t s2  C1t s1  W   1 0,96  i 2  C ng2θ 2   C1t s1  i 2 '   G d  C1t s1  C d t d   W1  i1'  C1t s1   D   0,96  i1  C ng1θ1    W W  W 1  2  Thay các số liệu ta có : Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 17 NHÓM 4  5600  2609, 6 103  3687,33 76, 6   8000  3687,33 76, 6  3799, 21118,1  W1  0,96  2711,5 103  4236,57 112,1  3799, 21 118,1  2609, 6 103    2716,36  kg/h   8000  3799, 21 118,1  3934,84 118,1  2720,33  2701 103  3799, 21118,1  D  0,96  2754 103  4315, 08 151,1    2972,82  kg/h   W W  W 5600  2716,36 2883, 64  kg/h  1  2   W1 1  Xác định lại tỉ lệ phân phối hơi thứ giữa 2 nồi: W2 1, 09 Kiểm tra sai số: Với nồi 1: Với nồi 2: 1  2  2802,80  2716,36 100% 3, 08% 2802,80 2797, 20  2972,82 2797, 20 100% 6, 28% Các sai số đều nhỏ hơn 10% nên chấp nhận được giả thiết. Lập bảng số liệu 3: Nồi 1 C, Cng [J/kg.độ] [J/kg.độ] 3799,21 4315,08 , Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt W, [kg/h] θ ,[oC] 151,1 Sai số, Giả thiết Tính % 2802,80 2716,36 3,08 18 NHÓM 4 2 3687,33 4236,57 112,1 2797,20 2972,82 6,28  Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi:  Tính hệ số cấp nhiệt α1 khi ngưng tụ hơi: Chọn ống truyền nhiệt có kích thước: 38×2 [mm] Giả thiết chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và thành ống truyền nhiệt : Nồi 1 là: t11 4, 64  0C  Nồi 2 là: t12 4.82  0 C  Thiết bị cô đặc phòng đốt trong thẳng đứng (H<6m), hơi ngưng bên ngoài ống, màng nước ngưng chảy dòng nên hệ số cấp nhiệt tính theo công thức:  ri   i 2, 04 A i    t1i H  0,25 [W/m2.độ] Giá trị A phụ thuộc vào nhiệt độ màng Nhiệt độ màng tính theo công thức: (V101 [28] tập 2) tm t mi 0,5  t1i  ti  ti  t1i o  C 2   t11 4, 64 151,1  148, 78  0C  2 2 t 4,82 t2  12 112,1  109, 69  0C  2 2  t m1 t1  t m2 Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt 19 NHÓM 4 Tra bảng A-t [29] tập 2 và nội suy ta có: Với t m1 148, 78o C  A1 195,317 Với t m2 109, 69 o C  A 2 183,361 Thay các số liệu vào ta có :  r  11 2, 04 A1    Δt11 H  0,25  2117 103  2, 04 195, 317    4, 64 5  0,25 6925,14 [W/m2.độ]  r  12 2, 04 A 2    Δt12 H  0,25  2225,9 103  2, 04 183,361    4,82 5  0,25 6520,93 [W/m2.độ]  Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ: Gọi q1i : Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ nồi thứ i Ta có: q1i α1i t1i  q11 α11 t11 6925,14 4, 64 32132, 6  W/m 2  q12 α12 t12 6520,93 4,82 31430,9  W/m 2  Lập bảng số liệu 4: Nồi t1i  0C  t m  0C  Bài tập Quá trình và thiếết bị truyếền nhiệt A α1i 2 ,[W/m2.độ] q1i [W/m ] 20
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan