3. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
3.2.2. Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ:
q1 = α1. ∆t1
= 8220. 3,9 = 32058 (W/m2)
3.2.3.Hệ số cấp nhiệt về phía hỗn hợp chảy xoáy
Theo công thức V.40 [2-14] có: Nu = 0,021. ε1. Re0,8. Pr0,43. (Pr
Prt)0,25
Trong đó:
+ Prt là chuẩn số Pran của hỗn hợp lỏng tính theo nhiệt độ trung bình của tường + ε1 là hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng của tỉ số giữa chiều dài l và đường
kính d của ống. + Tỉ số Pr
Prt thể hiện ảnh hưởng của dòng nhiệt (đun nóng hay làm nguội). Khi chênh lệch nhiệt độ giữa tường và dòng nhỏ thì (Pr
Prt)0,25 ≈ 1 [3 – 15]
a, Tính chuẩn số Pr
Pr = Cp. μ
λ [ 3 – 12 – V.35] Trong đó:
+ Cp là nhiệt dung riêng đẳng áp của hỗn hợp đầu tại t2tb = 79,89 ℃. + μ là độ nhớt động lực của hỗn hợp ở t2tb = 79,89 ℃.
+ λ: Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch - Độ nhớt.
Chọn chất lỏng tiêu chuẩn là nước, t1 = 20oC; t2 = 30 oC Tra bảng I.107 [1-100] và nội suy ta có:
t1 = 20oC, x = 5% → μ11 = 0,98. 10−3 [N.s/m2] t2 = 30oC, x = 5% → μ21 = 0,8. 10−3[N.s/m2]
64 Tra bảng I.102 [1-94] và nội suy ta có:
μ11 = 0,98. 10−3 [N.s/m2] → θ11= 21,05 oC μ21 = 0,8. 10−3[N.s/m2] → θ21= 30,04 oC
Tại ts1 = 116,04 oC, dung dịch có độ nhớt là μdd1 tương ứng với đột nhớt của nước có nhiệt độ là θ31:
20 − 30 21,05 − 30,04=
30 − 116,04
30,04 − 𝜃31 => 𝜃31 = 107,39℃
Tra bảng I.102 [1-95] và nội suy với θ31 = 105,07 oC ta được μdd1 = 0,2632. 10-3 [N.s/m2]
- Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch xác định theo công thức
λ = A. Cp. ρ. √ρ M
3
(W/m2. độ) [2 – 123 – I.32] Trong đó
+ Cp là nhiệt dung riêng đẳng áp của hỗn hợp đầu tại ttb = 79,89 ℃. Đã tính được Cp = 3976,7 (J/kg. độ)
+ ρ là khối lượng riêng của hỗn hợp lỏng ρ = 1000,125 (kg/m3) [bảng I.46-1-42] + M là khối lượng mol trung bình của hỗn hợp đầu
M = MKNO3. NKNO3 + MH2O. NH2O = 101. NKNO3 + 18. (1 – NKNO3) NKNO3: Phần mol của KNO3 trong dung dịch
𝑁𝐾𝑁𝑂3(1) = 𝑥1 𝑀𝐾𝑁𝑂3 𝑥1 𝑀𝐾𝑁𝑂3+ 1 − 𝑥1 𝑀𝐻2𝑂 = 0,05 101 0,05 101 + 1 − 0,05 18 = 0,0093
Thay vào công thức trên ta có:
M1= 101.0,0093+ 18. (1-0,0093) = 18,77
+ A là hệ số phụ thuộc vào mức độ liên kết của chất lỏng. A = 3,58. 10-8 [2 – 123] Thay số λ = 3,58. 10-8. 3976,7. 1000,125. √1000,125 18,77 3 = 0,536 (W/m2. độ) Do đó: Pr = 3976,7. 0,2632.10 −3 0,536 = 1,95