Ở tR=78,2 oC:
Tra bảng I.154, trang 172, [1] ⇒CR=3193,975 J.kg-1.độ-1 Tra bảng I.147, trang 165, [1] ⇒CN=4198 J.kg-1.độ-1
CR=xD.CR+(1−xD).CNCR=0,95.3193,975+(1−0,95).4198=3244,176(J.k g-1. C❑o -1)
Suy ra:
QR=42,696.7,202.1,714 .3244,176 .78,2=133709,506(kJ.h-1)
Qy: nhiệt lượng do dịng hơi mang ra khỏi đỉnh tháp
Qy=D .(1+Rt h). λD (IX.159, [2]) (5-11)
Với λD: nhiệt lượng riêng của hơi rượu ở đỉnh tháp (J.kg-1).
λD=λR. y¿D+λN.(1−y¿D) Ở tD=78,2oC:
Tra bảng I.154, trang 172, [1] ⇒CR=3193,975 J.kg-1.độ-1 Tra bảng I.212, trang 254, [1] ⇒rR=848,748 kJ.kg-1 Ta cĩ:
λR=rR+CR.tR=848,748+3193,975.78,2=1098,517 (kJ.kg-1)
y¿D: phân khối lượng của dịng hơi ra khỏi đỉnh tháp
y¿D= 0,885.46
0,885.46+(1−0,885).18=0,952
Tra bảng I.250, trang 312, [2] ta cĩ λN=2641,12 kJ.kg-1
Suy ra: λD=1098,517.0,952+2641,12.(1−0,952)=1172,562 (kJ.kg-1)
Qy=42,696.7,202.(1+1,714).1172,562=978556,64 (kJ.h-1)
Qw: nhiệt lượng sản phẩm đáy mang ra
Qw=W .Cw.tw (IX.160, trang 197, [2]) (5-12) Trong đĩ:
- Cw: nhiệt dung riêng của dịng sản phẩm đáy (J.kg-1.độ-1)
- tw: nhiệt độ của dịng sản phẩm đáy ( oC)
- Tra bảng I.147, trang 165, [1] ở 99,5 oC ⇒CN=4218,03 J.kg-1.độ-1 - Xem hỗn hợp đáy chỉ gồm nước ⇒Cw=CN=4218,03 J.kg-1.độ-1 Suy ra: Qw=18,06.30,103 .4218,138.99,5=228176,75 (kJ.h-1)
QNt2: nhiệt lượng do nước ngưng ở bộ phận đun sơi hỗn hợp đáy
Qnt2=D2.Cnt2.tnt2 (IX.161, trang 198, [2]) (5-13) Với:
- Tại p=2,025 at tương đương tnt2=120oC
- Tra bảng I.148, trang 166, [1] ở 120 oC: Cnt2=4,2459 kJ.kg-1.độ-1
Qxq2: nhiệt lượng tổn thất ra mơi trường của tồn tháp
Qxq2=0,05.D2.r2 (IX.162, trang 198, [2]) (5-14) Tại t1=120oC ta cĩ r2=2207 kJ.kg-1 (tra bảng I.212, trang 254, [1])
Cơng thức (5-8) bằng: QF+D2.λ2+QR=Qy+Qw+D2.Cnt2.tnt2+0,05.D2. r2 Suy ra: D2= Qy+Qw−QR−QF λ2−0,05.r2−Cnt2.tnt2 D2=978556,64+2711−228176,75+0,05.2207−133709,506−292433,414,2459.120 =373,284 ( kg.h-1) QD2=D2.λ2=373,284.2711=1011972,9 (kJ.h-1) QNt2=D2.Cnt2.tnt2=373,284.4,2459.120=190191,18 (kJ.h-1) Qxq2=0,05.D2.r2=0,05.373,284 .2207=41191,889 (kJ.h-1) 6.3. Tính tốn thiết bị phụ 6.3.1. Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh
Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ - ống loại TH đặt nằm ngang
Ống truyền nhiệt làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 25 x 2, chiều dài ống
L=1,5 (m)
Chọn nước làm lạnh đi trong ống với nhiệt độ đầu t1=28 oC và nhiệt độ cuối
TÍNH TỐN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT – THIẾT BỊ PHỤ CBHD: TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh
Nhiệt độ trung bình trong thiết bị ngưng tụ hồi lưu: ttbD=35oC
Các tính chất lý học của nước được tra ở tài liệu tham khảo [1] ứng với nhiệt độ trung bình ttbD=35 oC:
- Nhiệt dung riêng: CN=4,1809 J.kg-1.độ-1 - Khối lượng riêng: ρN=994 kg.m-3
- Độ nhớt động học: μN=0,7225.10−3 N.s.m-2 - Hệ số dẫn nhiệt: λN=0,6257 W.m-1.K-1
a. Suất lượng nước cần dùng để ngưng tụ sản phẩm đỉnh:
D .(Rx+1).rD=GN.CN.(t2−t1) (IX.165, trang 198, [2]) (5-15) Tra bảng I.212, trang 254, [1] ở tD=78,2 oC ta được rD=848,748 kJ.kg-1
⇒GN=D .(Rx+1).rD CN.(t2−t1) =
42,696.7,202.(1,714+1).848,748
4,1809.(42−28) =12101,274 (kg.h-1)
⇒GN=3,361 (kg.s-1)
Nhiệt lượng dùng để ngưng tụ sản phẩm đỉnh:
QntD=GN.CN.(t2−t1)=12101,274.4,1809.(42−28)=708319030,5 (kJ.h-1)
b. Xác định bề mặt truyền nhiệt
Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt
Ftb=K . ΔtlogQntD (V.1, trang 3, [2]) (5-16)
Với:
- K: hệ số truyền nhiệt