Qxq2=0,05× Dđ×rđ (IX.162, trang 198, [3]) (5-14) Tại t1=130oC ta có rđ=2175,063 (kJ.kg) (tra bảng I.212, trang 254, [2])
Suy ra: Dđ=λ1Q−0,05.ry+Qw−QR−QF đ−Cnt2.tnt2= 4093,914 ( kg/h) QD2=Dđ.λ2=4093,914×2740=11217324 (kJ/h) QNt2=Dđ.Cnt2.tnt2=4093,914×4,2634×130=2269019,083 (kJ/h) Qxq2=0,05.Dđ.rđ=0,05×4093,914×2175,063=445226,0433 (kJ/h) 4.1.1. Thiết bị phụ 4.1.2. Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh
Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ - ống loại TH đặt nằm ngang
Ống truyền nhiệt làm bằng inox SUS 304, kích thước ống 25 x 2, chiều dài ống L = 2 (m)
Chọn nước làm lạnh đi trong ống với nhiệt độ đầu t1 = 25 oC và nhiệt độ cuối t2 = 80 oC
Nhiệt độ trung bình trong thiết bị ngưng tụ hồi lưu: ttdD= 52.5 oC
Các tính chất lý học của nước được tra ở tài liệu tham khảo [2] ứng với nhiệt độ trung bình ttdD= 52.5 oC:
- Nhiệt dung riêng: CN = 4,184 kJ/kg.độ - Khối lượng riêng: ρN=987.262kg/m3 - Độ nhớt động học: μN=0,527N.s/m2 - Hệ số dẫn nhiệt: N = 0.653 W/m.K
4.1.2.1.Suất lượng nước cần dùng để ngưng tụ sản phẩm đỉnh:
(IX.165, trang 198, [3]) (5-15) Tra bảng I.212, trang 254, [2] ở tD=117,717 oC ta được rD=2198,71 (kJ/kg)
⇒GN=GD.(Rx+1).rD CN.(t2−t1) =
1684,7.(1,5+1).2208,5
4,167.(65−30) =40241,7 (kg/h)
⇒GN=11,178 (kg/s)
Nhiệt lượng dùng để ngưng tụ sản phẩm đỉnh:
QntD=GN.CN.(t2−t1)=40241,7×4,184×(80−25)=9260422,075 (kJ/h)
4.1.2.2.Xác định bề mặt truyền nhiệt
Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt
Với:
- : hệ số truyền nhiệt
- : nhiệt độ trung bình logarit
Xác định :
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:
∆ tlog=Δt1−Δt2 ln Δt1 Δt2 =(117,717−25)−(117,717−80) ln(117,717−25) (117,717−80) =61.149(℃)(V.8,trang5,[3]) Xác định hệ số truyền nhiệt K: (W/m2.độ) (V.5, trang 4, [3]) (5-17) Với:
- : hệ số cấp nhiệt của nước trong ống (W/m.độ) - : hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ (W/m.độ) - : nhiệt trở của thành ống và lớp cáu
4.1.2.3.Xác định hệ số cấp nhiệt của nước trong ống
Chọn vận tốc nước đi trong ống: vN=0.32 m/s Số ống trong một đường nước:
n=GN ρN .π .d4v2.vN= 17,716 987.262.π.0,02742.0,32≈62(ống) Chuẩn số Reynolds: ℜN¿vN.dv. ρN μN =0,32×0,5270,027××10987,262−3 =16185,9>104 (chế độ chảy rối) Công thức xác định chuẩn số Nusselt:
(V.40, trang 14, [3]) (5-18) Trong đó: