III. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm
4.Cách tính
Cách tính các thiết bị truyền nhiệt theo trình tự như sau:
Xác định lượng nhiệt trao đổi theo phương trình cân bằng nhiệt:
t
C G
(G - khối lượng chất tải nhiệt, C - nhiệt dung riêng).
Xác định lượng chất tải cần đun nóng hoặc làm nguội.
Xác định hiệu số nhiệt độ trung bình ∆t.
Tính các hệ số cấp nhiệt α1,α2 . Tính hệ số truyền nhiệt K. Xác định bề mặt truyền nhiệt F: qtb Q t K Q F = ∆ × =
Kiểm tra nhiệt độ của bề mặt hoặc nhiệt tải riêng.
Khi tính α
đối với chất tải nhiệt lỏng hoặc khí ta luôn phải chọn chế độ chảy xoáy (Re > 104) để đảm bảo α
lớn, ngoài ra khi chọn chế độ dòng chảy xoáy sẽ thuận tiện cho việc truyền nhiệt xảy ra.
Ở trong bài này là thiết bị làm nguội bằng nước mát thì nhiệt độ cuối của nước không được quá 40-50oC, vì nếu nhiệt độ cao hơn thì các muối dễ kết tủa và đóng cặn lại trên bề mặt truyền nhiệt.
PHẦN III: TÍNH TOÁN.
BÀI TOÁN: Thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm để ngưng tụ hơi cồn nồng độ 80% khối lượng, lưu lượng 9000kg/ngày bằng nước mát ở nhiệt độ C.
PHƯƠNG ÁN:
Ở đây ta nên chọn thiết kế ống chùm nằm ngang, ống truyền nhiệt ɸ2.5x30 mm, được làm bằng vật liệu X18H10T. Chọn ống truyền nhiệt dài 1,5m.
Tác nhân làm lạnh là nước lạnh công nghiệp , có nhiệt độ đầu vào là tđ =250C, thông thường nhiệt độ đầu ra ta chọn t= 500C, ngưng tụ hoàn toàn lượng hơi cồn 80% thành lỏng ở cùng nhiệt độ ngưng là t2= 80.80C (tra trong bảng phụ lục VI- trang 273 công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn etylic).
Do kết cấu của thiết bị nên ta sẽ cho hơi cồn đi vào khoảng không gian ngoài ống, nước lạnh đi bên trong ống.