Không khí bên ngoài được đưa qua van điều chỉnh vào buồng hòa trộn 3 để hòa trộn với không khí tuần hoàn, sau đó được đưa vào buồng phun để làm xử lý nhiệt ẩm. Nếu cần sưởi nóng thì sử[r]
(1)CHƯƠNG VII : HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHƠNG KHÍ KIỂU ƯỚT
Q trình xử lý nhiệt ẩm khơng khí thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt có ưu điểm thiết bị gọn nhẹ, đơn giản vv Tuy nhiên xử lý nhiệt ẩm thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt, bị hạn chế khả xử lý khơng khí, khơng có khả tăng dung ẩm khơng khí phịng Trong nhiều trường hợp địi hỏi tăng ẩm cho khơng khí, chẳng hạn nhà máy dệt có giai đoạn cơng nghệ địi hỏi độ ẩm cao, để đạt trạng thái yêu cầu, cần tiến hành phun ẩm bổ sung, tương đối phức tạp, tốn hiệu không cao Trong trường hợp này, người ta thường sử dụng thiết bị xử lý khơng khí kiểu hỗn hợp hay cịn gọi thiết bị xử lý khơng khí kiểu ướt Thiết bị khơng khí kiểu ướt thiết bị trao đổi nhiệt ẩm kiểu hổn hợp khí nước, thường gọi thiết bị buồng phun Việc phun ẩm khơng thực trực tiếp phịng mà thiết bị xử lý khơng khí nên hiệu qủa quy mô lớn nhiều
Trong chương này, tiến hành nghiên cứu sở lý thuyết trao đổi nhiệt ẩm khơng khí nước; nhân tố ảnh hưởng đến q trình đó; thiết bị buồng phun thường sử dụng tính tốn thiết kế thiết bị
7.1 CÁC Q TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT ẨM KHƠNG KHÍ
7.1.1 Một số giả thiết nghiên cứu trình trao đổi nhiệt ẩm khơng khí
Q trình thực xử lý nhiệt ẩm phức tạp, để tiện lợi cho việc phân tính tính tốn, nghiên cứu q trình trao đổi nhiệt ẩm khơng khí nước, người ta giả thiết sau:
- Sự tiếp xúc nước khơng khí lý tưởng, thời gian tiếp xúc vô
- Khơng có tổn thất nhiệt ẩm bên ngồi hệ trình trao đổi nhiệt ẩm
- Kích thước hạt nước đủ nhỏ để nhiệt độ đồng tồn thể tích hạt Với giả thiết suy nhiệt độ khơng khí lớp biên (lớp mỏng sát bề mặt giọt nước) đạt trạng thái bão hồ có nhiệt độ với nhiệt độ giọt nước, độ ẩm khơng khí đầu thiết bị đạt trạng thái bão hời ứng với nhiệt độ giọt nước đầu
Người ta nhận thấy, thay đổi trạng thái khơng khí phụ thuộc nhiều vào chiều chuyển động tương đối nước khơng khí Dưới khảo sát trình trao đổi nhiệt ẩm nước khơng khí hai trường hợp nêu
7.1.2 Trường hợp nước khơng khí chuyển động chiều
Xét trường hợp trao đổi nhiệt ẩm nước có nhiệt độ ban đầu tn, khơng khí có
trạng thái A(tA, ϕA) thiết bị trao đổi nhiệt ẩm kiểu hỗn hợp Ở đầu thiết bị trao đổi
nhiệt ẩm, khơng khí đạt bão hồ đạt ϕ =100%, nước khơng khí có nhiệt độ tnk (trạng
(2)A tn
K.Khê
Nước tn1
A1
tn2
A2
nk
t Ak
(1) (2) (k)
Hình 7.1 Trao đổi nhiệt ẩm khơng khí nước chuyển động chiều Ta nghiên cứu thay đổi trạng thái khơng khí q trình trao đổi nhiệt ẩm dọc theo chiều dài thiết bị Để thấy rõ trình thay đổi trạng thái đó, ta chia thiết bị trao đổi nhiệt ẩm thành k đoạn (hình 7.1)
Trong trình trao đổi nhiệt ẩm nhiệt độ nước tăng từ tn đến tnk, khơng khí thay đổi
trạng thái từ trạng thái ban đầu A(tA, ϕA) tới trạng thái bão hồ Ak(tnk,100%), giả thiết
ở trình trao đổi lý tưởng thời gian vơ nên trạng thái khơng khí buồng phun có nhiệt độ nhiệt độ nước tnk đạt trạng thái bão hoà với độ ẩm ϕ = 100%
- Xét trình trao đổi nhiệt ẩm vùng
Không khí đầu vào có trạng thái A(tA,ϕA) nước có nhiệt độ tn Do q trình trao
đổi nhiệt ẩm với giọt nước, lớp khơng khí lớp biên tiếp xúc với giọt nước đạt trạng thái bão hoà (ϕ=100%) nhiệt độ nhiệt độ nước t = tn (trạng thái B) Các phần tử
khơng khí ngồi lớp biên coi giữ nguyên trạng thái ban đầu A(tA,ϕA) Như
khỏi vùng thứ khơng khí có trạng thái A1 hỗn hợp khối khí có trạng thái
A(tA,ϕA) B(tn,100%) Theo tính chất trình hỗn hợp, điểm A1 nằm đoạn AB,
đồng thời có trao đổi nhiệt nên nhiệt độ nước tăng lên tn1
- Vùng
Khơng khí đầu vào vùng A1 nước có nhiệt độ tn1 Bằng cách phân tích tương
tự, ta thấy trạng thái khơng khí đầu A2 vùng hỗn hợp khối khí có trạng thái
A1 B1(tn1,100%) Như điểm A2 nằm A1B1 nhiệt độ nước tăng lên tn2
Cứ phân tích tương tự ta thấy, trạng thấy khơng khí đầu thiết bị có trạng thái bão hồ, có nhiệt độ nhiệt nước tnk (trạng thái Ak≡Bk)
Nối tất điểm A, A1, Ak ta có đường cong biểu thị thay đổi trạng thái
khơng khí q trình trao đổi nhiệt ẩm với nước Các điểm B, B1, Bn tương ứng
trạng thái khơng khí lớp biên giọt nước, có nhiệt độ nhiệt độ nước Lớp biên lớn dần, đến cuối thiết bị xử lý nhiệt ẩm chiếm toàn dịng khơng khí
A
tnk
tn
ϕ = 100%
tn1
A1
2
A
k
A
B B
B
Bk
I, [kJ/kg]
d, [g/kg]
1
(3)Tuỳ thuộc nhiệt độ nước đầu mà dung ẩm khơng khí tăng giảm Nếu nhiệt độ nước đầu có nhiệt độ lớn nhiệt độ đọng sương khơng khí đầu vào dung ẩm khơng khí tăng, tức có lượng ẩm khuyếch tán vào khơng khí ngược lại Khi chuyển động song song chiều, khả làm tăng dung ẩm lớn nhiệt độ nước tăng dần nhiệt độ nước đầu có nhiều khả lớn nhiệt độ đọng sương
Tuy nhiên thực tế độ chênh nhiệt độ nước khơng khí khơng lớn người ta trọng đến trạng thái cuối nên thường biểu diễn trình thay đổi trạng thái khơng khí theo đường thẳng Mặt khác trao đổi nhiệt ẩm không đạt lý tưởng, thời gian tiếp xúc hữu hạn nên độ ẩm trạng thái cuối đạt tới cỡ 90 - 95%, tức khơng khí tới điểm O mà không đạt tới B
Người ta nhận thấy q trình thay đổi trạng thái khơng khí xãy tương tự trao đổi nhiệt ẩm với thiết bị trao đổi nhiệt
7.1.3 Trường hợp nước khơng khí chuyển động ngược chiều
Trường hợp khơng khí chuyển động ngược chiều, ta chia thiết bị thành k đoạn (hình 7.3)
Trạng thái khơng khí đầu vào đoạn 1, 2, k A, A1, A2 Ak-1 Đầu
cuối trạng thái Ak
Nhiệt độ nước đầu đoạn 1, 2, k tn, tn1, tn2 tnk-1 Nhiệt độ nước
đầu vào đoạn k Ank Các điểm B, B1, B2, Bk tương ứng trạng thái khơng khí
đã bão hồ vùng biên giọt nước có nhiệt độ tn, tn1, tn2 tnk K.Khê
Nước
(1) tn
A
n1
t
(2) A1
tn2
A2
nk
t
(k)
Ak
Hình 7.3 Trao đổi nhiệt ẩm khơng khí nước chuyển động ngược chiều Khơng khí thay đổi từ trạng thái ban đầu A qua trạng thái trung gian A1, A2 cuối
cùng trạng thái Ak Trạng thái cuối Ak đạt bão hồ có nhiệt độ nhiệt độ nước
đầu vào thiết bị tnk Nối tất điểm A, A1, A2 Ak ta đường cong biểu thị thay
đổi trạng thái khơng khí trao đổi nhiệt ẩm với nước Kết cho thấy, đường cong lồi, trạng thái khơng khí đầu bão hồ
Nếu nhiệt độ nước đầu vào nhỏ, nhỏ nhiệt độ đọng sương khơng khí trình xử lý nhiệt ẩm làm giảm dung ẩm Ngược lại, nhiệt độ nước xử lý cao làm tăng dung ẩm Trên thực tế, sử dụng nước lạnh, thường nhiệt độ nước nhỏ nhiệt độ đọng sương Ngược lại sử dụng nước thường nhiệt độ nước lớn nhiệt độ đọng sương Như vậy, để giảm dung ẩm phải sử dụng nước lạnh, muốn tăng ẩm sử dụng nước thường
Qua nghiên cứu, trình xử lý nhiệt ẩm khơng khí hai trường hợp nước khơng khí chuyển động chhiều ngược chiều, ta nhận thấy:
- Trạng thái khơng khí thay đổi theo dạng đường cong;
- Trạng thái đầu khơng khí phụ thuộc vào nhiệt độ nước xử lý chiều chuyển động tương hổ nước khơng khí Dung ẩm khơng khí tăng giảm
Trên thực tế độ chênh nhiệt độ khơng khí đầu vào tA đầu tAk không lớn
(4)Khi lượng nước phun vô lớn thời gian tiếp xúc τ = ∞ trình thay đổi trạng thái khơng khí tn theo quy luật đường thẳng
B
tnk
A I, [kJ/kg]
A1
t tn1
n
BB A2 A
d, [g/kg] ϕ = 100%
B k k
1
n2
t
Hình 7.4 Sự thay đổi trạng thái khơng khí chuyển động ngược chiều với nước
Tuy nhiên, thực tế lượng nước phun thời gian tiếp xúc hữu hạn nên trạng thái cuối trình xử lý khơng khí khơng đạt trạng thái bão hồ Ak mà đạt trạng thái O có
độ ẩm ϕO = 90÷95%
7.1.4 Giới hạn q trình xử lý khơng khí nước phun
Trong thực tế trạng khơng khí cuối q trình xử lý khơng khí nước phun khơng đạt tới độ ẩm ϕ=1, mà đạt ϕ= 0,9 - 0,95 Đó trạng thái cuối khơng khí khỏi buồng phun
Người ta chứng minh đồ thị I-d khơng khí có trạng thái A q trình nằm ngồi tam giác cong AMN thực nước phun Tam giác cong AMN có đáy đoạn MN đường cong ϕ=1 NN, AM tiếp tuyến từ A tới đường cong ϕ=1
Hình 7.5 Giới hạn q trình xử lý khơng khí
Ví dụ:
- Q trình AB đường d=dA = const thực caloriphe (sấy nóng đẳng
dung ẩm)
(5)- Quá trình AC tam giác AMN thực nước phun
7.2 THIẾT BỊ ĐIỀU HOÀ KIỂU ƯỚT
Khái niệm, phân loại cấu tạo
Buồng máy điều hịa khơng khí cịn gọi buồng điều không thiết bị sử dụng để xử lý khơng khí trước thổi vào buồng máy
Có nhiều cách phân loại buồng
Theo cách bố trí: buồng đứng, nằm ngang, kiểu thẳng ngoặt
Theo áp suất làm việc (tùy thuộc vào vị trí đặt quạt): Kiểu hút, thổi, kết hợp 7.2.1 Thiết bị buồng phun kiểu nằm ngang
• Cấu tạo
1- Cửa điều chỉnh gió vào 2- Buồng hịa trộn
3- Lọc bụi 4- Caloriphe 5- Hệ thống phun nước 6- Buồng hịa trộn
7- Caloriphe 8- Ống gió
9- Đường hồi gió cấp 10- Đường hồi gió cấp 11- Đường ống gió 12- Bơm nước phun
13- Máng hứng nước
Hình 7.6 Buồng phun kiểu nằm ngang
• Nguyên lý hoạt động
(6)khơng khí nhằm đảm bảo yêu cầu vệ sinh cần Nước xử lý lạnh bơm 15 bơm lên vòi phun với áp suất phun cao Nước ngưng đọng hứng nhờ máng 14 dẫn lại để tiếp tục làm lạnh
Các chắn nước có dạng dích dắc có tác dụng ngăn gạt rơi giọt nước bị theo dòng Nó đặt phía buồng phun Về vật liệu chắn chế tạo từ tôn tráng kẽm inox mỏng gập vài lần Số nếp gập nhiều hiệu tách ẩm lớn trở lực tăng Thường người ta gập 2-4 nếp
Hình 7.7 Cấu tạo buồng phun kiểu nằm ngang
Chi tiết vịi phun định kích thước giọt nước phun ảnh hưởng định đến hiệu trao đổi nhiệt ẩm Nguyên lý làm việc vòi phun sử dụng lực ly tâm để xé tơi giọt nước
Trên hình 7.9 cấu tạo vịi phun thường sử dụng Nước có áp suất lớn theo đường dẫn vào buồng xoáy theo phương tiếp tuyến Trong buồng xoáy nước chuyển động xốy với tốc độ lớn ngồi qua lổ Tốc độ lổ lớn, vịi phun có dạng hình tốc độ giảm độ ngột xé tơi thành giọt nhỏ Mũi phun lắp vào thân vòi phun ren dễ dàng điều chỉnh để có buồng xốy phù hợp
Hình 7.8 Các chi tiết buồng phun
(7)Hình 7.9 Chi tiết chắn
• Các đặc điểm buồng phun kiểu thẳng
- Hiệu trao đổi cao tốc độ tương đối gió nước cao thời gian trao đổi lâu;
- Thích hợp cho hệ thống lớn công nghiệp; - Hệ thống cồng kềnh chiếm nhiều diện tích lắp đặt
Hình 7.10 Chi tiết vịi phun
1- Thân vịi phun; 2- Lổ nước vào; 3- Buồng xốy; 4- Mũi phun; 5- Nắp vòi phun 7.2.2 Buồng tưới
• Cấu tạo
1- Quạt ly tâm vận chuyển gió 2- Chắn nước
3- Lớp vật liệu đệm: Gỗ, Kim loại, sành sứ 4- Cửa lấy gió
(8)Hình 7.11 Buồng tưới • Ngun lý hoạt động
Khơng khí bên ngồi hút vào cửa lấy gió vào buồng tưới nhờ quạt ly tâm Ở buồng tưới trao đổi nhiệt ẩm với nước phun từ xuống Để tăng cương làm tơi nước vag tăng thời gian tiếp xúc nước khơng khí người ta thêm lớp vật liệu đệm đặt buồng Vật liệu đệm ống sắt, gốm, sành sứ, kim loại, gỗ có tác dụng làm tơi nước cản trỡ nước chuyển động nhanh phía đồng thời tạo nên màng nước
Nước làm lạnh trực tiếp máng hứng nhờ dàn lạnh • Các đặc điểm buồng tưới
- Hiệu trao đổi nhiệt ẩm khơng cao quảng đường ngắn - Thích hợp cho hệ thống nhỏ vừa công nghiệp
- Chiếm diện tích lắp đặt
(9)7.3 NHỮNG NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ TRAO ĐỔI NHIỆT ẨM
7.3.1 Hệ số hiệu trao đổi nhiệt ẩm • Hệ số hiệu trao đổi nhiệt ẩm
Trên thực tế trạng thái khơng khí cuối q trình trao đổi nhiệt ẩm với nước phun khơng thể đạt trạng thái ϕ = 100%, mà đạt trạng thái O với ϕ = 0,9 ÷ 0,95 mà Để đặc trưng cho hiệu trình trao đổi nhiệt ẩm nước khơng khí buồng phun người ta đưa đại lượng gọi hệ số hiệu trao đổi nhiệt ẩm, Ký hiệu E
1 AB AO
E= < (7-1)
Hệ số trao đổi nhiệt ẩm xác định theo thơng số trạng thái khơng khí
Từ O, B ta kẻ đường tO tB cắt đường dA điểm O' B' Ta coi đường tO tB song song với nhau, đó:
B A O A B A O A I I I I t t t t ' AB ' AO AB AO E − − = − − = = = (7-2)
Đối với trình đoạn nhiệt : tB = tư,
Ỉ A O A t t t t Ea E − − =
= (7-3)
• Hệ số hiệu trao đổi nhiệt ẩm vạn
Trong số trường hợp người ta sử dụng đại lượng gọi hệ số trao đổi nhiệt ẩm vạn E': ỈA A ỈO O t t t t ' E − − −
= (7-4)
Hệ số hiệu trao đổi nhiệt ẩm vạn thường sử dụng để tính tốn thiết kế thiết bị buồng phun
Ngồi người ta đưa hệ số En nhằm đánh giá hiệu trao đổi nhiệt ẩm
buồng phun ' n ỈO " n ỈB n t t t t E − − −
= (7-5)
7.3.2 Những nhân tố ảnh hưởng đến hiệu trao đổi nhiệt ẩm
7.3.2.1 Ảnh hưởng hệ số phun
Hệ số phun tỷ lệ lưu lượng nước phun Gf (kg/s) với lưu lượng khơng khí
xử lý G (kg/s) Hệ số phun ký hiệu µ
G
Gf
=
µ (7-6)
(10)7.3.2.2 Ảnh hưởng kết cấu buồng phun
Kết cấu buồng phun có ảnh lớn đến hiệu trao đổi nhiệt ẩm buồng phun Các thông số kết cấu ảnh hưởng tới hiệu trao đổi nhiệt ẩm bao gồm:
- Số dãy vòi phun dọc theo chiều chuyển động buồng phun: Khi số dãy vòi phun tăng hiệu cao
- Số vịi phun dãy: Khi số vịi phun tăng hiệu cao
- Chiều phun nước so với khơng khí: Phun ngược chiều nước tăng hiệu trao đổi vân tốc tương đối tăng lên
Bảng 7.1
Dạng kết cấu Hệ số µ Emax
+ Số dãy z =1, thuận chiều ngược chiều
+ Số dãy z =2, thuận chiều + thuận chiều ngược chiều + ngược chiều ngược chiều + ngược chiều + Số dãy z =3
0,55 0,55 >1,0 >1,0 >1,0 1,5
0,6 ÷ 0,7 0,65 ÷ 0,75
0,85 ÷ 0,9 0,9 ÷ 0,95 0,9 ÷ 0,95
0,98
7.3.2.3 Ảnh hưởng chế độ phun nước
Khi hạt nước phun bé bề mặt trao đổi nhiệt ẩm tăng nên hiệu trao đổi nhiệt ẩm tăng lên
Tùy theo kích thước hạt nước phun mà người ta phân thành chế độ phun khác nhau:
- Phun mịn - Phun trung bình - Phun thơ
Thực nghiệm lý thuyết chứng minh độ mịn nước phun phụ thuộc vào đường kính mủi phun áp suất dư nước trước mủi phun pf
Kích thước áp suất pf lớn hạt nước phun mịn Tuy nhiên địi hởi lượng dẫn động tăng vòi phun dễ bị tắc
Theo kinh nghiệm
- Phun mịn khi: = 1,5 - mm pf > bar
- Phun trung bình khi: = - mm pf = - bar
- Phun thô khi: = - mm pf < bar
Việc chọn đường kính mủi phun áp suất tùy thuộc vào suất yêu cầu
7.3.2.4 Ảnh hưởng tốc độ dịng khí
Khi tốc độ khơng khí tăng làm tăng trao đổi nhiệt ẩm Nhưng ωk cao có
khả theo hạt nước vào gian máy Trong kỹ thuật người ta khống chế ωk theo trị
số lưu tốc ρωk cách hợp lý Thường chọn ρωk = 2,8 - 3,5 kg/m2.s
7.3.2.5 Ảnh hưởng chiều dài quảng đường dòng khí
Khi tăng chiều dài quảng đường khơng khí thời gian tiếp xúc lớn E tăng Tuy kích thước buồng phun tăng nên làm tăng giá thành vận hành lắp đặt khó khăn Vì thực cần thiết người ta tăng l, ví dụ khơng khí ban đầu có độ ẩm q bé
Thời gian tiếp xúc hợp lý nước khơng khí giây
(11)- Khi phun mịn: 61 , 37 , k 38 , f ) E 1 (lg ) ( p z − ρω =
µ − − , kg/kg (7-7)
- Khi phun trung bình thơ:
22 , , k , f ) E 1 (lg ) ( p z , 18 − ρω =
µ − − − , kg/kg (7-8)
trong
z- Số dãy phun;
pf - Ap suất dư nước phun, bar ;
ρωk - Lưu tốc khơng khí, kg/m2.s;
E- Hệ số hiệu trao đổi nhiệt ẩm
7.4 TÍNH TỐN BUỒNG PHUN
7.4.1 Tính thiết kế
Nhiệm vụ toán thiết kế buồng phun xác định thông số kỹ thuật kích thước chủ yếu buồng phun, biết trước thơng số nhiệt khơng khí vào ra, lưu lượng khơng khí cần xử lý cụ thể:
• Các thông số ban đầu
- Lưu lượng gió cần xử lý G, kg/s;
- Trạng thái khơng khí đầu vào (t1, ϕ1) đầu (t2, ϕ2);
- Năng suất lạnh yêu cầu thiết bị Qo, kW;
- Nhiệt độ nước lạnh đầu vào t’nl
• Các thơng số cần tính tốn
- Kích thước buồng phun: Chiều cao h (m); chiều rộng b(m) chiều dài l (m); - Lưu lượng nước phun Gf, kg/s;
• Các bước tính tốn
1) Chọn lưu tốc khơng khí qua tiết diện ngang buồng phun ρωk
Thông thường người ta chọn ρωk = 2,8 ÷ 3,2 kg.m2/s Nếu q nhỏ hiệu trao đổi
nhiệt ẩm thấp, cao có khả theo giọt ẩm Khối lượng riêng khơng khí khoảng 1,2 kg/m3, tốc độ chuyển động khơng khí nằm khoảng ωk = 2,3 ÷ 2,7 m/s Chọn ωK = 2,5 m/s
2) Xác định kích thước buồng phun - Tiết diện ngang buồng phun:
h b G f K
b =ρω = , m
2 (7-9)
h - Chiều cao buồng phun, chiều cao h cần chọn hợp lý khoảng ÷ 2,5 m Nếu q cao phân bố lưu lượng gió khó đều, ngược laih chọn thấp bề rộng lớn, chiếm nhiều diện tích;
b- Chiều rộng buồng phun, m;
G - Lưu lượng gió cho trước xác định thành lập sơ ddoof điều hồ khơng khí, kg/s
3) Xác định thông số đặc trưng khác buồng phun
(12)- Chọn cách bố trí dãy vịi phun Có cách bố trí sau: thuận chiều, ngược chiều kết hợp cách Các trường hợp bố trí trình bày bảng 6-1; - Chọn chế độ phun: Phun thơ, trung bình mịn;
- Chọn loại mũi phun;
- Chọn đường kính mũi phun do: 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 6mm;
- Chọn mật độ mũi phun tiết diện ngang buồng phun n Theo kinh nghiệm số mũi phun 1m2 diện tích nằm khoảng 18÷24 cái;
- Tính số mũi phun: N = fb.Z n,
4) Tính hệ số phun,hệ số hiệu E lưu lượng nước phun Để xác định quan hệ
- Xác định hệ số hiệu trao đổi nhiệt ẩm vạn năng:
1 æ æ t t t t ' E − − − = (7-10)
tu1, tu2 - Nhiệt độ nhiệt kế ướt ứng với trạng thái khơng khí vào
- Xác định hệ số phun dựa hệ số hiệu trao đổi nhiệt ẩm vạn Tính theo công thức (7-7) (7-8) thay E E’
5) Tính nhiệt độ nước phun
Để xác định nhiệt độ nước phun ta dựa vào phương trình cần nhiệt Nếu bỏ qua tổn thất nhiệt lượng làm lạnh khơng khí nhiệt làm tăng nhiệt độ nước từ nhiệt độ t’n đến t”n
Qo = G.(I1-I2) = Gnl.Cpn.(t”n-t’n) (a)
Mặt khác, ta có biểu thức
G Gf
=
µ (b)
Kết hợp (a), (b) cho biết Gf = Gnl ta có:
µ ∆ = − = ∆ C I t t t pn " n ' n n
Giá trị ∆tn phải thoả mãn điều kiện ∆tn ≤ 5oC, lớn phải tăng hệ số phun µ
xác định lại giá trị En
Từ suy ra:
t”n = t’n + ∆tn
Nhiệt độ nước vào suy từ biểu thức (7-3) (7-10):
n n æ n æ ' n E ) E ( t t t
t = −∆ − −
6) Tính lưu lượng nước phun lưu lượng nước lạnh
Hệ thống cấp nước bể phun thực theo hai cách sau:
- Nước làm lạnh đưa đến phun trực tiếp buồng phun Trong trường hợp lưu lượng nước phun lưu lượng nước lạnh
- Nếu nước lạnh cấp tới bể chứa từ nước bơm đến phun buồng phun Trong trường hợp nước tuận hoàn theo hai vịng khác lưu lượng nước phun nước tuần hồn khơng giống (do bơm trở lực hệ thống khác nhau)
a) Lưu lượng nước phun (nước lạnh) xác định theo công thức:
Gf = G.µ, kg/s (7-11)
(13)) t t ( C Q G l n " n pn o
nl = − (7-12)
trong đó:
t”n, tnl - Nhiệt độ nước phun đầu (bằng nhiệt độ nước lạnh hồi về) nhiệt độ nước lạnh
vào bể nước phun;
Qo - Công suất lạnh yêu cầu, kW
7) Xác định áp suất trước mũi phun số mũi phun N
- Năng suất phun mủi phun xác định theo công thức sau:
N G
gf = f , kg/s (7-13)
Năng suất phun có ảnh hưởng tới áp suất dư trước mũi phun quan hệ xác định sau:
• Đối với mũi phun kim loại:
48 , f 38 , o f 38,5.d p
g = , l/h (7-14)
• Đối với mũi phun nhựa:
52 , f , o f 44 d p
g = , l/h (7-15)
trong
do - Đường kính mũi phun, mm;
pf - Ap suất dư mũi phun, at
Từ giá trị gf xác định áp suất dư sau:
• Đối với mũi phun kim loại:
083 , f 875 , o f 0,0005.d g
p = − , at
(7-16) • Đối với mũi phun nhựa:
923 , f , o f 0,00069.d g
p = − , at (7-17)
Quan hệ áp suất dư suất phun ứng với loại vịi phun có đường kính khác biểu thị hình 7.11 Theo yêu cầu kỹ thuật áp suất dư trước mũi phun khơng nên q lớn, lớn u cầu cột áp bơm phải cao Thực tế nên chọn pf <
2,5at Vì tính tốn, áp suất dư lớn q phải tăng số mũi phun N, để giảm áp suất dư Trong phần tuỳ theo điều kiện thực tế mà chọn áp suất dư pf định trước
(14)Hình 7.13 Các loại vật liệu làm tơi nước 8) Bố trí dàn phun
Có thể tham khảo cách bố trí dàn phun Nga nêu tài liệu [ ] - Bề rộng chắn nước trước a = 120mm;
- Bề rộng chắn nước sau b = 185 ÷ 250mm;
- Các kích thước khác: c = 200mm; l = 1500mm; m=660mm; n=400mm; p=600mm; v = 900mm;
- Khoảng cách cọc phun từ 250÷350mm Khoảng cách mũi phun theo chiều đứng khoảng 400÷600mm
Khäng khê
a c l b
a)
b p n a
b)
Khäng khê Khäng khê
p n
a b
b) m
b 2m
c a
d)
Khäng khê
p a
e)
c m
Khäng khê
n b
v
Hình 7.14: Bố trí buồng phun Nga
a- Một dãy phun thuận chiều; b- Một dãy phun ngược chiều; c- Hai dãy phun ngược chiều; d-Hai dãy phun thuận ngược chiều; e- Ba dãy phun
7.4.2 Tính kiểm tra Các bước tính tốn kiểm tra
1) Xác định suất phun mũi phun gf theo pf dựa vào đồ thị hình 7.11
hoặc theo công thức (7-13) (7-14) 2) Tính lưu lượng nước phun Gn:
Gn = gf N, kg/s
3) Tính hệ số phun:
G Gn
=
µ , kg/kg
4) Tính tốc độ lưu lượng khối lượng khơng khí f
G
k =
ρω , kg/m2.s 5) Xác định E’b, Eb khc
E’ = E’b.khc
En = Eb.khc
6) Tính nhiệt độ nhiệt kế ướt khơng khí sau xử lý tư2 = (1 - En).(tư1 - t’n) + t”n
trong t”n xác định theo cơng thức sau:
t”n = t’n + (m1.tư1 - m2.tư2)/µ
trong m1 m2 - hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào nhiệt độ cho theo bảng lấy
theo áp suất khí
(15)t, oC 10 15 20 25 28
B=760mmHg 0,89 0,698 0,67 0,685 0,73 0,764
B=745mmHg 0,90 0,71 0,678 0,692 0,735 0,77
Để xác định m2 cần xác định tư2 cần phải tiến hành tính lặp Các bước tính lặp
thực sau:
- Tạm lấy giá trị nước theo kinh nghiệm: t”n = t’n + (3÷5)oC;
- Xác định nhiệt độ tư2 theo công thức:
tư2 = (1 - En).(tư1 - t’n) + t”n
- Tra bảng 7.2 để xác định giá m1 theo tư1 m2 theo tư2 ;
- Tính lại giá trị t”n theo cơng thức:
t”n = t’n + (m1.tư1 - m2.tư2)/µ
Nếu sai số khơng lớn chấp nhận - Xác định tư2 theo giá trị t”n xác định
7) Xác định I2 theo tư2 đồ thị I-d: Đường I2 = const qua điểm bão hồ có nhiệt độ
bằng tư2
8) Xác định t2 theo E’ theo công thức:
t2 = tư2 + (1-E’).(t1 - tư2)
9) Theo t2 I2 (hoặc tư2) xác định điểm I-d thông số trạng thái khác: ϕ2, d2;
10) Xác định suất lạnh thiết bị xử lý khơng khí: Qo = G.(I1 - I2)
11) Kiểm tra nhiệt lượng nước lạnh nhận Qn = Gn.Cpn.(t”n - t’n)
12) So sánh giá trị Qo Qn; sai lệch không 10%
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
