BT lớn TRUYỀN NHIỆT (1)

ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, cơng nghiệp sản xuất hóa chất ngành công nghiệp quan trọng ảnh hưởng đến nhiều ngành sản xuất khác Một hóa chất sản xuất sử dụng nhiều NaOH khả ứng dụng rộng rãi Trong quy trình sản xuất NaOH, q trình đặc khâu quan trọng Nó đưa dung dịch NaOH đến nồng độ cao hơn, thỏa mãn nhu cầu sử dụng đa dạng, tiết kiệm chi phí vận chuyển, tồn trữ, tạo điều kiện cho trình kết tinh cần Nhiệm vụ cụ thể đồ án thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi ngược chiều, buồng đốt treo thẳng đứng, làm việc liên tục áp suất chân không, cô đặc dung dịch NaOH từ 12% lên 30% Đối với sinh viên ngành công nghệ thực phẩm, việc thực đồ án thiết bị quan trọng Nó vừa tạo hội cho sinh viên ôn tập hiểu cách sâu sắc kiến thức học trình thiết bị vừa giúp sinh viên tiếp xúc, quen dần với việc lựa chọn, thiết kế, tính tốn chi tiết thiết bị với thông số kỹ thuật cụ thể Tuy nhiên, trình thiết bị mơn học khó kiến thức thực tế sinh viên hạn chế nên việc thực đồ án thiết bị nhiều thiếu sót Vì vậy, em mong nhận đóng góp hướng dẫn quý thầy cô giáo anh chị năm trước để hồn thành tốt đồ án giao Chương TỔNG QUAN VỀ NGUN LIỆU VÀ Q TRÌNH CƠ ĐẶC I Giới thiệu chung natri hydroxit (NaOH) 1.1)Tính chất vật lí hóa học NaOH: Natri hydroxyt khối tinh thể khơng suốt có màu trắng, khơng mùi Dễ tan nước, tan nhiều rượu không tan ete NaOH có trọng lượng riêng 2,02 Độ pH 13,5 Nhiệt độ nóng chảy 327,6 ± 0,9 C Nhiệt độ sôi 1388oC Hấp thụ nhanh CO2 nước khơng khí, chảy rữa biến thành Na2CO3 o NaOH bazơ mạnh; có tính ăn da, khả ăn mòn thiết bị cao; q trình sản xuất cần lưu ý đến việc ăn mòn thiết bị, đảm bảo an tồn lao động Ngồi ra, NaOH có tính hút ẩm mạnh, sinh nhiệt hòa tan vào nước nên hòa tan NaOH cần phải dùng nước lạnh Người ta biết số hiđrat NaOH.H 2O, NaOH.3H2O NaOH.2H2O Nước hiđrat hồn tồn chúng nóng chảy 1.2)Điều chế ứng dụng: Trong phòng thí nghiệm: + Natri tác dụng với nước 2Na + 2H2O > 2NaOH + H2 + Natri oxit với nước 2NaO + H2O > 2NaOH Trong công nghiệp: Trước kia, người ta điều chế NaOH cách cho canxi hiđroxit tác dụng với dung dịch natri cacbonat lỗng nóng: Ca(OH)2 + Na2CO3 = 2NaOH + CaCO3 Ngày người ta dùng phương pháp đại điện phân dung dịch NaCl bão hòa: 2NaCl + 2H2O dòng điện Cl2 + H2 + 2NaOH NaOH dùng để sản xuất xenlulozơ từ gỗ, sản xuất xà phòng, giấy tơ nhân tạo, tinh chế dầu thực vật sản phẩm chưng cất dầu mỏ, chế phẩm nhuộm dược phẩm, làm khô khí thuốc thử thơng dụng phòng thí nghiệm hóa học 1.3 Những biến đổi q trình đặc - Trong q trình đặc, tính chất nguyên liệu sản phẩm biến đổi không ngừng Thời gian cô đặc tăng làm cho nồng độ dung dịch tăng dẫn đến tính chất dung dịch thay đổi - Các đại lượng tăng: khối lượng riêng dung dịch, độ nhớt, tổn thất nhiệt độ, nhiệt độ sôi - Các đại lượng giảm: hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt  Yêu cầu chất lượng sản phẩm: - Đạt nồng độ độ tinh khiết theo yêu cầu - Thành phần hóa học chủ yếu khơng thay đổi 1.4 Cô đặc 1.4.1 Định nghĩa Cô đặc q trình làm bay phần dung mơi dung dịch chứa chất tan không bay hơi, nhiệt độ sơi với mục đích: - Làm tăng nồng độ chất tan; - Tách chất rắn hòa tan dạng tinh thể; - Thu dung môi dạng nguyên chất; Đặc điểm q trình đặc dung môi tách khỏi dung dịch dạng hơi, chất tan dung dịch khơng bay hơi, nồng độ chất tan tăng dần lên Hơi dung mơi tách q trình đặc gọi thứ, thứ nhiệt độ cao dùng để đun nóng thiết bị khác 1.4.2 Các phương pháp cô đặc - Phương pháp nhiệt (đun nóng): Dung mơi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái tác dụng nhiệt áp suất riêng phần áp suất bên ngồi tác dụng lên mặt thống dung dịch Để đặc dung dịch không chịu nhiệt độ cao đòi hỏi phải đặc nhiệt độ đủ thấp với nhiệt độ mặt thống thấp Đó phương pháp cô đặc chân không - Phương pháp lạnh: Khi hạ thấp nhiệt độ đến mức độ cấu tử tách dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường kết tinh dung mơi để tăng nồng độ chất tan Tùy theo tính chất cấu tử áp suất bên tác dụng lên mặt thống mà q trình kết tinh xảy nhiệt độ cao hay thấp phải dùng đến máy lạnh -So sánh phương pháp: Phương pháp nhiệt Phương pháp lạnh Cô đặc dung dịch chịu nhiệt Cô đặc dung dịch không chịu nhiệt Sản phẩm dể bị hỏng nhiệt Sản phẩm không bị hỏng nhiệt Sản phẩm dể bị thay đổi màu sắc, Sản phẩm không bị thay đổi màu đơi có mùi sắc, khơng có mùi Hiệu suất cô đặc cao Hiệu suất cô đặc thấp Thiết bị đơn giản Thiết bị phức tạp 1.4.3 Bản chất cô đặc nhiệt Để tạo thành (trạng thái tự do), tốc độ chuyển động nhiệt phân tử chất lỏng gần mặt thoáng lớn tốc độ giới hạn Phân tử bay thu nhiệt để khắc phục lực liên kết trạng thái lỏng trở lực bên ngồi Do đó, ta cần cung cấp nhiệt để phân tử đủ lượng thực q trình Bên cạnh đó, bay xảy chủ yếu bọt khí hình thành q trình cấp nhiệt chuyển động liên tục, chênh lệch khối lượng riêng phần tử bề mặt đáy tạo nên tuần hồn tự nhiên nồi đặc Tách khơng khí lắng keo (protit) ngăn chặn tạo bọt cô đặc 1.4.4 Phân loại ứng dụng a Phân loại theo cấu tạo  Dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên): Thiết bị dạng dùng để cô đặc dung dịch lỗng, độ nhớt thấp, đảm bảo tuần hồn tự nhiên dung dịch dể dàng qua bề mặt truyền nhiệt Gồm: - Thiết bị có buồng đốt (đồng trục bốc): có ống tuần hồn ngồi - Thiết bị có buồng đốt ngồi (khơng đồng trục bốc)  Dung dịch đối lưu cưỡng bức: Thiết bị dạng dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn hay kết tinh bề mặt truyền nhiệt Gồm: - Thiết bị cô đặc có buồng đốt trong, ống tuần hồn ngồi - Thiết bị đặc có buồng đốt ngồi, ống tuần hoàn  Dung dịch chảy thành màng mỏng, Thiết bị dạng cho phép dung dịch chảy thành màng qua bề mặt truyền nhiệt lần tránh tác dụng nhiệt độ lâu làm biến chất số thành phần dung dịch - Màng dung dịch chảy ngược, thiết bị có buồng đốt hay ngồi: sử dụng cho dung dịch sơi tạo bọt khó vỡ - Màng dung dịch chảy xi, thiết bị có buồng đốt hay ngồi: sử dụng cho dung dịch sơi tạo bọt bọt dể vỡ b Phân loại theo phương pháp thực q trình - Cơ đặc áp suất thường (thiết bị hở): có nhiệt độ áp suất không đổi Thường dùng cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định để suất cực đại thời gian cô đặc ngắn nhất.Tuy nhiên, nồng độ dung dịch đạt không cao - Cơ đặc áp suất chân khơng (thiết bị kín): dung dịch có nhiệt độ sơi 100 C, áp suất chân khơng, dung dịch tuần hồn tốt, tạo cặn, bay nước liên tục Cô đặc chân khơng dùng cho dung dịch có nhiệt độ sơi thấp, dể bị phân hủy nhiệt - Cơ đặc áp suất dư dùng cho dung dịch không bị phân hủy nhiệt độ cao dung dịch muối vô cơ, để sử dụng thứ cho đặc cho q trình đun nóng khác 1.4.5 Hệ thống cô đặc nhiều nồi Cô đặc nhiều nồi: trình sử dụng thứ thay đốt Mục đích tiết kiệm đốt Số nồi khơng nên lớn q làm giảm hiệu tiết kiệm Đặc biệt sử dụng thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu kinh tế Trong thực tế cần cô đặc dung dịch từ nồng độ loãng lên nồng độ đặc người ta thường dùng hệ thống cô đặc nhiều nồi xuôi chiều hay ngược chiều -Hệ thống đặc xi chiều thích hợp để đặc dung dịch chất tan dể biến tính nhiệt độ cao như: dung dịch nước đường hay dung dịch nước trái cây, thực phẩm,… - Hệ thống cô đặc ngược chiều thích hợp cho đặc dung dịch vơ khơng bị biến tính nhiệt độ cao 1.5 Các thiết bị chi tiết  Thiết bị chính: - Ống truyền nhiệt - Buồng đốt, buồng bốc, đáy nắp - Ống: đốt, tháo nước ngưng, khí khơng ngưng, dẫn dung dịch, - Tai treo  Thiết bị phụ: - Bể chứa sản phẩm, nguyên liệu - Các loại bơm: bơm dung dịch, bơm nước lạnh, bơm chân không,… - Thiết bị gia nhiệt - Thiết bị ngưng tụ baromet - Các loại van - Thiết bị đo 1.6 Yêu cầu thiết bị vấn đề lượng - Sản phẩm có thời gian lưu nhỏ: giảm tổn thất, tránh phân hủy sản phẩm - Cường độ truyền nhiệt cao - Đơn giản dể sửa chữa, tháo lắp, dể làm bề mặt truyền nhiệt - Phân phối - Xả liên tục ổn định nước ngưng tụ khí khơng ngưng - Thu hồi bọt thứ mang theo - Tổn thất lương thoát nhiệt nhỏ - Thao tác đơn giản, tự động hóa dể dàng 1.7 Lựa chọn phương án thiết kế Theo tính chất nguyên liệu, ưu điểm dạng thiết bị nói đề tài thiết kế thống cô đặc NaCl hai nồi ngược chiều buồng đốt treo nên chọn thiết bị cô đặc hai nồi ngược chiều, buồng đốt treo Ưu điểm: - Khi cô đặc ngược chiều dung dịch có nhiệt độ cao vào nồi đầu, nhiệt độ lớn nên độ nhớt không tăng Kết hệ số truyền nhiệt nồi không giảm - Lượng nước bốc nồi cuối nhỏ dẫn đến lượng nước làm ngưng tụ thiết bị ngưng tụ nhỏ - Lượng thứ bốc nồi cuối so với cô đặc hai nồi xuôi chiều nên thiết bị ngưng tụ có kích thước nhỏ so với xi chiều Nhược điểm: Do dung dịch từ nơi có áp suất thấp đến nơi có áp suất cao nên khơng tự di chuyển mà phải sử dụng bơm để vận chuyển dung dịch, làm tăng chi phí Chương TÍNH TỐN BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT 3.1 Dữ kiện đầu - Dung dịch NaOH - Năng suất nhập liệu : 10 /h - Nồng độ dung dịch đầu : 12% Khối lượng (kl) - Nồng độ dung dịch cuối : 30% Khối lượng (kl) - Áp suất đốt nồi : (at) - Áp suất lại thiết bị ngưng tụ : 0,2 (at) 3.2 Cân vật chất 3.2.1 Lượng dung môi nguyên chất bốc (lượng thứ) nồng độ dung dịch thay đổi từ xđ đến xc Áp dụng công thức: W = Gđ.(=10000.(1- = 6000 (kg/h) Trong đó: W : lượng thứ tồn hệ thống (kg/h); Gđ : lượng dung dịch ban đầu (kg/h); xđ, xc : nồng độ đầu, cuối dung dịch (% kl); 3.2.2 Xác định lượng thứ bốc nồi Ta có: W= W1+ W2 Trong đó: W1: lượng thứ thoát nồi (kg/h); W2: lượng thứ thoát nồi (kg/h); Để đảm bảo việc dùng thứ nồi trước cho nồi sau thường người ta phải dùng cách lựa chọn áp suất lưu lượng thứ nồi thích hợp 1,2 1,25 Ta chọn = 1,2 Khi ta có hệ phương trình Giải hệ ta có kết quả: W1 = 3272,73 (kg/h) W2 = 2727,27 (kg/h) 3.2.3.Xác định nồng độ dung dịch nồi: - Nồng độ cuối dung dịch khỏi nồi 1: xc1 = = = 30% - Nồng độ cuối dung dịch khỏi nồi 2: xc2 = = = 16,5% Trong đó: xc1, xc2: nồng độ cuối dung dịch nồi nồi (%kl); W1, W2: lượng thứ thoát từ nồi nồi (kg/h); 3.3 Cân lượng 3.3.1 Xác định áp suất nhiệt độ a Hiệu số áp suất hệ thống cô đặc Gọi: P1, P2, Pnt áp suất nồi 1, nồi thiết bị ngưng tụ (at); : hiệu số áp suất cho hệ thống cô đặc (at); : hiệu số áp suất nồi so với nồi (at); : hiệu số áp suất nồi so với thiết bị ngưng tụ (at); Ta có: = P1 - Pnt = – 0,2 = 6,8 (at) Chọn tỉ số phân phối áp suất nồi là: Kết hợp với phương trình: = + = 6,8 Suy ra: = 4,86 (at) = 1,94 (at) P2 = P1 - = – 4,86 = 2,14 (at) b Xác định nhiệt độ nồi = 2,5  P = P02 => P0s2 = 1.28.0,21 = 0,269 (at) => t02= 65,91 (0C) = ttb2 – t02 = 73,73 – 65,91= 7,82 0C Vậy tổn thất nhiệt độ áp suất thủy tĩnh là: = + = 1,4 + 7,82 = 9,22 (0C) 3.3.2c Tổn thất nhiệt độ đường ống () Nồi 1: = (0C) Nồi 2: = (0C) => = + = 1+1 = (0C) 3.3.2d Tổn thất toàn hệ thống () = ++ = 24,16 + 9,22 + = 35,38 (0C) 3.3.2e Hiệu số nhiệt độ hữu ích tồn hệ thống = tchung - = thd1 – tnt = 163,92 – 59,64 – 35,38 = 68,9 (0C) 3.3.2f Hiệu số nhiệt độ hữu ích cho nồi  Nồi 1: = thd1 – tht1 = 163,92 – 122,68 – (19,6 + 1,4+ 1) = 19,24 (0C)  Nồi 2: = thd2 – tht2 = 121,68 – 60,64 – (4,56+ 7,82 +1) = 47,66 (0C) 3.3.2g Nhiệt độ sôi thực tế dung dịch nồi Nồi 1: = thd1 – tstt1 => tstt1 = 163,92 – 19,24 = 144,68 (0C) Nồi 2: = thd2 – tstt2 => tstt2 = 121,68 – 47,66 = 74,02 (0C) 3.4 Cân nhiệt lượng 3.4.1 Tính nhiệt dung riêng dung dịch nồi - Nhiệt dung riêng dung dịch trước cô đặc: Do nồng độ dung dịch x đ = 12% nhỏ 20% nên nhiệt dung riêng tính theo cơng thức: C = 4186.(1-x) = 4186.(1-0,12) = 3683,68 (J/kg.độ) - Nhiệt dung riêng dung dịch sau khỏi nồi 1: Do nồng độ dung dịch x c1 = 30% lớn 20% nên nhiệt dung riêng tính theo cơng thức: C = Cht.x+4186.(1-x) Cht nhiệt dung riêng chất hòa tan khan (khơng chứa nước) Cht tính theo công thức: (CT I.41- [1-152]) MNaOH Cht =∑Ci.Ni Trong đó: M: khối lượng phân tử chất tan Ci: nhiệt dung riêng đơn chất ( tra bảng I.141-ST1-152) Ni: số nguyên tử phân tử Với CH =9630 (J/kg.độ), C o=16800 (J/kg.độ), Vậy: = = 1310,75 (J/kg.độ) CNa=26000(J/kg.độ) C1 = Cht.x+4186.(1-x) =1310,75.0,3+4186.(1-0,3) = 3323,43 (J/kg.độ) - Nhiệt dung riêng sau khỏi nồi 2: Ta có x2 = 16,5% < 20% => C2 = 4186.(1- x2) = 4186.(1-0,165) = 3495,31 (J/kg.độ) Bảng 3.4 Các thông số tính tốn Nồi Hơi đốt t ( C) I.10-3 (K/kg) Hơi thứ Cng (J/kg.độ ) i.10-3 (K/kg) t (0C) Dung dịch C(J/kg.độ ) ts (0C) Nồi 163,92 2769,31 4355,29 122,68 2714,75 3324,43 144,68 Nồi 121,68 2713,35 4252,69 60,64 3495,31 74,02 2609,48 3.4.2 Nhiệt lượng riêng Gọi: D1, D2: lượng đốt vào nồi nồi (kg/h); Gđ, Gc: lượng dung dịch đầu cuối (kg/h); W, W1, W2: lượng thứ bốc lên hệ thống nồi (kg/h); I1, I2: hàm nhiệt đốt nồi nồi (J/kg); i1, i2: hàm nhiệt thứ nồi nồi (J/kg); Cđ, Cc: nhiệt dung riêng dung dịch đầu cuối (J/kg.độ); tđ, tc: nhiệt độ đầu cuối dung dịch (0C); , : nhiệt độ nước ngưng nồi nồi (0C); Cng1, Cng2: nhiệt dung riêng nước ngưng nồi nồi (J/kg.độ); Qtt1, Qtt2: nhiệt tổn thất môi trường xung quanh từ nồi nồi (W);  Nhiệt lượng vào gồm có:  Nồi 1: - Nhiệt đốt mang vào: D1I1 - Nhiệt dung dịch mang vào: (Gđ – W2).C2.ts2  Nồi 2: - Nhiệt thứ nồi mang vào: D2I2 = W1i1 - Nhiệt dung dịch đầu mang vào: Gđ.tđ.C1  Nhiệt bao gồm:  Nồi 1: - Nhiệt thứ mang ra: W1i1 - Nhiệt dung dịch mang ra: (Gđ – W).C1.ts1 - Nhiệt nước ngưng tụ: D1.Cng1 - Nhiệt tổn thất chung: Qtt1 = 0,05D1(I1 – Cng1)  Nồi 2: - Nhiệt thứ mang ra: W2i2 - Nhiệt dung dịch mang ra: (Gđ – W2).C2.ts2 - Nhiệt nước ngưng tụ mang ra: D2.Cng2 - Nhiệt tổn thất chung: Qtt2 = 0,05D2(I2 – Cng2) Phương trình cân nhiệt lượng: ΣNhiệt vào = ΣNhiệt  Nồi 1: D1I1 +(Gđ – W2).C2.ts2 = W1i1 + (Gđ – W).C1.ts1 + D1.Cng1 + Qtt1  Nồi 2: D2i2 + Gđ.ts1.C1 = W2i2 + (Gđ – W2).C2.ts2 + D2.Cng2 + Qtt2 Xem nhiệt độ nước ngưng nhiệt độ đốt nhiệt độ đầu dung dịch nhiệt độ sôi nồi Với: θ1= thd1; θ2=thd2  Lượng thứ bốc lên nồi 1: =>W1= = = 3146,59 (kg/m3)  Lượng thứ bốc lên nồi : W2 = W - W1 = 6000 – 3146,59 = 2853,41 (kg/h) 3.4.3 Kiểm tra lại lượng phân bố thứ nồi *Tính sai số: η1 =│ │ = │ = 4% < 5% η2 =│ │ = │ = 4,4% < 5% η < 5% nên chấp nhận Vậy: Lượng thứ nồi là: W1 =3146,59 (kg/h) Lượng thứ nồi là: W2 =2853,41 (kg/h) Lượng đốt tiêu tốn chung là: D= = = 4208,8 (kg/h) 3.5 Lượng đốt tiêu tốn riêng m = = = 0,7015 (kg đốt/kg thứ) Trong đó: D: lượng đốt dùng cô đặc (kg/mẻ) W: lượng thứ đặc (kg/mẻ) CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN TRUYỀN NHIỆT 4.1.Tính tốn truyền nhiệt cho thiết bị cô đặc 4.1.2 Độ nhớt: Sử dụng công thức Paplov I.17 STQTTB T1/ trang 85: = k = const Trong đó: t1, t2: nhiệt độ chất lỏng có độ nhớt µ1, µ2 θ1, θ2 : nhiệt độ chất lỏng tiêu chuẩn có độ nhớt µ1, µ2 Nồi 1: Lấy nước làm chất lỏng tiêu chuẩn, dung dịch có nồng độ x1=30% Chọn t1= 600C, ta có µ1= 5,7.10-3 (N.s/m2) � θ1= -9,3840C Chọn t2= 400C, ta có µ2=6.10-3 (N.s/m2) � θ2= -32,9180C Tra µ1, µ2 dựa vào bảng I.107 STQTTB,T1/ trang 100 Tra θ1, θ2 dựa vào bảng I.102 STQTTB,T1/ trang 94 = = 0,84 Từ ta có: = + = + (-32,918) = 91,7(0C) k = µs1=0,311.10-3 (N.s/m2) Nồi 2: (tương tự nồi 1) Lấy nước làm chất tiêu chuẩn, dung dịch có nồng độ x2= 16,5% Chọn t1= 800C, ta có µ1= 1,046.10-3 (N.s/m2) � θ1= 18,5420C Chọn t2= 600C, ta có µ2= 1,259.10-3 (N.s/m2) � θ2= 11,3420C = = 2,778 Từ ta có: = + = + 11,342= 16,39(0C) k = µs2=1,1.10-3 (N.s/m2) 3.2 Hệ số dẫn nhiệt dung dịch Công thức I.32 STQTTB T1/ trang 123 (W/m.độ) Trong đó: A: hệ số phụ thuộc vào mức độ liên kết chất lỏng nước Cp: nhiệt dung riêng đẳng áp chất lỏng (J/kg độ) ρ: khối lượng riêng (kg/m3) M: khối lượng mol chất lỏng Chọn A= 3,58.10-8 Ta có: M=mi.Mdd+(1-mi).Mnước xi M dd mi  xi  xi  M dd M H 2O Mà: Nồi 1: mi1= = 0,162 � M1 = 0,162 �40+(1-0,162).18= 21,564 Cp = C1 = 3324,43 (J/kg.độ) =1328 (kg/m )  = 0,624 (W/m.độ) Nồi 2: mi1= = 0,082 � M2= 0,082 �40+(1-0,082) �18=19,804 Cp = C2 = 3495,31 (J/kg.độ) =1180,5(kg/m )  = 0,577 (W/m.độ) 3.3Hệ số cấp nhiệt 3.3.1.Về phía ngưng tụ: : nhiệt tải riêng phía đốt cấp cho thành thiết bị Hệ số cấp nhiệt nước bảo hòa ngưng tụ bề mặt ống thẳng đứng tính theo cơng thức Nuselt , (W/m2.độ) (*) Với: (m2.độ/W): ẩn nhiệt ngưng tụ đốt (m2.độ/W): ẩn nhiệt ngưng tụ thứ chiều cao ống truyền nhiệt : trị số phụ thuộc nhiệt độ ngưng tụ nước : hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ màng tm Bảng: tm (0C ) A 20 40 60 80 100 120 140 160 180 20 104 120 139 155 169 179 188 194 197 199 19 Với Nồi 1: Chọn ∆t11= 1,650C � tT11= thd1- ∆t11= 163,92 – 1,65= 162,270C � tm1= 0,5 �(162,27+ 163,92)= 163,0950C Suy ra: A1= 197,31 Tra bảng I.250 STQTTB T1/ trang 312 Từ thd1= 163,920C suy r1= (J/kg) 2,04 197,31 = 11638,584 (W/m2.độ) = 11638,584.1,65= 19203,663 (W/m2) Nồi 2: Chọn ∆t12= 6,150C � tT12= thd2- ∆t12= 121,68- 6,15 = 115,530C � tm2= 0,5.(115,53+ 121,68)= 118,610C Tra STQTTB T2/trang 29 ta có: A2= 187,37 Tra bảng I.250 STQTTB T1/ trang 312 Từ thd2= 121,680C suy r2= 2202,63.103 (J/kg) 2,04 187,37 = 8040,397 (W/m2.độ) =8040,397.6,15= 49448,44 (W/m2) 3.3.1 Về phía dung dịch sơi Ta có: Với: hệ số hiệu chỉnh αn hệ số cấp nhiệt nước Mà theo công thức VI.27, STQTTB, T2/Trang 71 Ta có: Theo CT V.91, STQTTB, T2/Trang 26 - αn : hệ số cấp nhiệt nước cô đặc theo nồng độ dung dịch = 0,145 p0,5 (W/m2.độ) - p: áp suất tuyệt đối mặt thống (N/m2) Trong đó: ,, , hệ số truyền nhiệt, khối lượng riêng, nhiệt dung riêng độ nhớt dung dịch ,, , hệ số truyền nhiệt, khối lượng riêng, nhiệt dung riêng độ nhớt nước Chọn theo bảng V.I, STQTTB, T2/ Trang Ta lại có: Trong đó: r1: nhiệt trở lớp nước ngưng r2: nhiệt trở lớp cặn dung dịch bám thành ống λ : hệ số dẫn nhiệt vật liệu làm ống truyền nhệt : bề dày ống truyền nhiệt (=2mm) r3 : nhiệt trở qua lớp vật liệu Chọn vật liệu làm ống truyền nhiệt CT3 λ = 50 W/m độ Tra bảng XII.7,STQTTB, T2/ Trang 313 Chọn r1=0,232.10-3 (m2.độ/W) r3= 0,387.10-3 (m2.độ/W)  ∑r = (m2.độ/W) Nồi 1: ta có: ts1= t21= 144,680C Ta có: ∆tI= q11.∑r= 19203,663.0,659.10-3= 12,6550C � tT21= tT11- ∆tI= 162,27 – 12,655= 149,6150C Hiệu số cấp nhiệt nước: ∆t21= tT21- t21= 149,615- 144,68 = 4,9350C Áp suất thứ nồi 1: Pht1= 2,23 �98100= 218763 (N/m2) � αn1= 0,145 �4,9352,33 �2187630,5= 2797,139 (W/m2.độ) Tra bảng I.249 STQTTB T1/trang 311 Ta có: Cn= 4299,375 J/kg.độ µn= 0,194.10-3 N.s/m2 λn= 68,355.10-2 W/m.độ ρn= 922 kg/m3 Cdd= 3324,43 J/kg.độ µdd= 0,311.10-3 N.s/m2 λdd= 0,624 W/m.độ ρdd= 1328 kg/m3 == 0,95 � α21= φ1.αn1= 0,95.2797,139= 2657,282 (W/m2.độ) � q21= α21.∆t21=2657,282.4,935= 13113,686 (W/m2)  Kiểm tra sai số q1 q2 : η1 =│ │ = │ =0,464%