c) Giai đoạn thứ 3 (giai đoạn làm nguội cuối cựng):
2.2.2. Tụi trong hộp nước.
Hệ số truyền nhiệt giữa bề mặt của thộp và nước làm nguội là một trong những yếu tố hết sức quan trọng của quỏ trỡnh QTB. Nú là một hàm số của nhiệt độ bề mặt, sự thiết kế thiết bị làm nguội, ỏp suất nước làm nguội, lưu lượng dũng chảy và nhiệt độ.
Hộp nước được cấu tạo bởi một số bộđầu phun nước làm nguội (cooler). Bộ đầu phun nước làm nguội được thiết kế giống như mỏ phun, với một khe rĩnh hỡnh khuyờn ở bờn trong, nơi mà nước vào ống làm nguội.
Nhi ệ t độ , 0 C
Hỡnh 6: Mụ tả cấu tạo của hộp QTB
Thiết bị làm nguội này mang đặc điểm đầy đủ như cỏc mỏ phun, cho thấy ở giĩn đồ (Hỡnh 7) dưới đõy:
Coolers consumption in function of Gap 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Pressure ( Bar) Increasing gap
Hỡnh 7. Quỏ trỡnh tiờu thụ nước làm mỏt cho một kớch cỡ khe hở Coolers Với một ỏp suất nào đú, mỗi một kớch thước cooler cho trước và đũi hỏi một lượng nước nhất định. Việc thay đổi khe hở của cooler sẽ kộo theo lưu lượng dũng chảy thay đổi ứng với một ỏp suất định trước.
Yếu tố quan trọng liờn quan đến hệ số trao đổi nhiệt cao, cần thiết cho quỏ trỡnh tụi là:
- Áp suất
- Lưu lượng nước
- Hệ sốđiền đầy (the filing factor)
Áp suất là yếu tố quan trọng nhất, bởi vỡ sự tỏc động của nước lờn bề mặt thanh thộp sẽ làm tăng hiệu quả của sự trao đổi nhiệt, đặc biệt tại điểm cuối
đầu vào của bộđầu phun nước làm nguội (cooler). Quy trỡnh QTB được thiết kế để làm việc tại ỏp suất 12 bar, khi ỏp suất nhỏ thỡ sự trao đổi nhiệt cũng giảm và do đú hiệu quả của việc làm nguội nhỏ. L ư u l ượ ng, m 3 /h Áp suất, bar
Tuy nhiờn sự điều chỉnh lưu lượng của nước được thực hiện bằng cỏch
điều chỉnh ỏp suất và với một khoảng ỏp suất nào đú là cần thiết để thu được cỏc đặc tớnh kỹ thuật như ý muốn.
Do đú cần phải điều chỉnh, kiểm soỏt ỏp suất mỗi lần thay đổi số lượng cooler hay thay đổi khe hở của cooler để ỏp lực khụng bao giờ sụt xuống <9 bar sau cỏc bàn van.
Như đĩ đề cập ở trờn, lưu lượng là hàm số của ỏp suất và khe hở của bộ đầu phun nước làm nguội cooler. Sự ảnh hưởng của lưu lượng đến quỏ trỡnh trao đổi nhiệt một phần nào đú là do ỏp suất của chỳng. Bởi vỡ ỏp suất tạo ra tốc độ tốc độ của nước vào cooler lớn nờn một luồng xoỏy lớn được tạo ra ngay đầu vào của bộ đầu phun nước làm nguội cooler. Ngồi ra vận tốc tương
đối giữa nước làm nguội và thộp tụi cũng gúp phần đỏng kể vào quỏ trỡnh trao
đổi nhiệt. Tốc độ tương đối thực tế là một hàm số rất phức tạp. Nú bao gồm tất cả cỏc chuyển động hỗn loạn trong ống, nhưng nú thể hiện rằng sự khỏc nhau giữa tốc độ của thanh thộp và tốc độ phun của nước bờn trong bộ đầu phun nước làm nguội cooler tạo ra một quỏ trỡnh trao đổi nhiệt khỏ tốt tại một ỏp suất cho trước. Tốc độ tương đối này khụng nờn được nhỏ hơn 5 m/s.
Hệ sốđiền đầy, được xỏc định là bỡnh phương tỉ số giữa đường kớnh thộp và đường kớnh ống, là nhõn tố phức hợp ảnh hưởng tới quỏ trỡnh trao đổi nhiệt. Nếu như hệ số này giảm thỡ tốc độ tương đối cũng giảm, mức chảy giảm tạo nờn lớp nước dày bao quanh bề mặt thanh thộp. Trong lớp ranh giới
đỳng nghĩa thỡ ở đú khụng cú sự chuyển động hỗn loạn và sự trao đổi nhiệt
được giới hạn bởi sự truyền nhiệt trong nước làm nguội, hoặc trong trường hợp xấu hỡnh thành một lớp hơi nước trờn bề mặt của thộp.