III. TÍNH TOÁN CHÂN ĐỠ, TAI TREO THÁP
3 Xác đinh hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ ngoài ống
Điều kiện:
- Ngưng tụ hơi bão hòa.
- Không chứa không khí không ngưng. - Hơi ngưng tụ ở mặt ngoài ống. - Màng chất ngưng tụ chảy tầng. - Ống nằm ngang.
Áp dụng công thức (3.65), trang 120, [4]⇒ Đối với ống đơn chiếc nằm ngang thì:
Tra bảng V.II, trang 48, [2] ⇒ với số ống n = 19 thì số ống trên đường chéo của hình 6
cạnh là b = 5
Tra hình V.20, trang 30, [2] ⇒ hệ số phụ thuộc vào cách bố trí ống và số ống trong mỗi dãy
thẳng đứng là εtb = 0,7 (vì xếp xen kẽ và số ống trong mỗi dãy thẳng đứng là 5) ⇒ Hệ số cấp nhiệt trung bình của chùm ống: αngưng = εtbα1 = 0,7α1
Dùng phép lặp: chọn tW1 = 52,3 oC
Nhiệt độ trung bình của màng chất ngưng tụ: tm = ½ (tngưng + tW1) = 57,11 oC Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của Clorofom : ρC = 1416,636 kg/m3 Khối lượng riêng của Benzen : ρB = 839,179 kg/m3
Nên: ⇒ ρ = 1410,279 kg/m3
Độ nhớt của Clorofom : µC = 4,004 x 10-4 N.s/m2
Độ nhớt của Benzen: µB = 4,033 x 10-4 N.s/m2
Nên: lgµ = xDlgµC + (1 – xD)lgµB = 0,99lg(4,004 x 10-4) + (1 – 0,99)lg(4,033 x 10-4) = -3,397 ⇒ µ = 4,004 x 10-4 N.s/m2
Hệ số dẫn nhiệt của Clorofom : λC = 0,1137 W/(mK)
Hệ số dẫn nhiệt của Benzen : λB = 0,1366 W/(mK) Nên theo công thức (I.33), trang 124, [1]:
λ = λCxD + λB(1 -xD) – 0,72xD(1 -xD)(λB - λC) = 0,1138 (W/mK)
Nhiệt ngưng tụ của dòng hơi: r = rD = 247,705 kJ/kg = 247705 J/kg Nên: α1 = 2125,467 W/(m2K)
⇒ αngưng = εtbα1 = 0,7α1 = 1478,827 W/m2K ⇒ qngưng = αngưng (tngưng – tW1) = 14312,894 W/m2
⇒ qt = qngưng = 14312,894 W/m2 (xem nhiệt tải mất mát là không đáng kể)
⇒ tw2 = tw1 - qtΣrt = 45,474 oC
⇒ Prw2 = 3,893 (tra bảng I.249, trang 310, [1]) ⇒ Nun = 87,754
⇒ αn = = 2649,333 W/m2K
⇒ qn = αn (tW2 – tf) = 2649,333 x (45,474 - 40) = 14501,739 W/m2
Kiểm tra sai số:
ε = 100% = 1,32 % < 5% (thỏa)
Kết luận: tw1 = 52,3 oC và tw2 = 45,474 oC