THIẾT BỊ GIA NHIỆT SẢN PHẨM ĐÁY

Chọn thiết bị gia nhiệt là thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ớng chùm. Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước 25 x 2

 Đường kính ngoài: dn = 25mm = 0,025m

 Bề dày ớng: = 2mm =0,002m

Chọn :

Sản phẩm đáy trước khi vào nời đun có nhiệt đợ: tv = 300C. Nhiệt đợ ra: tr = 110,3 oC

Hơi đớt là hơi nước có áp suất 2,5 at Tra bảng I.125 trang 314 STTB tập 2

 Nhiệt hóa hơi: rH2O = rn = 2189500 J/kg

 Nhiệt đợ sơi: tH2O = tn = 126,25 Quá trình truyền nhiệt là ổn định Từ phương trình Newton – Furie

Q = K.tlog, ( W)

Trong đó:

K: Hệ sớ truyền nhiệt, W/m2.đợ F: Bề mặt trao đổi nhiệt, m2

tlog: Hệ sớ nhiệt trung bình của chất tải nhiệt ở hai bên bề mặt tường, 0C

1. Hệ số nhiệt trung bình:

Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên: tlog = = =

= 16,3

2. Hệ số truyền nhiệt:

Hệ sớ truyền nhiệt K được tính theo cơng thức như với tường phẳng: K =

n : Hệ sớ cấp nhiệt của hơi đớt, W/m .đợ

w : Hệ sớ cấp nhiệt sản phẩm đáy, W/m2.đợ : Nhiệt trở qua thành ớng và lớp cáu

3. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu.

qt = , W/m2.đợ

Trong đó

tF1 : Nhiệt đợ của vách tiếp xúc với hơi đớt phía vỏ, 0C

tF2 : Nhiệt đợ của vách tiếp xúc sản phẩm đáy trong ớng, 0C

= + r1 + r2

Bề dày thành ớng: t = 2 mm = 0,002m

Hệ sớ dẫn nhiệt của thép khơng rỉ: t = 16,3 W/m.đợ [1,313]

Nhiệt trở lớp bẩn trong ớng: r1 = m2.đợ/W [1,419]

Nhiệt trở lớp cáu trong ớng: r2 = m2.đợ/W [4,419]

= + + 4,95.10-4 m2.đợ/W

3.1 Xác định hệ sớ cấp nhiệt của sản phẩm đáy ngoài ớng Áp dụng cơng thức V.89 trang 26 STTB tập 2

Nhiệt đợ sơi trung bình sản phẩm đáy ngoài ớng T = 110

Tại nhiệt đợ này:

Khới lượng riêng của benzen: B = 780,87 (kg/m3) Khới lượng riêng của toluen : T = 776,88 (kg/m3)

Khới lượng riêng của dòng nhập liệu là: + = = 1,21.10-3

 = 776,95 (kg/m3)

Đợ nhớt của benzene: B = 0,24 .10-3 (N.s/m2) Đợ nhớt của toluene : T = 0,25. 10-3 (N.s/m2) logB = wlogB + (1 - w)logT

= 0,017.log (0,24.10-3) + (1- 0.017) log (0,25.10-3) Đợ nhớt của hỡn hợp: w = 0,25.10-3 (N.s/m2)

Hệ sớ dẫn nhiệt của benzene: B = 0,128 (W/m.đợ) Hệ sớ dẫn nhiệt của toluene : T = 0.116(W/m.đợ) Hệ sớ dẫn nhiệt hỡn hợp : w = 0,116 (W/m.đợ) Nhiệt dung riêng của benzene: CB = 2150,3 J/kg.0C Nhiệt dung riêng của toluene : CT = 2100,3 J/kg.0C Nhiệt dung riêng của hỡn hợp là:

Cw = CB. w + (1 - w). CT

Cw = 2150,3.0,017 + (1-0,017).2100,3 = 2101,2 J/kg.0C Sức căng bề mặt của benzene: 17,59.10-3 N/m

Sức căng bề mặt của toluene: 18,34.10-3 N/m

= 8,98.10-3 N/m

3.2 Hệ sớ cấp nhiệt của hơi nước đi ngoài ớng

n = 0,725.

Dùng phép lặp: chọn tw1 = 125oC

Nhiệt đợ trung bình của màng chất ngưng tụ: tm = .(tn – tw1) = 125,63 oC

Tại nhiệt đợ này thì:

Khới lượng riêng của nước: n = 939,6 kg/m3

Đợ nhớt của nước: n =0,225 x 10-3 m2/s

Hệ sớ dẫn nhiệt của nước: n =0,687 W/m.đợ n = 23150,7 W/m2.đợ

qt = qn = 28938,375 W/m

tw2 = tw1 - qt = 125 - 28938,375. 4,95.10-4 = 110,7 oC

W/m2.đợ

. (110,7 – 109,68) = 27936 W/m2

Kiểm tra sai sớ: 3,5% < 5%

Kết luận: chọn 0C và 0C

Vậy hệ sớ truyền nhiệt:

K = = 1742,2 W/m2.đợ (W/m2.đợ)

4. Bề mặt truyền nhiệt

F = 29,15 m2 5. Cấu tạo thiết bị

Sớ ớng truyền nhiệt n = 241 ớng.

Chiều dài ớng truyền nhiệt: L = 1,67 m Sớ ớng trên đường chéo: b = 17 ớng Bước ớng: t = 1,2= 0,03 m

Đường kính vỏ thiết bị: D = t(b-1) + 4 = 0,58 m

Tính bề dày thân trụ của tháp

CHƯƠNG 6: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG