g. Nhiệt độ sôi thực tế của dung dịc hở mỗi nồi
4.1.2. Tính hệ số truyền nhiệ tK của mỗi nồi
Công thức tổng quát:
Công thức tính tổng nhiệt trở:
Chọn:
- : là nhiệt trở cặn bẩn hơi nước phía vách ngoài tường.
Chọn ∑rcáu1 =0,232.10-3 (m2.độ/W); [6,4]
- ∑rcáu2 : là nhiệt trở cặn bẩn dung dịch NaCl phía vách trong tường.
Chọn ∑rcáu2 = 0,193.10-3 (m2.độ/W); [6,4] -Chọn bề dày ống truyền nhiệt .
Vậy:
∑r = (m2.do/W)
Nhiệt tải riêng trung bình:
• Nồi 1:
: nhiệt tải riêng phía hơi đốt cấp cho thành thiết bị.
Hệ số cấp nhiệt của hơi nước bảo hòa ngưng tụ trên bề mặt ống thẳng đứng được tính theo công thức Nuselt
, (W/m2.do) (*)
(J/kg): ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi đốt. bề cao bề mặt truyền nhiệt.
: là trị số phụ thuộc nhiệt độ ngưng tụ của nước.
Bảng 4.1. [6,29] tm (0C) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 A 104 120 139 155 169 179 188 194 197 199 199 Với Chọn: (0C) 142,9 – 3,15 = 139,75 (0C) = .(142,9+139,75) = 141,33 (0C) tm = = 142,12 (0C) A = 194
2,04. 194. = 10097,158 (W/m2.độ) Thay α1 vào công thức (1) ta có:
q1 = 10097,158.3,15 = 31806,048 (W/m2) q2 : nhiệt tải phía dung dịch sôi.
Ta có công thức tính q2:
Với: là hiệu số nhiệt độ của bề mặt truyền nhiệt và của dung dịch sôi. Ta có
= 141,33 - 31806,048.0,465. = 126,54 (0C)
126,54 – 117,9 = 8,64 (0C)
Hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bị đến dung dịch α2 được tính bở công thức: [6,71]
Trong đó:
- αn : hệ số cấp nhiệt của nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch = 0,145..p0,5 ;[6,26]
- p: áp suất tuyệt đối trên mặt thoáng (N/m2)
= 0,145.8,642,33.(1,81.9,81.104)0,5 = 9292,206 (W/m2.độ)
- Cdd : nhiệt dung riêng của dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch.
Cdd = C1 = 2689,376 (J/kg.độ)
- Cn: nhiệt dung riêng của nước theo nồng độ dung dịch.
Cn = 4252 (J/kg.độ); [5,311]
- : độ nhớt dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch.
1,038.10-3 (Ns/m2)
- : độ nhớt của nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch.
- : khối lượng riêng của dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ở 117,90C và nồng độ 40%
Tra bảng = 1240,2
- : khối lượng riêng của nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch. 941
- : độ dẫn nhiệt của dung dịch Trong đó:
+ Cp: nhiệt dung riêng đẳng áp của dung dịch Cp = 2689,376 (J/kg.độ) : khối lương riêng của dug dịch
1240,2
+ M: Khối lượng riêng trung bình của dung dịch.
0,4.58,5 +(1-0,4).18 = 34,2 (g/mol)
+ A: hệ số phụ thuộc mức độ liên kết của chất lỏng đối với nước. A =3,58.10-8
3,58.10-8. 2689,376.1240,2. = 0,395 (W/m.độ)
- độ dẫn nhiệt của nước 68,6.10-2
9292,206.
= 3731,63 (W/m2.độ)
=> q2 = . =3731,63.8,64 = 32241,283 (W/m2)
Kiểm tra sai số giữa q1 và q2 : Có = 1,34% < 5%
( thỏa mãn điều kiện sai số)
= 32023,666 (W/m2).
• Nồi 2: (tương tự nồi 1)
+ q1: nhiệt tải riêng phía hơi đốt cấp cho thành thiết bị
Hệ số cấp nhiệt của hơi nước bão hòa ngưng tụ trên bề mặt ống thẳng đứng được tính theo công thức Nuselt
ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi đốt. H =1,6m bề cao bề mặt truyền nhiệt.
A : là giá trị số phụ thuộc nhiệt độ ngưng tụ của nước.
Bảng 4.2. Giá trị của A phụ thuộc vào nhiệt độ màng tm (0C) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 A 104 120 139 155 169 179 188 194 197 199 199 Với Chọn: 8,1 (0C) (0C) = 111,4 (0C) = 113,4 (0C) A =185
Thay các giá trị vào công thức (*) ta có: 2,04.185. = 7699,202 (W/m2.độ)
Thay α1 vào công thức (1) ta có:
q1 = 7699,202.8 = 61593,616 (W/m2)
+ q2 : nhiệt tải phía dung dịch sôi. Ta có công thức tính q2: (2)
Với: là hiệu số nhiệt độ của bề mặt truyền nhiệt của dung dịch sôi. Ta có
= 111,4 – 61593,616.0,465.10-3 = 82,759 (0C)
82,759 – 70,9 = 11,859 (0C)
Hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bị đến dung dịch α2 được tính bởi công thức: Theo CT:
(
Trong đó:
- αn : hệ số cấp nhiệt của nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch = 0,145..p0,5
- p: áp suất tuyệt đối trên mặt thoáng (N/m2)
= 0,145. 11,8592,33.(0,26.9,81.104)0,5 = 7365,821 (W/m2.độ)
- Cdd : nhiệt dung riêng của dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch.
Cdd = C2 = 3516,240 (J/kg.độ)
- Cn: nhiệt dung riêng của nước theo nồng độ dung dịch.
Cn = 4105,438 (J/kg.độ)
- : độ nhớt dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch.
0,64.10-3 (Ns/m2)
- : độ nhớt của nước khi cô đặc theo nồng đội dung dịch.
0,384. 10-3 (Ns/m2)
- : khối lượng riêng của dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ở 70,90C và nồng độ 16%
= 1097,2
- : khối lượng riêng của nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch. 976,2
- : độ dẫn nhiệt của dung dịch
Trong đó:
+ Cp: nhiệt dung riêng đẳng áp của dung dịch Cp = 3516,240 (J/kg.độ) + : khối lương riêng của dug dịch
+ M: Khối lượng riêng trung bình của dung dịch.
0,16.58,5 +(1-0,16).18 = 24,48 (g/mol)
+ A: hệ số phụ thuộc mức độ liên kết của chất lỏng đối với nước. A =3,58.10-8
3,58.10-8. 3516,240.. = 0,491 (W/m.độ)
- độ dẫn nhiệt của nước
7365,821.
= 5085,310 (W/m2.độ)
=> q2 = . =5085,310.11,859 = 60306,691 (W/m2)
Kiểm tra sai số giữa q1 và q2 :
.100 =2,089% <5% ( thỏa mãn điều kiện sai số)
= 60950,154 (W/m2)
Hệ số truyền nhiệt mỗi nồi: - Nồi 1:
K1= = = 1201,898 (W/m2.độ)
- Nồi 2:
K2= = =1263,378 (W/m2.độ)
