Chọn thiết bi đun sôi dòng nhập liệu loại vỏ - ống loại TH đặt nằm ngang. Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 57 , chiều dài ống L = 6 (m), đường kính trong dtr = 0.
Chọn nước lạnh đi trong ống với nhiệt độ đầu: t1 = 58 oC, nhiệt độ cuối t2 = 103,4
oC.
Các tính chất hoa lý của nước lạnh được tra ở tài liệu kham khảo sổ tay QTTB ứng với nhiệt độ trung bình ttb = oC.
+ Nhiệt dung riêng: CN = 4,196 (KJ/kg. độ). + Khối lượng riêng: = 971,352 (Kg/m3).
+ Độ nhớt động lực học: = o,3748.10-3 (N.s/m2). + Hệ số dẫn nhiệt: = 0,675.
+ Nhiệt độ sôi của nước: tsN = 110,05 oC. + Ẩn nhiệt ngưng tụ: rN = 2219,32 (KJ/kg).
3.1 Xác định nhiệt bề mặt truyền nhiệt
Lượng nhiệt cung cấp cho dòng nhập liệu Qc = . (t2 - t1) = .
3.2 Suất lượng nước cần dùng để đun sôi dòng nhập liệu
GN = = /s).
Bề mặt truyền nhiệt được xác đinh theo phương trình truyền nhiệt Ftb = 2).
Trong đo
+ K: hệ số truyền nhiệt.
+ tlog: nhiệt độ trung bình logarit.
Xác đinh tlog.
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược nên
Xác đinh hệ số truyền nhiệt K
Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức K =
Trong đo:
+ F: hệ số cấp nhiệt của dòng nhập liệu (W/m2.oK). + N: hệ số cấp nhiệt của hơi nước (W/m2. oK). rt: nhiệt trở của thành ống và lớp cáu.
Xác đinh hệ số cấp nhiệt của nước trong ống. Chọn vận tốc đi trong ống: VF = 0,5 (m/s). Chuẩn số Reynolds.
ReF = 64791,36 > 1000: chế độ chảy rối công thức xác đinh chuẩn số Nuselt co dạng
NuF = 0,0021. . 0,25
Trong đo
+ 1: hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào ReN và tỷ lệ chiều dài ống với đường kính ống: ReF = 64791,36 và 60, nên 1 = 1.
+ PrF: chuẩn số Prandlt của nước ở 80,7 oC nên PrF = 2,25.
+ PrW: chuẩn số Prandlt của nước ở nhiệt độ trung bình của vách. Chọn: nhiệt độ trung bình của vách ngoài tW1 = 105 oC, vách trong là tW2 = 95 oC.
tWtb = 100 oC, nên PrW = 1,797.
NuF = 0,021 . 1 . 64791,360,8 . 2,250,43 . (0,25 = 222,47. Hệ số cấp nhiệt cho nước trong ống
W/m2. độ). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhiệt tải qua thành ống và cáu. Trong đo
+ Bề dày thành ống: t = 3 (mm).
+ Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: 1 = 17,5 (W/m2.oK).
+ Nhiệt trở trung bình của lớp bẩn trong ống nước sạch: r1 = 1/5000 (m2.oK/W). + Nhiệt trở lớp cáu bẩn phía sản phẩm đáy: r2 = 1/5800 (m2.oK/W).
Hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ 0,725.A.(0,25
Trong đo + A = 181,27.
+ Ẩn nhiệt ngưng tụ: r = 2219,32 (KJ/kg). 6024,7 (W/m2.oK).
Vậy: K = 1147,65 (W/m2.oK). Ftb = 6,269 (m2).
3.3 Cấu tạo thiết bị
Chọn số ống truyền nhiệt: n = 127 (ống). Ống được bố trí theo hình lục giác đều.
Chiều dài ống truyền nhiệt: L = 2,9 (m).
Kết luận
+ Vậy thiết bi ngưng tụ sản phẩm đỉnh là thiết bi truyền nhiệt vỏ - ống gồm n = 127 (ống), dài L = 5 (m).
+ Ống được bố trí theo hình lục giác đều nên ta co số ống trên đường chéo hình lục giác: b = 43 (ống). Chọn bước ống: t = 0,0684 (m).
+ Đường kính trong thiết bi: Dtr = t.(b-1) = 0,0684.(43-1) = 3,1 (m).