4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
4.2.3. Tính toán nhiệt cho nồi hấp
Xác định hệ số tỏa nhiệt từ màng ngưng hơi nước đến thành trong của nồi hấp. Nhiệt độ vách thành trong của hộp:
tw = 99 oC (chọn). Nhiệt độ hơi bão hòa:
ts = 100 oC (chọn).
Nhiệt độ của màng nước ngưng:
𝑡𝑚 = (𝑡𝑠+ 𝑡𝑤)/2
𝑡𝑚 = (100 + 99)/2 = 99.5°𝐶
Tra bảng thông số vật lí của nước trên đường bão hòa tại tm = 99,5oC Ta được :
p = 958,5 kg/m^3 λ = 0,683 W/mK v = 0,296.10-6 m2
Nhiệt ẩn hóa tra theo hơi bão hòa ts = 100 oC là r = 2256,8 kJ/kg (bảng nước và hơi nước bảo hòa theo nhiệt độ).
Xác định đường kính tương đương của hộp : c b h dtđ 2. 2. (m) Trong đó: h là chiều cao hộp hấp. h = 0,1 m b là chiều rộng hộp hấp. b = 0,5 m c là cạnh nghiên hộp hấp. c = 0,288 m
Thế số vào công thức, ta được : dtđ =2𝑥0.1+0.5+2.0.288
32
Xem nồi hấp như ống nằm ngang với đường kính là 𝑑𝑡đ = 0.4 (m) thì hệ số tỏa nhiệt 𝛼1 được xác định theo công thức sau :
𝛼1 = 0.72√ 𝜌. 𝑔. 𝑟. 𝜆 3 𝑣. đ(𝑡𝑠− 𝑡𝑤) 4 𝛼1 = 0.72√958,5 . 9,81 . 2256800 . 0,683 3 0,296. 10−6. 0.4. (100 − 90) 4 = 6259
Nhiệt lượng do hơi cấp truyền qua nồi hấp.
𝑞 = 𝛼1. (𝑡𝑠− 𝑡𝑤)
𝑞 = 6259. (100 − 99) = 6259 W/𝑚2
Trong đó:
α1 là hệ số tỏa nhiệt. ts là nhiệt độ hơi bảo hòa.
tw là nhiệt độ vách thành trong hộp.
Xác định hệ số tỏa nhiệt từ vách nồi hấp đến môi trường xunh quanh.
𝛼2 = 𝑞
𝑡𝑤2− 𝑡𝑓
𝛼2 = 6259
95−25 = 89 W/𝑚2.K Trong đó:
𝑡𝑤2: Nhiệt độ thành ngoài của nồi hấp.
𝑡𝑓: Nhiệt độ môi trường bênh ngoài nồi hấp. Xác định hệ số truyền nhiệt k. Lớp cách nhiệt thành nồi hấp: Vật liệu SUS 304 Chiều dày δ1=1,5 mm Hệ số dẫn nhiệt λ1= 47,0 W/m.K 𝑘 = 1 1 𝛼1+ 𝛿1 𝜆1+ 1 𝛼2 = 87 W/𝑚2.K Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt.
33
Trong đó:
L1 là chiều dài nồi hấp thứ nhất.
L1 = 0.6 m
L2 là chiều dài nồ hấp thứ hai.
L2= 3 m
L1+L2 = 3,6 (m)
F = (2.0,1 + 2.0,288 + 0.5).3,6 + 4.3,14.0,42 = 6,6 (𝑚2) Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh.
𝑄𝑚𝑡 = 𝑘 . 𝐹. (𝑡𝑠− 𝑡𝑓)
𝑄𝑚𝑡 = 87.6,6. (100 − 25) = 43065 (W)
k là hệ số truyền nhiệt. ts là nhiệt độ hơi bảo hòa.
𝑡𝑓 là nhiệt độ môi trường bênh ngoài nồi hấp. Xác định nhiệt lượng có ích.
𝑄𝑐𝑖 = 𝐺𝑏. 𝐶𝑏(𝑡𝑏1− 𝑡𝑏0) (W) Trong đó:
𝐺𝑏(kg/s) - Lưu lượng khối lượng bột:
Gb = 1000.0.1.1,7
3600 = 0,047 kg/s Nhiệt dung riêng của bột:
𝐶𝑏 = 3652 J/kg.K Nhiệt độ hấp chín bột:
𝑡𝑏1 = 100 ℃
Nhiệt độ đầu vào của bột:
𝑡𝑏0 = 25 ℃ Thay số ta có :
34
Xác định lượng hơi nước tiêu hao trong một giờ. Từ phương trình cân bằng nhiệt:
𝑄𝑐𝑏 = 𝑄𝑐𝑖+ 𝑄𝑚𝑡 = 𝐺ℎ. 𝑟 (W) Trong đó:
r: Nhiệt ẩn hóa của hơi bảo hòa khô ở 100𝑜
r = 2257 (KJ/Kg) => 𝐺ℎ =𝑄𝑐𝑖+𝑄𝑚𝑡
𝑟 = [12873+43065
2257.1000 ] . 3600 = 89,2 (Kg/h) Giả sử hiệu suất sử dụng nhiệt của thiết bị hấp là 80%, khi đó:
𝐺ℎ =89,2
0.8 = 111,5 (Kg/h)