CHƢƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ
6.1. Tính toán thiết kế caloriphe
Với năng lƣợng cung cấp là hơi nƣớc bão hòa do đó ra sẽ thiết kế một caloriphe kiểu khí hơi ống cánh. Với nƣớc bão hòa ngƣng trong ống và TNS là không khí nóng chuyển động bên ngoài của các chùm ống nhận nhiệt để đạt đƣợc nhiệt độ yêu cầu,
6.1.1. Các thông số cơ bản yêu cầu để thiết kế caloriphe
Với yêu cầu của HTS cần nâng nhiệt độ của tác nhân sấy từ 30oC lên đến 90oC, do vậy để đảm bảo yêu cầu đặt ra ta chọn nhiệt độ của hơi bão hòa là t’ = 120oC.
Do đó:
Nhiệt độ ngƣng tụ là tN = 120oC
Áp suất ngƣng tụ là PN = 0,199 Mpa = 1,99 bar Công suất nhiệt của Caloriphe:
Qcaloriphe = q.W = 3086,21.625 = 1928881,25 kJ/h = 536 kW (trang 106,[6])
Coi hiệu suất của Caloriphe là 90% ( 10% tổn thất là kể đến bám bụi bẩn, vật liệu chế tạo lâu ngày bị ăn mòn....), do vậy công suất nhiệt mà hơi nƣớc cần truyền cho TNS là:
Qcaloriphe = 1,1. 536 = 589,6 kW Nhiệt ẩn ngƣng tụ của hơi nƣớc ở nhiệt độ ngƣng tN = 120oC là:
Lƣợng hơi vào caloriphe yêu cầu là:
(trang 106,[6])
6.1.2. Tính toán thiết kế caloriphe
6.1.2.1 Diện tích trao đổi nhiệt F của caloriphe
Chọn ống thép dẫn hơi có:
- Chiều dài ống: - Bƣớc ống ngang: - Bƣớc ống dọc: - Chọn cánh đƣợc làm bằng đồng có: - Hệ số dẫn nhiệt : - Đƣờng kính cánh - Chiều dày cánh: - Khoảng cách giữ 2 cánh: - Bƣớc cánh: - Chiều cao cánh: - Số cánh trên một ống : Ta có: ( ) ( ) Đƣờng kính xác định: √ √
Tốc độ của tác nhân sấy đi vào caloriphe: Tốc độ không khí tại khe hẹp của cánh:
Với nhiệt độ trung bình của không khí qua caloriphe:
. Ta tra ra đƣợc các thông số không khí nhƣ sau (Phụ lục VI ,[6])
kg/m2 , ,
( ) ( )
Hệ số trao đổi nhiệt đối lƣu của cánh: Hiệu suất cánh:
√ √
Suy ra:
Từ biểu đồ ( ), từ biểu đồ 2.31, trang 109, [12],ta tra ra đƣợc Hệ số trao đổi nhiệt đối lƣu tƣơng đƣơng:
( ) ( )
Hệ số làm cánh:
( ) ( )
Hệ số trao đổi nhiệt của hơi nƣớc trong ống:
: là độ chên lệch nhiệt độ giữa hơi ngƣng với nhiệt độ vách trong của ống, do rất lớn nên rất nhỏ. Ta giả thiết ( ta sẽ kiểm tra lại giải thiết này)
Với hơi nƣớc bão hòa ngƣng ở nhiệt độ
có các thông số vật lý của nƣớc ngƣng bão hòa nhƣ sau:
√
Ta có:
(trang218, [6])
Do đó có thể tính hệ số truyền nhiệt qua ống ứng với bề mặt không làm cánh F1 theo công thức tính hệ số truyền nhiệt qua vách phẳng
(trang 221, [6])
Kiểm tra lại tốc độ giả thiết: Mật độ dòng nhiệt truyền qua caloriphe:
(trang 221, [6])
Về nguyên tắc mật độ dòng nhiệt phải bằng mật độ dòng truyền nhiệt do hơi ngƣng . Do đó:
chênh lệch không nhiều nên giả thiết là hợp lý Diện tích bề mặt các ống: (trang 221, [6]) Số ống cần thiết: (trang 221, [6]) Chọn số hàng ống , khi đó số ống trên 1 hàng là: (trang 221, [6]) → Ta chọn 24 ống trên một hàng Tổng số ống của caloriphe: (trang 221, [6]) Kích thƣớc caloriphe: - Chiều rộng caloriphe: - Chiều dài caloriphe: - Chiều cao caloriphe: