M = 26,26 (kg/kmol)
A: hệ số phụ thuộc vào mức độ liờn kết của chất lỏng Với chất lỏng liờn kết cú A = 3,58.10 (Sổ tay I - 123) Với chất lỏng liờn kết cú A = 3,58.10 (Sổ tay I - 123) Suy ra:
λ = 291(W/m.độ) Vậy:
Pr = = 7,83
c. Tớnh hệ số cấp nhiệt về phớa dung dịch α (W/m.độ) Nu = α. Nu = α.
Mà chế độ chất lỏng là chảy xoỏy nờn: Nu = 0,021.ε.Re.Pr. (Sổ tay II-14)
ε : Hệ số hiệu chỉnh tớnh đến ảnh hưởng của tỷ số chiều dài và đường kớnh d của ống
Pr : Chuẩn số Prant của hỗn hợp lỏng tớnh theo nhiệt độ thành ống : Thể hiện ảnh hưởng của dũng nhiệt (đun núng hay làm nguội) Khi chờnh lệch giữa tường và dũng nhỏ thỡ ≈ 1 (theo Sổ tay II - 15) Do đú hệ số cấp nhiệt về phớa hỗn hợp lỏng:
α = 0,021. .ε.Re.Pr.
= 894,0975(W/m.độ)
d. Tớnh hệ số cấp nhiệt của hơi bóo hũa
Khi tốc độ hơi trong ống nhỏ (W < 10 m/s) và màng nước ngưng chuyển động dũng thỡ hệ số cấp nhiệt α của hơi nước bóo hũa đối với ống thẳng đứng
α = 2,04.A. (W/m.độ) (Sổ tay II - 28)
H: Chiều cao của ống trong thiết bị gia nhiệt, chọn H = 1,5 m
Δt = t - t : hiệu số nhiệt độ giữa nước ngưng (t) và nhiệt độ phớa thành ống tiếp xỳc (t)
Δt = t - t
Giả thiết Δt = 2,7C
r : Ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi bóo hũa ở t = 119,6C r = 526,964 (kcal/kg)=2206,29.10 r = 526,964 (kcal/kg)=2206,29.10
3
(J/kg)
A: Hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ màng nước ngưng t A = (Sổ tay II - 29) A = (Sổ tay II - 29) Với: t = 0,5.(t + t) Δt = t - t => t = t - Δt = 119,6 - 2,7 = 116,9C t = 0,5.(116,9 + 119,6) = 118,25C Suy ra: A = 179 + (118,25 - 100) = 187,213 (Theo Sổ tay II - 19) Do đú: α = 2,04.187,213. = 10375,647 (W/m.độ)
q = α.Δt = 10375,547.2,7 = 28014,247 (W/m )
e. Tớnh tổng trở thành ống Σ r
Σ r = r + r +
Chọn bề dày thành ống truyền nhiệt δ = 2 mm ( TTQT &TB1- 343)
λ : Hệ số dẫn nhiệt ở thành ống, λ = 16,3 (W.m.độ), đối với thộp X18H10T theo bảng XII.7 (II - 313)
r, r : Nhiệt trở lớp cặn do hơi nước tạo thành ở 2 phớa thành ống Với nước cú cặn bẩn: = = 2000 (kcal/m.h.độ) ( TTQT&TB1- 346) Với nước cú cặn bẩn: = = 2000 (kcal/m.h.độ) ( TTQT&TB1- 346)
r = r = = 4,31.10 (m.độ/W) Vậy:
Σ r = 2.4,31.10 + = 9,867.10
f. Tớnh hiệu số nhiệt độ giữa hai thành ống
Nhiệt lượng dẫn qua một m thành ống: q = Δt.
Δt = q.Σ r
Do quỏ trỡnh truyền nhiệt là ổn định nờn: q = q = 28014,247 (W/m)
Do đú: Δt = 28014,247.9,867.10 = 27,642C Lại cú: Δt = t - t ; t = 116,9C
t = 119,6 - 27,642 = 91,958C Mà: Δt = t - t
Với t là nhiệt độ hỗn hợp đầu đun núng trong ống: t = t - Δt = 119,6 – 67,44 = 52,16
Δt = 91,958 – 52,3 = 39,798C
g. Tớnh nhiệt lượng do thành ống cung cấp cho dung dịch
q = α.Δt = 35582,89 (W/m)
Xột =0,73> 0,05 (chấp nhận được)
q = = = 15798,5685 (W/m)
i. Xỏc định bề mặt ống truyền nhiệt.
Bề mặt ống truyền nhiệt của thiết bị gia nhiệt được xỏc định: F = Q là lượng nhiệt để đun núng hỗn hợp đầu đến nhiệt độ cần thiết
=> F = (m)
i. Tớnh số ống truyền nhiệt, chọn cỏch sắp xếp ống theo hỡnh 6 cạnh
n = = = 184,75
Ta chọn tổng số ống trong thiết bị là : 106 ống Theo bảng V.11 (Sổ tay II - 48)
Số hỡnh 6 cạnh là : 7; Số ống trờn đường xuyờn tõm của hỡnh 6 cạnh là: 13
j. Tớnh đường kớnh thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
D = t.(b -1) + 4d (m) (Sổ tay II - 49) Trong đú:
t : bước ống t = 1,2.d = 1,2.0,025 = 0,03 (m)d : đường kớnh ngoài của ống: d = 0,025 (m) d : đường kớnh ngoài của ống: d = 0,025 (m) Số ống trờn đường xuyờn tõm là: b = 11 => D = 0,03.(13 - 1) + 4.0,025 = 0,49(m)
KẾT LUẬN
Do đặc điểm của quỏ trỡnh chưng luyện là hệ số phõn bố thay đổi theo chiều cao của thỏp, đồng thời quỏ trỡnh truyền nhiệt diễn ra song song với quỏ trỡnh chuyển khối vỡ vậy làm cho quỏ trỡnh tớnh toỏn và thiết kế trở nờn phức tạp.
Một khú khăn nữa mà khi tớnh toỏn và thiết kế hệ thống chưng luyện luụn gặp phải là khụng cú cụng thức chung cho việc tớnh toỏn cỏc hệ số động học của quỏ trỡnh chưng luện hoặc cụng thức chưa phản ỏnh được đầy đủ cỏc tỏc dụng động học, cỏc hiệu ứng húa học, húa lý,… mà chủ yếu là cụng thức thực nhiệm và trong cỏc cụng thức tớnh toỏn thỡ phần lớn phải tớnh theo giỏ trị trung bỡnh, cỏc thụng số vật lý chủ yếu nội suy, nờn rất khú khăn cho việc tớnh toỏn chớnh xỏc.
Trong phạm vi khuụn khổ của đồ ỏn mụn học, do thời gian khụng cho phộp động thời do hạn chế về kiến thức lý thuyết cũng như thực tế sản suất và đõy cũng là lần đầu tiờn tiếp xỳc với đồ ỏn nờn tuy đó cố gắng tỡm tài liệu cũng như tra cứu cỏc số liệu, cố gắng hoàn thành bản đồ ỏn này nhưng vẫn khụng trỏnh khỏi những bỡ ngỡ, sai sút. Em kớnh mong sự giỳp đỡ và chỉ bảo của cỏc thầy cụ giỏo trong bộ mụn.
Qua bài đồ ỏn này em xin gửi lời cảm ơn chõn thành đến cỏc thầy cụ giỏo trong bộ mụn, đặc biệt là thầy Nguyễn Thế Hứu đó quan tõm, giỳp đỡ, chỉ bảo tận tỡnh giỳp em hoàn thành bài đồ ỏn, giỳp em hiểu rừ hơn về mụn học, phương phỏp thực hiện tớnh toỏn thiết kế, cỏch tra cứu số liệu, xử lý số liệu…
Em xin chõn thành cảm ơn.
Sinh viờn thực hiện Trần Thị Xoan