1. Các đại lượng liên quan:
− Tổng lượng hơi thứ dùng đun nĩng W1= 6588 kg
− Trong khoảng thời gian τ1= 6570 giây
− Khối lượng dung dịch cần đun nĩng là G1= 6588 kg
− Nồng độ dung dịch là 8%
− Nhiệt độ vào của dung dịch t1’= 300C
− Nhiệt độ cuối của dung dịch t1’’=76,440C
− Nhiệt độ hơi thứ tht=82,50C
10. Lượng nhiệt cần thiết để đun nĩng đến nhiệt độ sơi:
Q1 =W1.(t1’’ - t1’)=(6588/6570)*4020,99*(76,44–30)=0,187.106 W Trong đĩ:
G1 = 6588 kg.
Ctb - nhiệt dung riêng của dung dịch: Lần
tính
A Phía dung dịch ∆tv Phía hơi ngưng
q1 Tht ∆t1 tv1 tv2 tstb ∆t2 q2 1 163.08 5598 68.3 0.3 68.00 4.20 63.8 63 0.80 523 3060 16962 652 412 4.9% 2 163.09 5393 68.3 0.31 68.02 4.04 64.0 63 0.97 617 3005 17175 635 405 3.9% 3 163.09 5235 68.3 0.30 68.03 3.93 64.1 63 1.10 685 2960 17346 622 400 3.3% 4 163.09 5104 68.3 0.29 68.04 3.83 64.2 63 1.21 739 2922 17493 611 395 3% 5 163.09 4991 68.3 0.28 68.05 3.74 64.3 63 1.30 784 2888 17625 601 391 2.7% 6 163.10 4890 68.3 0.28 68.05 3.67 64.4 63 1.39 822 2856 17745 593 388 2.5% 7 163.10 4799 68.3 0.27 68.06 3.60 64.5 63 1.46 855 2827 17857 585 384 2.3% 8 163.10 4716 68.3 0.26 68.07 3.54 64.5 63 1.53 885 2800 17962 578 381 2.2% 9 163.10 4639 68.3 0.26 68.07 3.48 64.6 63 1.59 911 2775 18060 571 379 2% 10 163.10 4568 68.3 0.25 68.08 3.43 64.7 63 1.65 934 2751 18154 565 376 1.9%
Ở t = 30oC, x = 8% thì
C1 = 4190 - ( 2514 - 7,542* 30 )*0,08 =4006,98 J/kgoK Ở t = 76,44 oC, x = 8% thì
C2 = 4190 - ( 2514 - 7,542*76,44 )*0,08 = 4035,0 J/kgoK Nên Ctb = (4006,98+ 4035,0 ) / 2 = 4020,99 J/kgoK
3. Lượng nhiệt hơi thứ cung cấp cho quá trình đun nĩng (Q2 ):
Theo cơng thức 4.5a, VD và BT T10, tr182:
Q1’ = W1*r =6588*2325.103 =15,371 .109 J Trong đĩ:
W1- Tổng lượng hơi thứ dùng đun nĩng, W1= 6588 kg r - ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi đốt ở áp suất là 0,41j at. Tra bảng 57, VD và BT T10, trang 443: r = 2325.103 J/kg
4. Tính tốn:
Quá trình đun trao đổi nhiệt ngược chiều.
23, , 19 ) 44 , 76 81 ( ) 30 81 ( ln ) 44 , 76 81 ( ) 30 81 ( log = − − − − − = ∆t Q1 =K.F.∆tlog⇒ F = Q1/( K. ∆tlog)=0,187.106/(419.19,23)= 23,2 m2
Số ống truyền nhiệt cần thiết là:
n = F/(π*dt*H)= 23,2/(π.0,025.2)=147,6 Chọn 149 ống.
Bố trí ống ở đỉnh tam giác tạo thành hình lục giác đều Theo cơng thức V140, trang 66, tập 5:
Dd = s*( b – 1 ) + 4*do
Trong đĩ:
do – đường kính ngồi ống truyền nhiệt, chọn do = 25m s – bước ống, s = β.do= 1,3.25=32,5
Dd- đường kính thiết bị, chọn
⇒ b = ( Dd – 4*do )/s + 1 = (500 - 4*25) / 32,5 + 1 = 13,3 Chọn b = 13
Tổng số ống trong thiết bị là: 169 ống Diện tích bề mặt truyền nhiệt là:
F = n*π*dt*H = 169*π*0,025*2 = 26,55 m2 (thỏa) Như vậy:
− Đường kính thiết bị truyền nhiệt là 500 mm.