Bảng 13: Tính truyền nhiệt phần trên lớp sơi T
2.3.6. Tính tốn phần cụm ống 1.
Trong Bao hơi thực chất là bộ trao đổi nhiệt kiểu ống lửa, khí đi trong nước bao ngồi. Trong cả 3 cụm ống đều cĩ cách tính như sau:
Giả thiết nhiệt độ ra khỏi cụm ống: θ”co1, oC.
Nhiệt độ trung bình của khĩi trong cụm ống: θtb = (θ’co1 + θ”co1)/2, oC. Từ nhiệt độ trung bình ta xác định được các thơng số của khĩi:
Độ nhớt động học của khĩi υkhoi, m2/s.
Hệ số dẫn nhiệt của khĩi λkhĩi, W/moC.
Hằng số Prant: Pr.
Tốc độ của khĩi cĩ thể được xác định theo cơng thức sau: kh tt tb khoi kh tt tb khoi 2 V .B .(1+ /273) =V .B .(1+ /273)/F . . / 4 n d , m/s. Trong đĩ: n - số ống lửa bố trí trong cụm ống.
d - đường kính trong của ống lửa, m.
Sau đĩ ta cĩ thể xác định được hệ số tản nhiệt đối lưu theo cơng thức sau: 0,85 0,4 khoi 1 dl l d . 0,023. = . d .Pr .C .C d , W/m2 oC.
Hệ số tính đến ảnh hưởng của đường kính và chiều dài ống Cl, Cd. Đối với cụm ống phía sau này ta cĩ thể bỏ qua lượng nhiệt trao đổi bực xạ, vì nĩ rât nhỏ và phần này nhận nhiệt đối lưu là chủ yếu.
Hệ số trao đổi nhiệt bức xạ cĩ thể được tính theo cơng thức:
-8 3 4
bx=5,67.10 .(a +1)/2.T *(1-(T /T ) /(1-T /T ))*ab co1 vo1 co1 vo1 co1 kh
, [W/m2.K].
Các đại lượng trong cơng thức trên được xác định nhờ các cơng thức trong tài liệu thiết kế lị hơi (Th.S Mai Thanh Hà Huế, Giáo sư Nguyễn Sĩ Mão).
Sau khi tính được hệ số tản nhiệt bực xạ và hệ số tản nhiệt đối lưu, ta tính được hệ số tản nhiệt của cụm ống k, W/m2K.
Suy ra lượng nhiệt truyền cho cụm ống: Qco1 = k.H.Δθ/Btt, kW. Entanpy khĩi ra khỏi cụm ống 1: I”co1 = I’co1 – Qco1, kW.
Tra bảng Entanpy ta cĩ được nhiệt độ khĩi ra khỏi cụm ống: θ”tco1, oC. Độ chênh nhiệt độ phải đảm bảo nhỏ hơn 0,5%. Nếu lớn hơn ta phải tiến hành chọn lại nhiệt độ giả thiết lúc ban đầu.
Bảng 14: Tính truyền nhiệt phần cụm ống thứ 1
TT Tên Kí
Hiệu Đơn vị Cơng thức
Kết quả
100% 50% 75% 125%
1 Nhiệt độ khĩi sau cụm
ống 1 θ"co1
o
C giả thiết 305 263 291 343
2 Entanpy khĩi vào cụm
ống 1 I'co1 kJ/kg I'co1 = I"tls+Δα*I l
kk 4248.9 2763.9 3644.0 4688.6 3 Nhiệt độ khĩi trung
bình t tb co1 oC 0,5*( θ"tls+θ"co1) 444.6 324.0 397.0 493.1 4 Độ nhớt động học của khĩi ν1 m 2
/s tra bảng 6.75E-5 4.81E-5 5.95E-5 7.62E-5
5 Hệ số dẫn nhiệt của
khĩi λ1 W/m.
o
C tra bảng 0.061 0.050 0.057 0.065
7 Tiết diện khĩi đi qua
ống F
khĩi
1 m2 n1*Л*d2trong/4 0.104 0.104 0.104 0.104
8 Tốc độ khĩi ωkh m/s Vkh*Btt *(1+ttbco1/273)/ Fkhĩi1 17.3 7.5 10.5 20.0 9 Nhiệt độ tuyệt đối của
khĩi T
tb
co1 K ttbco1+273 717.6 597.0 670.0 766.1 10 Nhiệt độ tuyệt đối của
các vách ống T vách
co1 K tbh+50+273 503 503 503 503
11 Hệ số tản nhiệt đối lưu αDLco1 W/m2.oC 0.023*λ1/dtrong*(
ωkh*dtrong/ν1)0.85*Pr0.4* Cl*Cd 68.4 36.7 46.1 74.9 12 Hệ số làm yếu bức xạ của khí Kkh cm 2 /kg.m 0.1*((7.8+16*rH2O)/3.16/ (rp*s*p)0.5-1)* (1-0.37* 0.001*(ttbco1+273)) 5.3 5.5 5.4 5.0
13 Khối lượng riêng của
khĩi Gkh kg/kg 1-0.01*A
lv
+1.306*α*Vokhoi 7.1 7.1 7.1 7.1 14 Nồng độ tro trong khĩi mtro kg/kg 0.01*Alv*0.85/Gkhoi 0.020 0.020 0.020 0.020 15 Hệ số làm yếu bức xạ
của các hạt tro Ktro cm 2
/kg.m 4300*mtro/((t tb
co1+273)2*
16 Tích số Kps Kps cm2/kg.m (Ktro+Kkh)*p*s;(s=dt,p=0.1M
Pa) 0.491 0.522 0.506 0.469
17 Độ đen của khĩi akh - 1-e-Kps 0.388 0.407 0.397 0.374
18 Hệ số tản nhiệt bức xạ αbx W/m2.K 5.67*10 -8
*(ab+1)/2*T3co1*(1-
(Tvo1/Tco1)4/(1-Tvo1/Tco1)*akh 18.6 13.9 16.7 20.4 19 Hệ số tản nhiệt phía
khĩi α1 W/m
2
.K ξ*(abx+αDLco1) 86.9 50.6 62.8 95.3 20 Hệ số truyền nhiệt k W/m2.K ψ*α1,ψ=0.7 60.9 35.4 44.0 66.7
21 Diện tích trao đổi nhiệt H1 m2 thiết kế 17 17 17 17
22 Nhiệt lượng truyền cho
cụm ống 1 Q1 kJ/kg k*H1*Δt/1000/Btt 2014.9 853.0 1508.7 2164.3 23 Entanpy khĩi ra khỏi
cum ống 1 I"co1 kJ/kg I"tls- Q1 2210.5 1887.4 2111.8 2500.7 24 Nhiệt độ khĩi ra khỏi
cụm ống 1 θ"co1
o