ĐỒ ÁN NHIỆT LẠNH 1ĐỂ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NHIỆT CHO KHÁCH SẠN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH ĐỒ ÁN NHIỆT LẠNH ĐỂ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NHIỆT CHO KHÁCH SẠN Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Nam Lớp: Nhiệt Lạnh 01- k57 Mã số sinh viên: 20120642 Ngành: Nhiệt – Lạnh Giáo viên hướng dẫn: Thạc sĩ Trần Huy Cấp LỜI NÓI ĐẦU Từ thủa xa xưa người biết sử dụng lượng nhiệt nhằm phục vụ cho sống Con người biết dùng lửa để sưởi ấm, để nấu chín thức ăn xua đuổi thú … Ngày nay, khoa học công nghệ phát triển ngày mạnh lượng nhiệt nhu cầu lượng lớn người Việc sử dụng lượng nhiệt phân thành hai nhóm chính: sử dụng lượng nhiệt nhằm phục vụ nhu cầu sinh hoạt sử dụng lượng nhiệt sản xuất, xí nghiệp cơng nghiệp, khu cơng nghiệp…Và việc sử dụng lượng nhiệt cách tập trung hình thành hệ thống cung cấp nhiệt Vấn đề sử dụng nguồn lượng nhiệt cho hiệu cao Để có kiến thức để khảo sát, thiết kế, xây dựng vận hành hệ thống cung cấp nhiệt cách an toàn kinh tế, sinh viên ngành nhiệt trang bị môn học “ Hệ thống cung cấp nhiệt “ làm đồ án mơn học Do kiến thức cịn hạn chế nên đồ án mơn học trình bày việc tính tốn thiết kế nhiệt t mà chưa mở rộng phạm vi việc thiết kế hoàn chỉnh tồn xí nghiệp sản xuất sử dụng lượng nhiệt Dưới tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp nhiệt khách sạn Do kiến thức hạn chế nên đồ án chắn khơng tránh khỏi sai sót, mong góp ý thầy cô bạn Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Như Cấp giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn ! MỤC LỤC CHƯƠNG TÍNH TỐN MẠNG NHIỆT 4.1 Tính tốn thủy lực ống dẫn cấp nước nóng 4.2 Tính tốn thủy lực ống dẫn cấp nước ngưng39 4.3 Tính tốn thủy lực ống dẫn cấp hơi41 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NHIỆT VÀ THIẾT BỊ NGUỒN CẤP NHIỆT 1.1 Giới thiệu cấp nhiệt cho tòa nhà Một bốn phát minh quan trọng loài người lửa Lửa số nguồn lượng nhiệt khác đóng vai trị quan trọng người Hiện nguồn nhiên liệu ngày cạn kiệt, vấn đề ôi nhiễm môi trường ngiêm trọng nhu cầu tiêu thụ lượng tăng nhanh ngày nay, việc sử dụng lượng cách hiệu tiết kiệm yêu cầu cấp thiết Trong việc cấp nhiệt cho tịa nhà sử dụng nguồn nhiên liêu sơ cấp than, dầu, lượng mặt trời, địa nhiệt phương pháp hiệu Chính việc sử dụng trực tiếp nguồn nhiên liệu sơ cấp bỏ qua hiệu suất nhà máy nhiệt điện (khoảng 35- 40%) chất ôi nhiễm thải trình sản xuất điên 1.1.1 - - Sơ đồ cấp nhiệt sử dụng lò loại nhỏ, vừa Sơ đồ sử dụng cho nơi sử dụng nhiệt cỡ vừa Ngồi nhu cầu dùng nước nóng cịn cung cấp số nhu cầu dùng nhiệt cao cấp khác để giặt là, thiết bị sấy, xông Nhiên liệu thường dùng than, dầu khí đốt Dựa vào phương pháp gia nhiệt cho nước ta cso thể phân làm loại sơ đồ trung tâm cấp nhiệt dùng lò a Trao đổi nhiệt hỗn hợp Hình 1.1 Sơ đồ cấp nước nóng sử dụng thiết bị hỗn hợp LH- lị hơi; OGH ống góp hơi; BNM – bể nước mềm; NNnước nóng ; NHNước hồi Nguyên lý hoạt động: Nước lạnh cấp vào bể nước nóng Nhiên liệu đốt nóng khơng gian buồn đốt lị Khói nóng trao đổi nhiệt bề mặt với nước giàn ống gia nhiệt không gian buồng đốt làm sinh Hơi nước có nhiệt độ cao dẫn tới ống góp Từ bão hịa trích để dẫn qua bể nước nóng trao đổi nhiệt với bề mặt nước lạnh bể trước hòa trộn với nước lạnh để làm tăng nhiệt độ nước bể lên nhiệt độ yêu cầu Nước cấp cho lò lấy từ bể nước mềm Nước nóng đưa đến hộ tiêu thụ nhiệt Khi nhiệt độ đường ống cấp giảm xuống nhiệt độ cho phép ta cho quay lại bề nước nóng để gia nhiệt bổ sung qua đường hồi - Ưu điểm: đơn giản, dễ quản lý vận hành Nhược điểm : Khống có lượng nước ngưng tuần hồn nên thiết bị xử lý nước cấp vào lị pải có cơng suất lơn nên giá thành tăng Áp dụng cho tòa nhà khách sạn chung cư cao tầng có nhu cầu nhiệt vừa nhỏ b: Trao đổi nhiệt bề mặt Hình 1.2 Sơ đồ cấp nước nóng sử dụng thiết bị bề mặt kiểu dung tích LH- lị hơi; OGH - ống góp hơi; BNM – bể nước mềm; NN-nước nóng ; NHNước hồi Nguyên lý hoạt động : Cũng tương tự nguyên lý hoạt động lò trao đổi nhiệt hỗn hợp, khác chỗ sau trao đổi nhiệt bề mặt với nước bể khơng hịa trộn mà dẫn quay trở lại lò Bể nước mềm có nhiệm vụ bổ sung thiếu hụt cho nước cấp tới lò - Áp dụng cho nơi sử dụng nước nóng nhiều chế độ dùng nước nóng khơng đặn 1.1.2 : Một số nguồn cấp nhiệt khác - - Cấp nhiệt sử dụng nguồn cấp nhiệt bên ( Nhà máy nhiệt điện) Thường sử dụng nơi gần nhà máy nhiệt điên nguồn nhiệt trung tâm lớn Cấp nhiệt sử dụng thu lượng mặt trời Thường áp dụng nơi có diện tích chiếu sáng lớn Cấp nhiệt nhờ tận dụng nhiệt thải từ bình ngưng hệ thống lạnh điều hịa khơng khí Cấp nhiệt thiết bị gia nhiệt dùng điện trực tiếp 1.2 Tổng quan hệ thống cấp nhiệt - Cấp nước nóng cho Tịa nhà 10 tầng, tầng 10 phòng - Cấp cho khu giặt với lượng 300kg/h, áp suất yêu cầu 3kg/cm2 - Gia nhiệt cho bể bơi có dung tích 120 m 1.2.1 Thơng số cho hệ thống cấp nhiệt Đối với khách sạn tiêu thụ nhiệt dùng để tắm tập trung vào cao điểm, cịn cịn lại thi tiêu thụ Vì tính tốn nhiệt cho hệ thống quy tốn tính lựa chọn cơng suất nhiệt hệ thống cho đủ cung cấp nhiệt phục vụ cho tắm, giặt gia nhiệt cho bể bơi vào cao điểm Thời gian cao điểm Với 100 phịng ngủ ta chọn bể bể có dung tích nước nóng 2500 lít Trước cao điểm ta cho lò hoạt động để gia nhiệt cho bể trước để giảm tải - - 1.2.2 Hệ thống cấp nước nóng số điểm sử dụng n điểm 100 phịng Nhiệt độ nước lạnh ( t1) 15 oC Nhiệt độ nước nóng sử dụng (t2) 35 oC Nhiệt độ nước nóng cấp đến phịng (t3) 75 oC Lượng nước sử dụng điểm cao điểm (G35) 250 (l/h) Hệ số đồng thời khách thuê phòng khách sạn (K1) 0,75 Hệ số sử dụng nước thời điểm (K2) 0,8 Hệ thống cấp cho khu giặt Cấp cho khu giặt với lượng 300kg/h, áp suất yêu cầu 3bar Gia nhiệt cho bể bơi Gia nhiệt cho bể bơi có dung tích 120 m3 Nhiệt độ nước nóng bể bơi (t4) 26 oC Hệ số tổn thất nhiệt bể bơi Ktt = 1,3 Phương án cấp nhiệt: Hơi từ lị qua góp sau cấp cho hộ sử dụng Hơi tới phòng giặt Hơi qua trao đổi nhiệt đất để cấp nước nóng cho bể bơi Hơi bơm lên tầng thượng trao đổi nhiệt với nước lạnh phía để cấp nước nóng cho 100 phịng phía tính cơng suất cần cho nhu cầu tăm nước nóng khách sạn Lượng nước sử dụng 35 oC tiêu thụ cao điểm 100 phòng ngủ: G35 = K1.K2 n.G35 = 0,75 0,8 100 250 = 15000 (l/giờ ) - Ta có phương trình cân nhiệt vật chất sau: G15.(35 – 15) = G75 (75 – 35) G15 +G75 = G35 Giải hệ phương trình ta được: G75 = 5000 (l/giờ ) G15 = 10000(l/giờ ) Vậy cao điểm khách sạn tiêu thụ lượng nước nóng 75 oC 5000 lít nước nóng 75 oC tiêu thụ 10000 lít Vì bể chứa có tổng cộng 5000 lít nên lị cần cấp nhiệt để tạo thêm 5000 lít nước nóng Vậy 2500 lít 1.3 Tổng quan thiết bị nguồn cấp nhiệt 1.3.1 : Chọn thiết bị lị a : tính cơng suất cần cho nhu cầu nước nóng khách sạn - Lượng nhiệt cần thiết truyền cho nước lạnh để 2500 lít nước từ t = 15 oC trở thành nước nóng 75 oC : Q1 = mc (t2 –t1) = 2500.4,2.(75-15) = 630000 ( kJ/h ) Công suất phục vụ gia nhiệt nước cung cấp cho khơi phịng ngủ D1 = Q1/(r.η) = 630000/ ( 2164 0,9) = 323,5 (kghơi/h) η : hiệu suất thiết bị gia nhiệt r : nhiệt ẩn hoá nước áp suất bar b: tính cơng suất cần cho nhu cầu gia nhiệt bể bơi bể bơi có dung tích 120 m3 lớn nên việc gia nhiệt thời gian ngắn khó Ta cho lò hoạt động để gia nhiệt cho bể bơi lên 26 oC trước nên ngày khác cần cho lò hoạt động để bổ sung lượng nhiệt thất thoát bể bơi giữ cho nhiệt độ bể bơi 26 oC Thông số đầu vào - Nhiệt độ nước lạnh t1 = 15 oC Nhiệt độ nước bể bơi đạt yêu cầu : t4 = 25 oC Dung tích bể bơi V = 120 m3 Tính nhiệt - Lượng nhiệt cần cấp cho 120 m3 nước bể bơi từ t1 lên t4 Q2 = Cp.m.(t4 – t1 ) = 4,2.120.1000 (25- 15) = 5040000 (kJ) Khi tính đến hệ số tổn thất nhiệt mơi trường ta có: Q2’ = Ktt.Q2 = 1,3 5040000 = 6552000 kJ - Thông thường cần 16 để gia nhiệt cho bể bơi lên công suất lò yêu cầu Qo = Q2’/16 = 409500 (kJ/h) Dbb = Qo/ (r.η) = 409500/( 2164 0,9) = 210 (kghơi/h) Trong η : hiệu suất thiết bị gia nhiệt r : nhiệt ẩn hoá nước áp suất bar Gia nhiệt cho bể bơi bể hoạt động - Tổn thất nhiệt khơng khí Q = α.F.∆t α = 15 W/m2.K Hệ số toả nhiệt nước khơng khí Giả thiết độ sâu trung bình bể bơi 1,5 m, dài 16m, rộng 5m Giả Thiết nhiệt độ môi trường lúc thấp 15 oC => ∆t = 26-15 = 11 oC Q= α.F.∆t = 15 80 11 = 13200 W = 13200.3600/1000 = 47520 (kJ/h) - Tổn thất nhiệt bay Giả thiết lượng nước bốc 1% ngày Ta có lượng nhiệt tổn thất : Q = (1%.V.ρ.r)/24 = 0,01.120.1000.2440/24 = 122000 (kJ/h) - Tổn thất nhiệt qua thành bể đáy bể Giả thiết độ sâu trung bình bể bơi 1,5 m, dài 16m, rộng 5m Q = k.F ∆t = 1,9 (80 + 63).(26-15) = 2989 W = 10760 (kJ/h) k= 1 δ + +R+ α1 λ α2 = = 1,9 0,2 + + 10 0,7 (W/m2.K) Cơng suất lị cần thêm D2 = Q/(r.η) = (47520 + 122000 +10760) / ( 2164 0,9) = 92,5 (kghơi /h) c: tính cơng suất cần cho nhu cầu giặt D3 = 300 (kghơi/h) áp suất bar + Vậy tổng cơng suất u cầu lị cấp nhiệt cho toàn khách sạn là: DT = D1 + D2 + D3 = 323,5 + 92,5 + 300 = 716 (kghơi/h) 1.3.2 Nhận xét - Để đảm bảo cung cấp nhiệt cho khách sạn ta chọn trạm cấp nhiệt trung tâm gồm lị cơng suất 600 kghơi/h 200 kghơi/h áp suất 3,2 bar để bù tổn thất áp suất đường ống - Trên tính tải lớn xảy cao điểm, khác, tuỳ theo cơng suất u cầu cần chạy lị cơng suất 600 kghơi/h đủ Nhiệt độ giả thiết tính tốn nước nóng 80 oC để tăng độ dự trữ tính tốn cơng suất lị Trong tính tốn thủy lực đường ống, nhiệt độ khoảng 65 – 70 oC theo tiêu chuẩn an toàn 1.3.3 So sánh phương án sử dụng nhiên liệu Hiện nguồn nhiên liệu sử dụng trung tâm cấp nhiệt lò nước ta chủ yếu loại nhiên liệu chính: than dầu Việc lựa chọn nguồn nhiên liệu sử dụng trung tâm cấp nhiệt toán tối ưu kinh tế kỹ thuật Để lựa chọn phương án cấp nhiệt ta dựa vào tiêu chí sau: - Chi phí đầu tư: Hệ thống cấp nhiệt sử dụng nhiên liệu dầu có chi phí ban đầu cao so với hệ thống sử dụng nhiên liệu than giá thành thiết bị cao - Chi phí vận hành: Do than rẻ dầu nhiều sẵn có nước ta phí vận hành hệ thống cấp nhiệt dùng nhiên liệu than thấp so với phương án sử dụng dầu Tuy nhiên, hệ thống cấp nhiên dùng dầu có khả tự động hóa cao nên hệ thống vận hành đơn giản an toàn so với phương án dùng than Ta tính chi phí nhiên liệu để đun 100 kg nước từ 150C lên 750C a : Các thông số: - Nhiệt độ nước lạnh: t1 = 150C - Nhiệt độ nước nóng: t2 = 750C - Nhiệt trị dầu D.O: Qtlv = 40.000 kJ/kg - Nhiệt trị than xấu: Qtlv = 20310 kJ/kg - Tính tốn gia nhiệt cho: 100 kg nước b: Tính nhiệt chi phí để sản xuất nước nóng: ∗ Lượng nhiệt cần thiết cung cấp cho 100 kg nước để tăng nhiệt độ từ 15 C đến 75 C: Q = G.C p ( t1 − t ) đó: - Q (kJ): nhiệt lượng cần cung cấp cho nước - G (kg): khối lượng nước cần gia nhiệt; G = 100 kg - Cp (kJ/kg.K): nhiệt dung riêng nước; Cp = 4,2 kJ/kg.K - t2( 0C): nhiệt độ nước nóng yêu cầu; t2 = 750C - t1(0C): nhiệt độ nước lạnh ban đầu; t1 = 150C Thay số vào phương trình ta được: Q = 100.4,2.(75 - 15) = 25200 (kJ) 10 ω 12 P1 ω 22 P2 δP Z1 g + + = Z2g + + + ρ ρ ρ đó: z1 z2 - chiều cao hình học ống dẫn tiết diện so với mặt ngang, m; ω1 ω2 - tốc độ chuyển động chất lỏng tiết diện 2, m/s; P1 P2 - áp suất chất lỏng tiết diện 2, m/s; ρ - khối lượng riêng chất lỏng tiết diện 2, Pa; g = 9,81 m2/s – gia tốc rơi tự do; ω2 - động kg chất lỏng tiết diện cho; P ρ δP ρ - kg chất lỏng tiết diện cho, J/kg; - tổn thất kg chất lỏng ma sát trở kháng cục đoạn ống 1-2, J/kg 4.1 Tính tốn thủy lực ống dẫn cấp nước nóng Sử dụng ống thép tiêu chuẩn chịu nhiệt CT3 theo tiêu chuẩn liên xô Ống dẫn nước Ktđ = 0,2 mm, ống dẫn nước nóng Ktđ = 0,5 mm, ống dẫn nước ngưng Ktđ = mm Ống ống dài Bảng 4.1 vận tốc tới hạn nước ống Ktđ 0,2 0,5 1,0 5,1 1,98 50 1,6 0,58 0,29 Nhiệt độ oC 75 1,15 0,46 0,24 100 0,86 0,34 0,18 150 0,59 0,23 0,12 28 Áp suất dư theo tiêu chuẩn hộ tiêu thụ < bar nên ta bố trí van giảm áp dọc trục kỹ thuật Áp lực thủy tĩnh đường ống không vượt qua giới hạn H = 60 mH2O Khối lượng riêng nước nóng hệ thống mạng nhiệt coi khơng đổi lấy nhiệt độ 75 oC ρ (kg/m3) 974,8 ɣ (N/m3) 9563 Ktđ (mm) 0,5 ν (m2/s) 3.9.10-7 4.1.1 Tính thủy lực cho đường ống ngang Đoạn A-C Chia đường ống thành phân đoạn ống chiều dài sau l1 (m) l2(m) l3 (m) - phân đoạn đường ống ngang A-C - Theo yêu cầu khách sạn mà ta tính phần xác định phụ tải nhiệt ta có lượng nước nóng 750C cho phòng cao điểm 50 lít Nhưng thực tế tắm người ta lấy nước nóng vào bồn khoảng 10 phút trước tắm Vì lượng nước yêu cầu cao điểm phải đáp ứng khoảng 10 phút Lưu lượng nước nóng cho phịng phút là: G75 = (l/phút) Mỗi trục kỹ thuật có 20 phòng => Vtrục = 5.20 = 100 (l/phút)= 1,667.10-3 (m3/s) - Lưu lượng nước chảy qua phân đoạn (l1) : V= 3.Vtrục = 0,005 (m3/s) 29 Chọn sơ vận tốc nước chảy ω kt = 0,46 m/s Áp suất đầu phân đoạn P1’ = Po + H.g.ρ = Po = 105 Pa áp suất khí H = 2m chiều cao cột nước bể chứa chọn sơ g = 9,81 m2/s gia tốc trọng trường ρ = 974,8 kg/m3 khống lượng riêng nước nóng 750C Phương trình Bernuli : g+ + = g+ + + Đường kính ống dẫn nước nóng ứng với tốc độ lớn nhất: d= = Xác định lại vận tốc nước ống: ω= Tiêu chuẩn Re: 4.V π d = (m/s) Re = = Nhận thấy Re 568 = tính theo cơng thức sau: = 0,11.( = Suất giáng áp đường dài: = Chiều dài tương đương Phân đoạn (1 khủy cong r =2d ) Ltd = 2.51 m Phân đoạn đột thu Ltđ = 1,02 m Phân đoạn đột thu Ltđ = 0,66 m 30 bar 108 76 100 70 0,00167 chảy ống nằm giới hạn 0,0033 đường kính ống chọn tốc độ nước L Kết tổng hợp vào bảng sau: 0,433 236,6 154,7 1,193.105 1,195.105 1,196.105 1,193.105 1,195.105 1,191.105 P” = P’ – δp (mm)din dout (mm) 5,66 suất nằm ngang lớn áp suất 0,425 Từ kết tính tốn ta thấy với 80,8 1,02 1,88 Ltđ 6,02 3,88 Ltđ Chiều dài ống 0,433 0,425 257,5 102,1 1,195.105 1,192.105 1,196.10.10 Tốc độ Tổn thất đầuápp’(Pa)Áp suất cuối p”(Pa)Áp suất nước ω suất (Pa) (m/s) 1,195.105 δp = Rdd.Lqp = Bảng 4.3 Kết tính thủy lực ống nước nóng ngang D-E 0,66 bảo khơng có tượng sơi ống 6,02 cho phép áp suất điểm áp 0,408 : 1,02 bão hòa nước 75 oC nên đảm 4,51 Tổng giáng áp Đường kính ống 76 70 0,00167 2,51 Lqd = L + Ltđ Lưu lượng V (m3/s) 108 100 Ltđ Chiều dài quy dẫn Số đoạn Áp suất dư hộ tiêu thụ khơng q 0,0033 133 4.1.2 Tính thủy lực cho trục kỹ Ltđ Áp suất cuối đường ống phân đoạn 100 phòng, trục chia thành 10 125 thuật 0,005 L Coi độ cao vận tốc Tốc độ Tổn thất áp Áp suất nước ω đầu p’(Pa)Áp suất suất (Pa) cuối p”(Pa) (m/s) không đổi tầng mái xuống cung cấp nước nóng cho (mm)din(mm)dout Chiều dài ống - Lưu lượng Số đoạn V (m3/s) Đường kính ống Bảng 4.2 Kết tính thủy lực ống nước nóng ngang A-C Ltd = 2.51 m = Khách sạn có trục kỹ thuật chạy từ 31 Trục kỹ thuật nằm đường nước ngang A-C Việc đánh số trục kỹ thuật thực từ trái sang phải Trục kỹ thuật chia thành 10 phân đoạn từ xuống Chiều dài phân đoạn sau: l1 (m) l2 (m) l3 (m) l4 (m) l5 (m) l6 (m) l7 (m) l8 (m) l9 (m) l10 (m) Phân đoạn trục số (l1 = 3m) Việc tính toán thực cao điểm tất phòng sử dụng nước - Lưu lượng nước 75 oC chảy qua phân đoạn (20 phòng) V = 5.20 = 100 (l/phút)= 1,667.10-3 (m3/s) - Áp suất đầu phân đoạn áp suất cuối đường nước ngang A-C P’= 1,191.105 (Pa) - Phương trình Bernuli : g+ + = g+ + + Theo phần tính tốn đường nước ngang số A-C ta lấy d = 70mm, bề dày 3,5 mm, đường kính ngồi 76 mm Tốc độ nước chảy phân đoạn 1: ω = 0,425 m/s Tiêu chuẩn Reynols: Re = = 70833 Nhận thấy Re < 568 = 79520 tính theo cơng thức sau: = 0,11.( = 79520 Suất giáng áp đường dài: = = 41,42 (Pa/m) 32 Chiều dài tương đương ( van chắn, đột thu) Ltd = 1,04 + 0.43 = 1,47 m Chiều dài quy dẫn Lqd = L + Ltđ = 4,47 Tổng giáng áp δp = Rdd.Lqp = 185,14 (Pa) Coi tốc độ nước không đổi Áp suất cuối đường ống : P” = P’ – δp + (Z2 – Z1).g.ρ = 147603 (Pa) Kết tính toán thủy lực cho đường ống khác liệt kê bảng sau 33 34 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 0,002 10 0,00 0,002 0,033 0,038 0,033 0,038 10 0,000 3 33 33 0,040 0,045 0,000 70 70 70 70 70 51 51 40 0,002 0,076 0,002 0,076 0,001 0,076 0,001 0,076 0,001 0,076 0,001 0,057 0,001 0,051 0,057 0,001 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 0,051 4,47 4,02 4,02 4,02 4,02 3,72 0,72 3,72 0,7238 3,72 0,7238 3,72 0,72 3,72 45 76 1,47 76 1,02 76 1,02 76 1,02 76 1,02 57 0,72 57 Đường kính ống Chiều dài ống Lưu Đường kính ống Số Lưu lượng V Số lượng V đoạn (m3/s) đoạn (mm)dLin(mm) dout Lqd L Ltđ (m3/s) din (mm) dout (mm) 0,195 0,390 0,72 0,398 0,72 0,327 0,72 1,47 0,425 1,02 0,390 1,02 0,347 1,02 0,303 1,02 0,260 0,72 0,408 0,72 439,03 83,21 3,72 272,60 3,72 136,22 3,72 4,47 185,14 4,02 140,53 4,02 111,45 4,02 85,73 4,02 63,37 3,72 211,34 3,72 1,856.105 2,138.105 1,570.10 1,286.10583,209 0,390 1,570.105 5 1,570.10439,035 1,856.10 0,195 1,856.105 2,138.105 1,570.105 1,000.105 1,286.105 0,398 272,602 1,286.105 1,856.105 1,286.105 1,857.105 1,572.105 1,286.105 2,047.105 1,762.105 1,476.105 0,425 185,141 1,191.105 1,189.105 1,474.105 0,390 140,531 1,476.105 1,474.105 1,760.105 0,347 111,450 1,762.105 1,760.105 2,045.105 0,303 85,730 1,000.105 1,000.105 1,286.105 0,260 63,373 1,286.105 1,286.105 1,572.105 0,408 211,341 1,572.105 1,572.105 1,875.105 0,327 136,220 1,000.105 Chiều dài ống Tốc độ Tổn thất Áp suất Tốc độ Tổn thất nước ω ápđầu suất Ápp’(Pa) suất Áp suất cuối p”(Pa) nước ω ápđầu suấtp’(Pa) Áp suất (Pa) (m/s) cuối p”(Pa) Ltđ Lqd (m/s) (Pa) Bảng 4.4.thủy Kếtlực quảcho tínhtrục tốnkỹthủy lực Bảng 4.5 Kết tính tốn thuật cho trục kỹ thuật 35 0,002 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 10 0,038 0,038 0,033 0,045 0,040 0,033 0,057 0,057 0,051 0,051 0,076 0,070 0,076 0,076 0,070 0,070 0,076 0,076 0,070 0,070 Số Lưu Đường kính ống đoạn lượng V (m3/s) din (mm) dout (mm) 3 3 3 3 3 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 1,02 1,02 1,02 1,02 1,47 3,72 3,72 3,72 3,72 3,72 4,02 4,02 4,02 4,02 4,47 0,195 0,390 0,398 0,327 0,408 0,260 0,303 0,347 0,390 0,425 Chiều dài ống Tốc độ nước ω L Ltđ Lqd (m/s) 439,03 83,21 272,60 136,22 211,34 63,37 85,73 111,45 140,53 185,14 1,758.105 2,043.105 1,286.105 1,572.105 1,875.105 1,286.105 1,570.105 1,856.105 2,138.105 1,758.105 1,000.105 1,286.105 1,572.105 1,000.105 1,286.105 1,570.105 1,856.105 1,472.105 1,472.105 1,187.105 Tổnđầu thấtp’(Pa) Áp suất cuối áp suất p”(Pa) Áp suất (Pa) Bảng 4.6 Kết tính tốn thủy lực cho trục kỹ thuật 36 0,076 0,076 0,057 0,045 0,070 0,070 0,070 0,051 0,051 0,040 0,033 0,033 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 0,038 0,038 0,057 0,076 0,076 0,070 0,002 0,076 0,070 din (mm) dout (mm) Đường kính ống 0,002 Lưu lượng V (m3/s) 3 3 3 3 3 L 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 1,02 1,02 1,02 1,02 1,47 3,72 3,72 3,72 3,72 3,72 4,02 4,02 4,02 4,02 4,47 0,195 0,390 0,398 0,327 0,408 0,260 0,303 0,347 0,390 0,425 439,03 83,21 272,60 136,22 211,34 63,37 85,73 111,45 140,53 185,14 1,475.105 1,761.105 2,046.105 1,000.105 1,286.105 1,572.105 1,000.105 1,286.105 1,570.105 1,856.105 1,190.105 1,475.105 1,761.105 1,000.105 1,286.105 1,572.105 1,000.105 1,286.105 1,570.105 1,856.105 Chiều dài ống Tốc độ Tổn thất đầu ápp’(Pa) đầu p’(Pa) nước ω suất (Pa) Áp suất Áp suất Ltđ Lqd (m/s) Bảng 4.7 Kết tính tốn thủy lực cho trục kỹ thuật 37 0,070 0,070 0,070 0,070 0,070 0,051 0,051 0,040 0,033 0,033 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,000 0,000 din (mm) 0,038 0,038 0,045 0,057 0,057 0,076 0,076 0,076 0,076 0,076 dout (mm) Đường kính ống 0,002 Lưu lượng V (m3/s) 3 3 3 3 3 L 0,72 0,72 0,72 0,72 0,72 1,02 1,02 1,02 1,02 1,47 3,72 3,72 3,72 3,72 3,72 4,02 4,02 4,02 4,02 4,47 0,195 0,390 0,398 0,327 0,408 0,260 0,303 0,347 0,390 0,425 Chiều dài ống Tốc độ nước ω Ltđ Lqd (m/s) 439,03 83,21 272,60 136,22 211,34 63,37 85,73 111,45 140,53 185,14 2,451.105 2,736.105 1,000.105 1,286.105 1,572.105 1,000.105 1,286.105 1,570.105 1,856.105 2,451.105 1,000.105 1,286.105 1,572.105 1,000.105 1,286.105 1,570.105 1,856.105 2,165.10 2,165.105 1,880.10 5 Tổn đầuthất p’(Pa) đầu p’(Pa) áp suất (Pa) Áp suất Áp suất Bảng 4.8 Kết tính tốn thủy lực cho trục kỹ thuật 10 Số đoạn 10 Số đoạn 4.2 Tính tốn thủy lực ống dẫn nước ngưng lượng nhiệt trao đổi qua thiết bị trao đổi nhiệt mái Q2 = 175,29 (kW) Lưu lượng qua thiết bị trao đổi nhiệt mái G = Q2/r (kg/s) Lưu lượng nước ngưng qua thiết bị trao đổi nhiệt mái V = G/ρ (m3/s) Chiều dài tương đương ( n khủy cong ) Ktđ = mm Áp suất đầu vào P1 = bar Tính tốn tương tự ống cấp nước nóng ta có kết tính tốn thủy lực sau: 38 27 27 5,90.10-5 32 32 (mm)din(mm)dout Đường kính ống 8,27.10-5 Lưu lượng Số đoạn V (m3/s) 39 15 50 L 10 10 Ltđ 25 60 Ltđ Chiều dài ống 231 920 3,2.105 3,2.105 2,997.105 6,337.105 : đường ống nước ngưng từ bể bơi : đường ống nước ngưng từ mái 0,103 0,144 Tốc độ Tổn thất áp Áp suất nước ω đầu p’(Pa)Áp suất suất (Pa) cuối p”(Pa) (m/s) Bảng 4.9 Kết tính thủy lực đường ống nước ngưng 4.3 Tính tốn thủy lực ống dẫn cấp đường Ta biết bão hịa khơ q trình chuyển động chuyển thành bão hịa ẩm, việc tính tốn trở lên phức tạp.Để đơn giản ta coi chuyển động ống bão hịa khơ Đường kính quy ước Đến 200mm Lớn 200mm Hơi nhiệt 50 m/s 80 m/s Hơi bão hịa 35 m/s 60 m/s Tính toán thủy lực cho đường ống cấp lên mái: -Áp suất làm việc lò hơi: = 3,2 bar -Nhiệt độ khỏi lò: : = 135,75 oC -Khối lượng riêng khỏi lò hơi: = 1,766 kg/ -Độ nhám tương đương ống dẫn : = 0,2 mm -Lưu lượng chuyển động ống: G = 323,5 kghơi/h = 0,0898 kghơi/s -Tốc độ lớn ống dẫn ống dẫn : = 35 m/s -Gia tốc trọng trường : g = 9,81 m/ -Chiều dài ống dẫn (tính sơ bộ): l = 50 m -Chênh lệch độ cao điểm đầu điểm cuối: H = - = 36 m -Phương trình Bernuli : g+ + = g+ + + Áp suất đầu lò :P1 = Plh = 320000 Pa Giả thiết áp suất cuối ống dẫn : P2 = 300000 Pa Các thông số ứng với áp suất giả thuyết : + Khối lượng riêng 1,651 kg/ 40 + Nhiệt độ bão hòa = 133,5 oC Khối lượng riêng trung bình : ρtb = = 1,709 kg/m3 Tra bảng ta có độ nhớt động học : = 8,164.10-6 m2/s -Đường kính ống dẫn ứng với tốc độ lớn nhất: d = = 0,0437 m Theo bảng chọn đường kính ống ta chọn d = 51 mm,dày 3mm,đường kính ngồi 57 mm Xác định lại tốc độ trung bình ống dẫn hơi: = = = 25,7m/s Tiêu chuẩn Reynolds: Re = = 171908 Nhận thấy Re 568 = 144840 tính theo cơng thức sau: = 0,11.( = 0,0275 Suất giáng áp đường dài : = = 305,87 Pa/m -Chiều dài tương đương trở lực cục (4 khủy cong r = 2d): Tra thơng số,ta có : ltđ = 4.1,88 = 7,52m -Chiều dài quy dẫn : lqd = l + ltđ = 50 + 7,52 = 57,52 m -Giáng áp tổng đường ống dẫn hơi: δp = Rdd.lqd = 17587 Pa Áp suất cuối ống dẫn hơi: p2 = p1 – δp – (Z1 – Z2)gρ = 301826 Pa -Sai số phép tính: 41 57 45 51 40 0,0488 0,0341 57 51 0,0526 (mm)din(mm)dout 15 10 50 L 5 7,5 Ltđ 20 15 57,5 Ltđ Chiều dài ống 9230 3946 17588 3,018.105 3,160.105 3,107.105 3,2.105 3,2.105 3,2.105 : đường ống cấp cho bể bơi : đường ống cấp cho khu giặt 27,2 23,9 25,8 Tốc độ Tổn thất áp Áp suất nước ω đầu p’(Pa)Áp suất suất (Pa) cuối p”(Pa) (m/s) bảng sau Lưu lượng Số đoạn V (m3/s) Đường kính ống Bảng 4.10 Kết tính thủy lực đường ống cấp nước Δ= = 0,6 % Như ta chấp nhận kết áp suất cuối 300000 Pa Các đường ống cấp cho khu giặt bể bơi ta tính tương tự đưa vào 42