Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt để tính lượng hơi đố tD và lượng hơi thứ W

Một phần của tài liệu ĐỒ án môn học đề tài THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị cô đặc HAI nồi XUÔI CHIỀU BUỒNG đốt NGOÀI làm VIỆC LIÊN tục cô đặc DUNG DỊCH KNO3 (Trang 26 - 30)

hơi thứ Wi ở từng nồi

9.1.Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng

Trong đó:

- D: Lượng hơi đốt đi vào nồi 1

- Co, C1, C2: nhiệt dung riêng của dung dịch ban đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, 2

- tso, ts1, ts2: nhiệt độ sôi của dung dịch đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi 2 -𝜌1, 𝜌2: nhiệt độ nước ngưng ở nồi 1, nồi 2

- Qm1, Qm2: nhiệt lượng mất mát ở nồi 1, nồi 2 (bằng 5% lượng nhiệt tiêu tốn để bốc hơi ở từng nồi)

9.2. Xác định nhiệt dung riêng của dung dịch ở các nồi.

Với dung dịch loãng (x < 20%), ta sử dụng công thức: C= 4186. (1-x) [1-152]

Dung dịch đầu có nồng độ 5%:

Co = 4186 × (1 − 0,05) = 3976,7 (J/Kg. độ) Dung dịch ra khỏi nồi 1 có nồng độ 8,11%:

C1 = 4186 × (1 − 0,0811) = 3846,52 (J/Kg. độ) Với dung dịch đặc (x>20%), ta dùng công thức:

C= Cht.x + 4185(1-x) [-1152] Trong đó Cht tính theo công thức:

M.Cht = n1c1 + n2c2 + n3c3 [1-152]

Tra bảng I.141 [1-152], ta có nhiệt dung nguyên tử của các nguyên tố: CK = 26000 J/Kg nguyên tử.độ

CN = 26000 J/Kg nguyên tử.độ CO= 16800 J/Kg nguyên tử.độ

Thay số ta đc: Cht KNO3= 26000.1+26000.1+16800.3= 1013,86 (J/kg.độ)

101

Dung dịch ra khỏi nồi 2 có nồng độ 23%:

C2 = 0,23 × 1013,86 + 4186 × (1 − 0,23) = 3456,41 (J/kg. độ)

 Các thông số của nước ngưng:

Nhiệt độ của nước ngưng (lấy bằng nhiệt độ hơi đốt trong nồi cô đặc): θ1 = T1 = 151,1 oC; θ2 = T2 = 111,37 oC

Tra bảng I.249 [1-249] và nội suy ta có:

Cnc1 = 4299,84 J/Kg.độ ; Cnc2 = 4224,03 J/Kg.độ

Nhiệt độ sôi của dung dịch đi vào các nồi

tso: Nhiệt độ sôi của dung dịch đi vào nồi 1, oC ts1: Nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 1, oC ts2: Nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 2, oC tso = ts1=116,04 oC

ts2=75,02 oC

Với nồi cô đặc 1:

Lượng nhiệt đi vào nồi: Dung dịch đầu GđCotso; Hơi đốt D.i1

Lượng nhiệt đi ra nồi:

Sản phẩm mang ra (Gđ -W1). C1. ts1; Hơi thứ W1.i1;

Nước ngưng D. Cnc1. θ1 ;

Tổn thất Qm1 = 0,05D. (i1- Cnc1θ1)

Ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 1:

𝐷. 𝑖1 + 𝐺đ . 𝐶o.𝑡𝑠0 = 𝑊1 .𝑖1 ′ + (𝐺đ − 𝑊1 ). 𝐶1 .𝑡𝑠1 + 𝐷. 𝐶𝑛𝑐1 . 𝜌1 + 𝑄𝑚1

Với nồi cô đặc 2:

Lượng nhiệt đi vào nồi:

Dung dịch đầu: G1.C1.ts1; Hơi đốt: W1i2

Lượng nhiệt đi ra nồi:

Sản phẩm mang ra: (Gđ -W1-W2).C2.ts2; Hơi thứ : W2.i2’; Nước ngưng: W.Cnc2.θ2; Tổn thất: Qm2 = 0,05.W1.(i2- Cnc2θ2) Ta có hệ phương trình: D. i1 + Gđ . Co. ts0 = W1 . i1′ + (Gđ − W1 ). C1. ts1 + D. Cnc1. θ1 + Qm1 {W1. θ2 + (Gđ − W1). C1. ts1 = W2. i2 + (Gđ − W1 − W2). C2. ts2 + W1. Cnc2 . θ2 + Qm2 W1 + W2 = W W1 = W. (i2 ′ − C2. ts2 ) + Gđ. (C2. ts2 − C1. ts1) 0,95(i2 − Cnc2. θ2 ) + (i2 ′ − C1. ts1) W1. (i1 ′ − C1. ts1 ) + Gđ. (C1. ts1 − C0. ts0) D = 0,95. (i1 − Cnc1 . θ1) { W2 = W − W1 W1 = D = { 8452,17. (2608444 − 3456,41 .75,02) + 10800. ( 3456,41 .75,02 − 3846,52 .116,04 ) 0,95(2699667 − 4224,03 . 111,37) + (2608444 − 3846,52 .116,04 ) W1 (2699787 − 3846,52 .116,04 ) + 10800(3846,52 .116,04 − 3976,7 .116,04) 0,95(2754000 − 4299,84 . 151,1) W2 = 8452,17 − W1

W1 = 4167,02 (kg/h) {W2 = 4285,15 (kg/h) D = 4615,61 (kg/h)

Với nồi cô đặc 1:

Với nồi cô đặc 2:

𝜌1 = 𝜌2 = 4167,02 − 4143,22 = 0,57% 4243,22 4308,95 − 4285,15 = 0,55% 4243,22

Bảng 3: Lượng hơi thứ bốc ra ở từng nồi và sai số so với giả thiết Nồi C [J/kg.độ] Cnc [J/kg.độ] Θ [oC] W, [kg/h] Sai số % Giả thiết Tính toán

1 3846,52 4299,84 151,1 4143,22 4167,02 0,57 2 3456,41 4221,86 111,37 4308,95 4285,15 0,55

Một phần của tài liệu ĐỒ án môn học đề tài THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị cô đặc HAI nồi XUÔI CHIỀU BUỒNG đốt NGOÀI làm VIỆC LIÊN tục cô đặc DUNG DỊCH KNO3 (Trang 26 - 30)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(109 trang)