: nhiệt lượng tổn thất ra môi trường của toàn tháp
5.3.5. Thiết bị gia nhiệt nhập liệu
Chọn thiết bị gia nhiệt nhập liệu là thiết bị truyền nhiệt dạng ống lồng ống. Ống truyền nhiệt được làm bằng inox SUS 304, kích thước ống trong 25 x 2, kích thước ống ngồi 38 x 2.
Dịng nhập liệu đi trong ống 25 x 2 với nhiệt độ đầu t”F = 60,827 oC, nhiệt độ cuối oC.
Chọn hơi đốt là hơi nước bảo hòa ở 1,6 at, đi trong ống 38 x 2 có oC, ẩn nhiệt ngưng tụ: (kJ.kg-1)
Ứng với nhiệt độ trung bình oC ta có
- Nhiệt dung riêng: (kJ.kg-1.độ) (I.147, trang 156, [6]), (I.147, trang 156, [6]) - Khối lượng riêng: (kg.m-3 ) (bảng I.2, trang 9, [6]), (I.5, trang 11, [6])
- Độ nhớt động học: (N.s.m-2) (bảng I.101, trang 91, [6]), (I.102, trang 94, [6]) - Hệ số dẫn nhiệt: (W/m.độ) (bảng I.130, trang 134, [6]), (I.129, trang 133, [6])
5.3.5.1. Suất lượng hơi nước cần dùng:
= 852,5923996 (kg.h-1) = 0.237 (kg.s-1) Lượng nhiệt cần tải:
(kJ.h-1)
Suất lượng hơi nước cần dùng:
(Kg.h-1)
5.3.5.2. Xác định bề mặt tuyền nhiệt
(V.1, trang 3, [7])
Xác định :
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều nên:
Xác định hệ số truyền nhiệt K:
Hệ số truyền nhiệt K được tính theo cơng thức:
(W.m-2.độ) (V.5, trang 4, [7]) Với:
- : hệ số cấp nhiệt của dòng nhập liệu trong ống (W.m-2.độ)
- : hệ số cấp nhiệt của dòng sản phẩm đáy đi trong ống ngoài (W.m-2.độ) - : nhiệt trở của thành ống và lớp cáu
5.3.5.3. Hệ số cấp nhiệt của dòng nhập liệu ở ống trong
Vận tốc của dịng nhập liệu đi trong ống:
(m.s-1) Chuẩn số Reynolds:
Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh => (chế độ chảy rối) Chuẩn số Nusselt: (V.40, trang 14, [7]) (5- 51) Trong đó:
- : hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào và tỷ lệ chiều dài với đường kính ống
, nên chọn (bảng V.2, trang 15, [7])
- : Chuẩn số Prandlt của dòng nhập liệu ở 45,413 oC nên:
(V.35, trang 12, [7]) (5-52)
- : chuẩn số Prandlt của dịng nhập liệu tính theo nhiệt độ trung bình của vách
Suy ra:
Hệ số cấp nhiệt của dòng nhập liệu:
(5-53) Nhiệt tải phía dịng nhập liệu:
(5-54) Với tw2: nhiệt độ của vách tiếp xúc với dòng nhập liệu.
Nhiệt tải qua thành ống nhỏ và lớp cặn bẩn:
(5-55)
- Bề dày thành ống: mm
- Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: (W.m-2.độ) (XII.7, trang 313, [7])
- Nhiệt trở của lớp bẩn ở tường với hơi nước sạch: (m2.độ.W-1)
- Nhiệt trở của lớp cáu phía nhập liệu: (m2.độ.W-1)
(m2.độ.W-1 ) Vậy:
W.m-2 (5-56)
5.3.5.4. Hệ số cấp nhiệt của hơi nước:
Đường kính tương đương:
(m) Hệ số cấp nhiệt của hơi nước được tính theo cơng thức:
Nhiệt tải phía hơi nước:
(5-57) Chọn oC, các tính chất lý học của nhập liệu được tra ở tài liệu tham khảo [6] ứng với nhiệt độ tw2:
- Nhiệt dung riêng (bảng I.154, trang 172, [6] ]), (I.147, trang 156, [6]): (kJ.kg- 1.độ)
- Khối lượng riêng (bảng I.2, trang 9, [6]), (I.5, trang 11, [6]): (kg.m-3)
- Độ nhớt động học (bảng I.101, trang 91, [6]), (I.102, trang 94, [6]): (N.s.m-2) - Hệ số dẫn nhiệt (bảng I.130, trang 134, [6]), (I.129, trang 133, [6])
Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh Khi đó: (V.35, trang 12, [7]) Từ (5-54) và (5-56) ta có: (W.m-2) oC
Tra bảng V.101, trang 29, [7] ta được Từ (5-57) ta có:
(W.m-2) Kiểm tra sai số:
=> (thỏa điều kiện) Vậy oC và oC Khi đó: (W.m-2.độ)
(W.m-2.độ) Nên:
(W.m-2.độ) Bề mặt truyền nhiệt trung bình:
(m2) Chiều dài ống truyền nhiệt:
Chọn m (dự trữ khoảng 35%) Kiểm tra:
Vậy thiết bị gia nhiệt là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống với chiều dài ống truyền nhiệt m. Chia thành 3 dãy mỗi dãy dài 1 m.
Bảng 5-17: Tóm tắt thơng số thiết bị gia nhiệt nhập liệu
Thơng số Kí hiệu Giá trị
Loại thiết bị Ống lồng ống
Đường kính ngồi của ống dng 38 mm
Bề dày ống ngồi 2 mm Đường kính ống trong dtr 25 mm Bề dày ống trong 2 mm Chiều dài ống L 1 m Số dãy ống N 3 dãy Hệ số truyền nhiệt K 1095,645 (W.m-2.độ)
Bề mặt truyền nhiệt trung bình Ftb 0,05 m2