Chương 2: Đun nóng - Lạm nguội - Ngưng tụ (P1) doc

GV: TS. Nguyễn Minh Tân Bộ môn QTTB CN Hóa – Thực phẩm Chương 2 Đun nóng – Làm Nguội – Ngưng tụ QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT GIÁN TIẾP Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt: xác định bề mặt truyền nhiệt (kích thước, cấu tạo) và lượng nhiệt hoặc lượng chất tải nhiệt dựa vào năng suất yêu cầu và điều kiện nhiệt độ hoặc ngược lại xác định năng suất và lượng chất tải nhiệt khi biết kích thước của thiết bị (1) Chọn cấu tạo thiết bị - Kích thước ống truyền nhiệt - Vận tốc chất tải nhiệt (chảy xoáy, chất lỏng: w = 0,1m/s – 1m/s Chất khí: w = 2 – 20m/s) (2) Xác định t tb và nhiệt độ trung bình - Tra các thông số vật lý của chất tải nhiệt ở nhiệt độ trung bình (3) Xác định lượng nhiệt và chất tải nhiệt - Xây dựng phương trình cân bằng nhiệt QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 3 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT GIÁN TIẾP (4) Xác định hệ số truyền nhiệt Cm W K i i     2 21 , 11 1      2 111 , 1 m W ttq T   Phía chất tải nhiệt I 2 , 21 m W r tt q TT t            Nhiệt tải qua tường   2 2222 , m W ttq T   Phía chất tải nhiệt II qqqq t  21 Truyền nhiệt ổn định QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 4 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT GIÁN TIẾP (5) Xác định bề mặt truyền nhiệt 2 , m tK Q F tb   W W m tb  Xác định số ngăn QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 5 CHỌN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Xác định lượng chất tải nhiệt 21 TTT  Chi phí đầu tư Chi phí chất tải nhiệt   2122211 ,GGfTTTT  QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 6 CHỌN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT Đặc điểm chất tải nhiệt đi trong ống - Có thể tích nhỏ - Có thể có cặn bẩn - Có áp suất lớn - Có thể có tính ăn mòn - Nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp Đặc điểm chất tải nhiệt đi ngoài ống - Có thể tích lớn - Hệ số cấp nhiệt nhỏ hơn - Có tính ăn mòn yếu hơn Chương 3 Cô đặc QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 8 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG Cô đặc: quá trình làm tăng nồng độ của chất hoà tan không hoặc khó bay hơi trong dung môi bay hơi - Để tách một phần dung môi, trong cô đặc, phải thực hiện ở nhiệt độ sôi. Hơi do dung dịch sôi bay hơi ra gọi là hơi thứ - Quá trình cô đặc có thể tiến hành ở chân không, ở áp suất cao hoặc áp suất khí quyển. - Cô đặc chân không hoặc áp suất khí quyển tiến hành trong thiết bị một nồi. - ô đặc nhiều nồi, hơi thứ của nồi trước dùng làm hơi đốt cho nồi sau. áp suất làm việc của nồi sau phải nhỏ hơn của nồi trước để tạo ra hiệu số nhiệt độ giữa hơi thứ nồi trước và nhiệt độ sôi của nồi sau, nghĩa là thiết lập động lực của quá trình. Nhiệt hòa tan: - Quá trình thu nhiệt của dung môi để phá vỡ mạng lưới tinh thể của chất tan - Quá trình hydrat hóa /Solvat hóa là quá trình tỏa nhiệt - Nhiệt hòa tan là tổng hợp của hai loại nhiệt trên QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 9 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG Nhiệt độ sôi của dung dịch: - Phụ thuộc: tính chất dung môi, chất tan, nồng độ chất tan - Nhiệt độ sôi dung dịch lớn hơn nheietj độ sôi của dung môi nguyên chất cùng một áp suất PP N n s  0 N n P PP s s   s tt ' Tổn thất nhiệt độ do nồng độ QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 10 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG Qui tắc babo: - Độ giảm tương đối của áp suất hơi bão hòa của dung môi trên dung dịch ở nồng độ đã cho là đại lượng không đổi, không phụ thuộc vào nhiệt độ sôi const P P const P PP ss s   Qui tắc babo ứng dụng cho dung dịch loãng, với dung dịch đặc phải thêm hệ số hiệu chỉnh Phương pháp Tysenco: Xác định tổn thất nhiệt độ do nồng độ dựa vào phương trình Clapeyron- Clausius . đi trong ống - Có thể tích nhỏ - Có thể có cặn bẩn - Có áp suất lớn - Có thể có tính ăn mòn - Nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp Đặc điểm chất tải nhiệt đi ngoài ống - Có thể tích lớn - Hệ số cấp. GV: TS. Nguyễn Minh Tân Bộ môn QTTB CN Hóa – Thực phẩm Chương 2 Đun nóng – Làm Nguội – Ngưng tụ QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 2 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT GIÁN TIẾP Tính. cấu tạo thiết bị - Kích thước ống truyền nhiệt - Vận tốc chất tải nhiệt (chảy xoáy, chất lỏng: w = 0,1m/s – 1m/s Chất khí: w = 2 – 20m/s) (2) Xác định t tb và nhiệt độ trung bình - Tra các thông