D. Công đoạn sấy và đóng bao:
3.2.Giai đoạn giữ nhiệt phản ứng 70 °C.
3. Cân bằng nhiệt lượng
3.2.Giai đoạn giữ nhiệt phản ứng 70 °C.
Gọi Q là nhiệt của phản ứng toả ra ta có: Q = Qpu.GVC , J
Dựa vào [29] ta tra được nhiệt phản ứng tính cho một kg VC: Qpu = 1466, kJ/kg
GVC – Lượng VC tham gia phản ứng trong một mẻ (GVC = 3438,354 kg) Do đó
Q = 1466.3438,354 = 5040627 kJ
So sánh với nhiệt mất mát của giai đoạn trên ta thấy nhiệt của phản ứng tạo ra lớn hơn rất nhiều. Vì vậy ở đây ta phải dùng nước làm mát để duy trì nhiệt độ phản ứng ở 70 °C.
Gọi Qn – Là nhiệt do nước làm mát nhận được,
Qm – Nhiệt do mất mát ra môi trường xung quanh.
Ta có phương trình cân bằng nhiệt trong giai đoạn này như sau: Q = Qn + Qm
Nhiệt mất mát ra môi trường được tính tương tự như giai đoạn gia nhiệt:
Q = Qbx + Qdl
Nước làm lạnh vào có nhiệt độ lấy t1 = 20 °C Nước ra có nhiệt độ t2 = 70 °C
Giả thiết nhiệt độ của bề mặt bảo ôn tiếp giáp với không khí tbo = 28 °C Trong khi nhiệt độ của các bề mặt khác vẫn giống như phần trên do nhiệt độ trong thiết bị phản ứng không đổi.
+ Kiểm tra lại nhiệt độ bề mặt bảo ôn.
Hệ số cấp nhiệt của bề mặt bảo ôn về phía không khí là: α2 = 9,3 + 0,058.30 = 11,04
Hệ số cấp nhiệt từ nước làm mát tới bề mặt vỏ áo được tính theo
công thức: 0,45 0,8 0,4 tn 1 td nt d 0,023.Re .Pr . . d d λ α = ÷
Nhiệt độ trung bình của nước làm mát là ttb = (20 + 70)/2 = 45 °C Tra các thông số:
λ – Hệ số dẫn nhiệt của nước ở nhiệt độ trung bình λ = 0,55 kcal/m.h.độ = 0,64 W/m.độ [11 – 155] ω – Vận tốc của nước đi trong vỏ bọc ω = 0,2 m/s ρ – Khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ trung bình
ρ = 990,25 kg/m3 [11 – 14]
μ – Độ nhớt của nước ở nhiệt độ trung bình
μ = 0,5988.10-3 N.s/m2 [11 – 105]
Cp – Nhiệt dung riêng của nước ở nhiệt độ trung bình
Cp = 4,18 kJ/kg.độ [11 – 195] 3 0,2.990,25.0.18 Re 59534,068 0,5988.10− = =
3p p C . 4,18.0,5988.10 Pr 3,91 0,64 − µ = = = λ
Thay vào tính được: α1 = 8903,335 W/m2.độ Hệ số truyền nhiệt K. bo 1 bo 2 1 1 K 1,752 1 1 1 0,06 1 8903,335 0,125 11,04 = δ = = + + + + α λ α
Khi đó nhiệt độ thành bảo ôn là:
tbo = tkk + K.(ttb – tkk)/α2 = 26,83 °C
Sai số là (1,17/28).100 = 4,2% < 5%. Do đó giả thiết được chấp nhận.
a. Tính cho phần bảo ôn
+ Nhiệt bức xạ:
Qbxbo = Co.Fbo(T14 – T24) , W (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong đó T1 = 28 + 273 = 301 °K, T2 = 23,4 + 273 = 296,4 °K Thay số vào ta được:
Qbxbo = 20,72.10-5.0,9.18,624.(3014 – 296,44) = 1703,156 kJ
+ Nhiệt đối lưu:
Qdlbo = αbo.Fbo.(tbo – tkk)
= 11,74.18,624.(28 – 23,4) = 1005,77 kJ
b. Tính cho phần không bảo ôn
Do nhiệt độ thành trong và thành ngoài của lớp không bảo ôn không thay đổi so với trường hợp trên nên tông nhiệt mất mát trong trường hợp này bằng với trường hợp trên.
Vậy tổng lượng nhiệt mất mát trong giai đoạn này là: Qm = 1703,156 + 1005,77 + 2016,37 + 4350,016 = 9075,312 kJ
Thay vào phương trình cân bằng nhiệt ta có:
Qn = Q – Qm = 5040627 – 9075,312 = 5031551,688 kJ Mà
Qn = Gn.Cn.(tnc – tnd) Trong đó:
Gn – Lượng nước dùng trong một mẻ, kg
Cn – Nhiệt dung riêng của nước, Cn = 4,18 kJ/kg.độ tnc, tnd – Nhiệt độ cuối và nhiệt độ đầu của nước làm mát, °C Lượng nước làm mát trong một mẻ là:
Gn = n n nc nd Q 5031551,688 26750 kg C .(t t ) = 4,180.(70 25) = − −
Lượng nước cần dùng cho toàn bộ 3 nồi phản ứng là: G = 3. 26750 = 80250 kg (80,25 m3)