V .TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG
1. Cõn bằng nhiệt lượng của thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
Phương trỡnh cõn bằng nhiệt lượng của thiết bị đun núng hỗn hợp đầu Theo STQTTB II _ 196 : QD1 + Qf = QF + Qng1 + Qxq1 ( J/h )
Trong đú :
QD1 : Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào ( J/ h ) Qf : Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào ( J/ h ) QF : Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang ra ( J/ h ) Qng1 : Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra ( J/ h )
Chọn hơi đốt là hơi nước bóo hũa ở ỏp suất 2 at, dựa vào toỏn đồ hỡnh I.62 STQTTB I _ 250 để xỏc định nhiệt độ sụi của dung dịch. Ta cú nhiệt độ sụi = 119,4oC
1.1. Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào
Theo STQTTB II _ 196:
QD1 = D1. λ1 = D1. ( r1 + θ1.C1) ( J/ h ) Trong đú :
D1 : Lượng hơi đốt ( kg/h )
1
λ : Hàm nhiệt ( nhiệt lượng riờng ) của hơi đốt ( J/ kg )
1
θ : Nhiệt độ nước ngưng θ1 = 119,62oC
C1 : Nhiệt dung riờng của nước ngưng ( J/ kg.độ ) r1 : Ẩn nhiệt húa hơi của hơi đốt ( J/ kg )
• Tớnh r1
Theo bảng số liệu nhiệt húa hơi STQTTB I _ 254 tại to = 119,62oC, nội suy ta được
r1 = 526,247 ( kcal/ kg ) = 526,247. 4,18.103 (J/ kg) = 2199,7. 103 kcal/ kmol
1.2. Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào
Theo STQTTB II _ 196 Qf = F. Cf. tf
Trong đú :
F : lượng hỗn hợp đầu
tf : Nhiệt độ đầu của hỗn hợp ( thường lấy ở 20oC ) Cf : Nhiệt dung riờng của hỗn hợp đầu ( J/ kg.độ )
• Tớnh Cf
Cf = CA.af + CB. (1 – af )
CA = 4363 ( J/ kg.độ ) ; CB = 4180 ( J/ kg.độ ) Nồng độ hỗn hợp đầu af = aF = 0,25 phần mol Thay số vào ta cú :
Cf = 4363.0,25 + 4180. (1 – 0,25 ) = 4225,75 ( J/ kg.độ ) Từ đú ta tớnh được nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang lại Qf = F. Cf. tf
= 6000. 4225,75. 20 = 507090000 ( J/ h )
1.3. Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang ra
Theo STQTTB II _ 196 QF = F. CF. tF
Trong đú
F : Lượng hỗn hợp đầu ( kg/h )
CF : Nhiệt dung riờng của hỗn hợp đầu khi đi ra ( J/ kg.độ ) tF : Nhiệt độ của hỗn hợp đầu sau khi đun núng tF = 84,34 oC
Theo bảng số liệu nhiệt dung riờng I.154 và I.153 STQTTB I _ 171 ta cú: CA = 3854,714 ( J/ kg.độ ) ; CB = 4198,68 ( J/ kg.độ )
Nồng độ hỗn hợp đầu af = aF = 0,25 phần mol Thay số vào ta cú :
Cf = 3854,714.0,25 + 4198,68. (1 – 0,25 ) = 4112,689( J/ kg.độ ) Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang ra
QF = F. CF. tF
= 6000. 4112,689. 84,34 = 2,081.109 ( J/ h )
1.4. Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra
Theo STQTTB II _ 97
Trong đú :
Gng1 : Lượng nước ngưng, bằng lượng hơi đốt D1 ( kg/ h ) 1
θ : Nhiệt độ nước ngưng
1.5. Nhiệt lượng mất mỏt ra ngoài mụi trường xung quanh
Lượng nhiệt mất mỏt ra ngoài mụi trường lấy bằng 5% lượng nhiệt tiờu tốn Theo STQTTB II _ 97, lượng hơi đốt cần thiết được tớnh :
D1 = 1 1 1 λ f xq ng F Q Q Q Q + + − = 1 . 95 , 0 r Q QF − f = 3 9 10 . 7 , 2199 . 95 , 0 507090000 10 . 081 , 2 − = 755,336( kg/h )