Chapter – Futher reading LỚP DHNL7LT NHÓM 12: Cao Hưng (dịch 7.1.1 & 7.1.2) Hồ Chí Dũng (dịch 7.1.3) Phan Minh Quang (dịch 7.1.4) Trần Đức Thịnh, Phùng Văn Thiện (dịch 7.1.5) Nguyễn Văn Linh (dịch 7.1.6) Đặng Thanh Truyền (dịch 7.1.7) Nguyễn Văn Tiến, Phạm Việt, Hồ Văn Khoa (7.2) PHẦN BÀI DỊCH CHƯƠNG *********************************************************************** CHAPTER / CHƯƠNG FURTHER READING/ ĐỌC THÊM 7.1 COMBUSTION THEORY/ LÝ THUYẾT CHÁY 7.1.1 Definition/ ĐỊNH NGHĨA Combustion is the rapid oxidation of Quá trình cháy trình ôxy hoá elements or combination of elements mãnh liệt nguyên tố kết hợp which liberate heat during their nguyên tố mà có giải phóng nhiệt combination with oxygen The suốt trình phản ứng ordinarily used fuels are those which chúng với ôxy Các nhiên liệu thông contain in easily usable form a hight thường sử dụng nhiên proportion of elements or compounds liệu mà chúng có dạng (chất đốt which will so combine with oxygen rắn, lỏng khí )có thể sử dụng dễ dàng có tỷ trọng cao nguyên tố hợp chất mà cháy với ôxy 7.1.2 Basic Fuels/ Các nhiên liệu The commonly used fuels can be classified as solid, liquid or gaseous, but from the standpoint of the theory of combustion this grouping is of little use All fuels however complex in formation, are composed, either in whole or in part, of basic fuels 12h group Các nhiên liệu thường sử dụng phân loại rắn, lỏng khí, theo quan điểm lý thuyết cháy nhóm dùng Tất nhiên liệu nhiên phức tạp việc hình thành, hình thành toàn phần nhiên liệu bản: Chapter – Futher reading (1) Solid carbon; (2) carbon monoxide and hydrogen; (3) gaseous hydrocarbons In some cases the fuel as supplied is a mixture of these basic fuels while in the other cases the original fuel breaks down into the basic fuels during combustion (1) carbon rắn; (2) khí cacbon ôxít CO hydro (3) khí hydrocarbon Trong số trường hợp, nhiên liệu cung cấp hỗn hợp nhiên liệu trường hợp khác nhiên liệu ban đầu phân hủy thành loại nhiên liệu trình cháy 7.1.3 Elementary Chemistry/ Các nguyên tố hoá học The combination of any element (or compound of elements) with oxygen is chemical process which follows certain known laws Since matter is never destroyed, all of the elements entering the process are found in the products of combustion following combination with each other The combination liberates a definite amount of heat, depending on the elements involved and the quantity of the elements, but independent of the time taken for the process Sự phản ứngs nguyên tố (hoặc hợp chất nguyên tố) với oxy trình hóa học theo quy luật biết đến vật chất không bị (chỉ chuyển từ dạng sang dạng khác), tất nguyên tố tham gia trình cháy tìm thấy sản phẩm trình đốt cháy chúng có quan hệ kết hợp với kết hợp giải phóng lượng nhiệt xác định, tùy thuộc vào nguyên tố tham gia trình cháy số lượng yếu tố, không phụ thuộc với thời gian thực cho trình Before the combination of the fuel and oxygen takes place the fuel must be brought to a certain ignition temperature , which varies with the fuel After combustion has begun the heat liberates by the process raises the temperature of the remaining supply of fuel to the ignition temperature so that combustion continues Trước phản ứng nhiên liệu oxy xảy nhiên liệu phải đưa tới nhiệt độ bắt lửa định, nhiên liệu khác có nhiệt độ bắt lửa khác Sau trình cháy xảy bắt đầu giải phóng nhiệt trình bắt đầu tăng lên, trì nhiệt độ cho nguồn cung cấp nhiên liệu nhiệt độ đánh lửa để trình cháy tiếp tục For combustion processes with which the heating engineer deals, the oxygen is furnished by air, which contains 23.23% of oxygen (by weight) Đối với trình đốt cháy mà với kỹ sư nhiệt, oxy cung cấp không khí, không khí có 23,23% oxy (theo trọng lượng) 12h group Chapter – Futher reading The remaining 76.77% of air is nitrogen and other inert gases which are unchanged during the combustion process, except for temperature change 76,77% lại không khílà nitơ khí trơ khác mà không thay đổi (không cháy) trình đốt cháy, ngoại trừ có thay đổi nhiệt độ The reactions of oxygen with carbon, Các phản ứng oxy với carbon, various hydrocarbons and other hydrocarbon chất khác tham substances entering into combustion gia vào vấn đề đốt khác nhau, problems, are shown in table thể bảng 7.1.4 Combustion of carbon/ Quá trình cháy cácbon When carbon is heated in the presence of air, the oxygen in the air combines with the carbon to from carbon monoxide , and some complex compound of carbon and oxygen CxOy, whose exact formation is not known or understood but which in turn breaks down to from CO2 and CO, the CO combines with more oxygen to from CO2; If sufficient oxygen (or air containing oxygen) is supplied, the resultant product of combustion consists entirely of CO2; If sufficient air is supplied, the products of combustion will include some CO Khi bon đốt nong không khí, Oxy không khí phản ứng với bon dạng bon o xít (CO) , số hợp chất phức tạp Các bon Oxy dạng CxOy, mà hình thành xác chưa biết hiểu lại tác động từ CO2 CO, CO phản ứng với oxy từ CO2, đủ oxy (hoặc không khí có chứa oxy)cung cấp sản phẩm cuối trình có CO 2, Nếu không khí cung cấp dư oxy, sản phẩm trình cháy bao gồm số CO From the standpoint of heating value Từ quan điểm nhiệt trị nhiên liệu, of the fuel it does not matter whether không quan trọng cho dù carbon the carbon burns to CO2 immediately đốt cháy thành CO2 or to CO and finally to CO2 In brief, CO cuối CO2 Tóm lại, if sufficient air is supplied during the không khí đủ Oxy cung cấp process, each pound of carbon will suốt trình, pound liberate 14,542 Btu during its carbon giải phóng 14.542 Btu nhiệt combination with oxygen to from trình cháy với oxy từ CO2 If sufficient oxygen is CO2 Nếu cung cấp oxy đủ, có supplied, less heat will be liberated, nhiệt giải phóng, pound for a pound of carbon burning in carbon đốt cháy không khí thiếu insufficient air depends on the relative Oxy phụ thuộc vào số lượng tương quantity of the carbon burning to CO2 đối carbon cháy oxy từ CO hay to that buring to CO CO 7.1.5 Combustion of Hydrogen/ Quá trình cháy Hydro 12h group Chapter – Futher reading When Hydrogen is burned in the presence of oxygen the resultant is water (H2O)and heat liberated is 61,000Btu per lb Provided (and this applies to all of the heats of reaction) the resulting product of combustion is cooled down at constant pressure to initial temperate of the fuel Khi Khí hydro đốt cháy với có mặt oxy kết thu nước (H2O) giải phóng nhiệt 61.000 Btu pound cung cấp (và điều áp dụng cho tất nhiệt phản ứng) sản phẩm trình đốt cháy làm lạnh áp suất không đổi đến nhiệt độ ban đầu nhiên liệu Since the temperature of combustion is always relatively high, the water thus formed is immediately evaporated into steam, so that in actual practice the heat liberated by apound of hydrogen is less than that given, due to the absorption of the water of sufficient heat to evaporate the water onto steam and to raise the temperature of the steam to the temperature of the leaving products of combustion Bởi nhiệt độ trình cháy luôn tương đối cao, lượng nước hình thành bốc thành nước, mà thực tế nhiệt giải phóng pound hydro nhiệt cho, hấp thụ nhiệt nước đủ để làm nước bay thành nước tăng nhiệt độ nước lên tới nhiệt độ sản phẩm rời khỏi trình đốt cháy The one value is referred to as the lower heat value, while the other is higher heat value These are often also called the net and the gross heating values, respectively Any fuel containing hydrogen, consenquently, has a high and low heating value Một giá trị coi nhiệt trị thấp, giá trị khác gọi nhiệt trị cao Chúng thường gọi nhiệt thực hay giá trị nhiệt toàn phần tương ứng Bất nhiên liệu chưa hydro có nhiệt trị cao nhiệt trị thấp The net (lower) heat value is defined as the quantity of heat produced by combustion at any stated temperature, usually 600F, if the flue gases are cooled back to the initial temperature of fuel and air, but with the water vapor uncondensed Nhiệt trị thực (nhiệt trị thấp) định nghĩa lượng nhiệt tạo trình cháy nhiệt độ trình bày, thường 600F, khí thải làm lạnh trở lại tới nhiệt độ ban đầu nhiên liệu không khí, với nước không ngưng tụ The gross (or higher) heat value is the heat developed if the flue gas water vapor is condensed and the flue 12h group Chapter – Futher reading products cooled back to the intial temperature Giá trị nhiệt toàn phần (nhiệt trị cao) nhiệt phát triển khí thải chứa nước ngưng tụ khí sản xuất làm lạnh trở lại tới nhiệt độ ban đầu 7.1.6 Combustion of hydrocarbons/ Quá trình cháy Hydrocacbon Hydrocarbons are compounds containing only carbon and hydrogen When these and burned, theory is that the oxygen combines with the Hydrocarbon molecule to form unstable compounds which in turn break down until eventually CO2 and H2O are formed For example, methane (CH4) is believed to burn as follows (the equations are not balanced): Hydro cacbon hợp chất chứa Cacbon Hydro Khi chúng bị cháy, theo lý thuyết oxy kết hợp với phân tử hydro để hình thành hợp chất không bền phân hủy thành CO2 H2O Ví dụ, khí mê tan (CH4) viết phương trình cháy sau (phương trình không cân bằng): CH4 + O2-> CH3OH (methyl alcohel) -> CH2(OH)2 ( formaldehyde nước) -> CH2(OH)2 (formaldehyde and water) -> H2O + CO2 -> H2O + CO2 Quá trình gọi trình thủy phân CH4 + O2 -> CH3OH ( rượu metyl) This process is called hydroxylation Some hydrocarbons may, at high temprature, decompose rapidly into soot (carbon) and hydrogen – a “cracking” rocess This may occur in the presence of insufficient oxygen, and if this action should occur before hydroxylation, the flame will be yellowish and sooty Một số hydrocacbon nhiệt độ cao, phân hủy nhanh thành muội than (các bon) hydro – Một trình “gãy” Điều xảy lượng oxy không đủ trình xảy trước trình thủy phân, lửa có màu vàng bồ hóng 7.1.7 Combustion of sulphur/ Quá trình cháy Lưu huỳnh Suphur is almost always present in fuels, seldom, though, as a free element Theoretically, sulphur should burn to sulphur dioxide (SO2) liberate 3940 BTU per lb 12h group Lưu huỳnh thường có nhiên liệu, khi, mặc dù, phần tự Về mặt lý thuyết, lưu huỳnh cháy tạo lưu huỳnh dioxit (SO2) giải phóng 3,940 BTU/lb Chapter – Futher reading In some cases, however, sulphur dioxide (SO3) is formed, depending on conditions All of the sulphur in the fuel may not burn in the case of coal and may reappear in the ash High sulphur content is objectionable in a fuel: in oil it may corrode the tank or pipes; in coal its aids spontaneous combustion; in the products of combustion it may combine with other elements to form corrosive acids Also it is doubtful if the full heating value of sulphur is ever realized in actual combustion Trong vài trường hợp, nhiên, sản phẩm hình thành lưu huỳnh ô xit (SO3), tùy thuộc vào điều kiện Tất lưu huỳnh nhiên liệu không cháy trường hợp nhiên liệu than đá tro xuất trở lại Hàm lượng lưu huỳnh cao nghiêm cấm nhiên liệu: dầu ăn mòn thùng chứa đường ống; than đá làm tự cháy; sản phẩm cháy kết hợp với yếu tố khác tạo thành axit gây ăn mòn Ngoài không tin cậy tổng nhiệt trị lưu huỳnh thực trình đốt cháy thực Table 7.1 Heating Value of Common Fuel Components, Dry, at 600F and 30 in of Mercury/ nhiệt Trị thành phần nhiên liệu thường gặp , khô, 600F 30 in thủy ngân Substance Carbon (to CO2)/ bon (thành CO2) Carbon (to CO)/ bon (thành CO) Carbon monoxide/ bon Oxít Hydrogen/ Khí Hydro Sulphur/ Khí sun phua Hydrogen sulphide/ Hdro sunphua H2S Methane/ khí Mêtan CH4 Ethane/ Khí êtan Hexane/ Hê xan Octane/ óc tan Pentane/ Pen tan Ethylene/ etylen Propylene/ Propen Propane / C3H8 12h group Heating Value/ nhiệt Trị Btu per Lb./ Btu/lb Btu per Cu Ft.Btu/Ft3 Gross/ Net/ Gross/ Net/ nhiệt nhiệt toàn nhiệt nhiệt toàn thực phần thực phần 14,150 14,150 3,960 3,960 - - 4,376 61,000 3,940 7,479 4,376 51,500 - 322 323 672 322 273 - 23,912 22,215 20,526 20,542 20,908 21,884 21,042 21,564 21,533 20,312 18,976 10,444 19,322 20,525 19,683 19,834 1,015 1,781 4,667 6,239 3,981 1,631 2,336 2,572 914 1,638 4,315 3,170 3,679 1,530 2,185 2,371 Chapter – Futher reading Butylene/ Butylen 20,840 19,481 Acetylene/khí Acetylen C2H2… 21,572 20,840 Benzene/ Benzen …………… 12,150 17,418 Toluene/ Toluen…………… 18,129 17,301 Naphthalene/naphtalen C10H8 … 17,298 Ethyl alcohol*/rượu etyl 12,804 Methyl alcohol*/ rượu mêtyl 9,603 Xylene/ xylen (hóa dầu)………… 18,410 *Saturated with water, not dry./ Bão hòa với nước, lỏng 7.2 COOLING TOWERS A cooling tower is a device in which re-circulating cooling water from a condenser or cooling coils is evaporative cooled by contact which atmospheric air 3,135 1,503 3,741 4,408 5,859 1,548 818 5,155 2,884 1,453 3,590 4,206 - Một tháp giải nhiệt thiết bị tái tuần hoàn nước lạnh từ dàn bay dàn ngưng tụ làm mát đươc bay làm mát cách tiếp xúc với khí trời Most cooling towers used in refrigeration plants for commercial buildings or industrial applications are mechanical draft cooling towers A mechanical draft cooling tower use a fan(s) to extract atmospheric air It consist of fan extract intake air, a heat transfer medium ( or fill), a water basin, a water distribution system, and outer casing Hầu hết tháp làm mát sử dụng dự án làm lạnh cho tòa nhà thương mại ứng dụng công nghiệp tháp giải nhiệt học.Một tháp giải nhiệt học sử dụng hay nhiều quạt để lấy không khí khí quyển.Nó bao gồm quạt để lấy gió vào, thiết bị trao đổi nhiệt (hoặc làm đầy), bể chứa nước, hệ thống cấp nước, vỏ bọc bên According to the location of fan corresponding to the fill and the flow arrangements of air and water, currently widely used mechanical draft cooling towers for HVAC&R can be classified into the following categories: • Counter-flow induced draft • Cross-flow indeed draft • Counter-flow forced draft Theo vị trí quạt xếp tương ứng với dòng chảy không khí nước, tháp giải nhiệt học sử dụng rộng rãi cho HVAC & R phân thành loại sau: • Tháp giải nhiệt có dòng gió ngang • Tháp giải nhiệt có dòng gió thổi dọc • Tháp giải nhiệt có dòng gió thổi ngược 12h group Chapter – Futher reading In a counter-flow induced draft cooling tower (Fig 7.1), the fan is located downstream from the fill at the air exit Atmospheric air is drawn by the fan through the intake louver or , more simply , an opening covered by wire mesh Cooling water from the condenser or re-circulating water from the coil , or a mixture of the two is evenly sprayed or distributed over the fill and falls down into the water basin Fig 7.2 Counter-flow induced draft cooling tower Trong trao đổi nhiệt ngược chiều tháp giải nhiệt (Hình 7.1), quạt đặt nằm phía đỉnh tháp lối không khí Áp suất khí trời hút quạt thông qua lỗ thông miệng gió, đơn giản hơn, chỗ mở bao bọc lưới thép Làm mát Nước từ bình ngưng nước tái tuần hoàn từ dàn nóng, hỗn hợp hai loại phun phân phối đỉnh tháp rơi xuống bể chứa nước Hình 7.2 Quá trình trao đổi nhiệt ngược chiều tháp giải nhiệt In a cross-flow induced draft cooling tower (Fig 7.3), the fan is also located downstream from the fill at the top exit The fill is installed at the same level as the air intake Air enters the tower from the side louvers and moves horizontally through the fill and the drift eliminator Air is then turned upward and finally discharged at the top exit Water sprays from the nozzles, fall across the fill, and forms a cross-flow arrangement with the airstream a counter-flow induced draft Fig 7.3 Cross-flow induced draft cooling tower Trong trao đổi nhiệt chéo tháp giải nhiệt (hình 7.3), quạt đặt nằm phía lối đầu tháp Được đặt đỉnh tương tự nơi cửa thoát không khí Không khí vào tháp từ miệng gió hai bên di chuyển theo chiều ngang thông qua nơi lắp đầy lối dẫn vào thiết bị xử lí không khí Không khí sau quay trở lên cuối thải lối đầu tháp Nước phun từ vòi phun, qua chắn phiá đỉnh tháp, tạo thành dòng chảy chéo so với dòng không khí Hình 7.3 trình trao đổi nhiệt chéo tháp giải nhiệt 12h group Chapter – Futher reading In a counter flow forced draft cooling tower ( fig 7.3 ), the fan is positioned at the bottom air intake, that is, on the upstream side of the fill Cooling water sprays over the fill from the top and fall down to the water basin Air is forced across the fill and comes in direct contact with the water Because of the evaporation of the water, its temperature gradually decreases as it flow down along the fill in a counterflow arrangement with air In the airstream, large water droplets are intercepted near the air exit by the eliminator Finally, the air-stream containing drift is discharged at the top opening Tháp giải nhiệt trao đổi nhiệt ngược dòng, hình 7.3a, vị trí quạt làm mát đặt phía , nằm phía phin lọc (tổ ong) , nước phun làm mát đổ từ rơi xuống phin lọc (tổ ong) rơi xuống bể chứa Nước trao đổi với không khí đối lưu cưỡng Không khí hút từ lên làm mát nước, bay nước, nhiệt độ giảm dần chảy xuống trao đổi nhiệt với không khí Trong thành phần không khí làm mát nước đỉnh tháp lối không khí sau giải nhiệt nước Cuối thành phần không khí trôi dạt đẩy thông qua cửa phía 12h group Chapter – Futher reading Vocabulary Phonetic Nghĩa tiếng Việt arrangement [ə'reindʒmənt] n lắp ráp carbon monoxide ['kɑ:bən monoxaid] n CO, bon o xít Combination ['kɔmbineit] v Sự kết hợp, hỗn hợp, phản ứng Destroy [di'strɔi] adv Tiêu huỷ Downstream ['daunstri:m] adv Phí dưới, hướng xuống entering into ['entərig intu:] tham gia vào Eliminato [i'limineitə] n Thiết bị tách, khử Element ['elimənt] n Nguyên tố, yếu tố furnish ['fə:ni∫ cung cấp Formation ['fɔ:mæt∫n] n Cấu tạo ignition temperature [ig'ni∫n 'temprət∫ə] nhiệt độ phát cháy/đánh lửa inert gases [i'nə:t gæs] trơ Liberate ['libəreit] giải phóng Original fuel [ə'ridʒənl nguyên liệu ban đầu Ordinarily [,ɔ:rdn'erəli] adv nói chung; thông thường Reaction [ri:'æk∫n] phản tác dụng, phản ứng lại Reappear ['ri:ə'piə] inv lại xuất hiện, lại Standpoint ['stændpɔint] quan điểm Upstream [ʌpstri:m] adv Phía đầu trên, hướng lên water spray [wɔtɔ sprei] n Sự phun nước *********************************************************************** The end of the selection 12h group 10 ... value Một giá trị coi nhiệt trị thấp, giá trị khác gọi nhiệt trị cao Chúng thường gọi nhiệt thực hay giá trị nhiệt toàn phần tương ứng Bất nhiên liệu chưa hydro có nhiệt trị cao nhiệt trị thấp The... with the water vapor uncondensed Nhiệt trị thực (nhiệt trị thấp) định nghĩa lượng nhiệt tạo trình cháy nhiệt độ trình bày, thường 600F, khí thải làm lạnh trở lại tới nhiệt độ ban đầu nhiên liệu không... Propylene/ Propen Propane / C3H8 12h group Heating Value/ nhiệt Trị Btu per Lb./ Btu/lb Btu per Cu Ft.Btu/Ft3 Gross/ Net/ Gross/ Net/ nhiệt nhiệt toàn nhiệt nhiệt toàn thực phần thực phần 14,150