Đề tài Tổng quan thiết kế máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất đá sạch
Tài liệu Đề tài Tổng quan thiết kế máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất đá sạch
Bạn đang xem trước 20 trang mẫu tài liệu Đề tài Tổng quan thiết kế máy lạnh hấp thụ sử dụng năng lượng mặt trời để sản xuất đá sạch, để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
LÅÌI NOÏI ÂÁÖU
E&F
Lëch sæí phaït triãøn ngaình laûnh cho tháúy ràòng tæì ngaìn xæa con ngæåìi âaî biãút giæí gçn vaì sæí duûng laûnh coï sàón trong thiãn nhiãn nhæ: sæí duûng bàng, tuyãút vaì caïc háöm sáu åí dæåïi âáút âãø baío quaín thæûc pháøm, laìm laûnh næåïc bàòng caïch cho bäúc håi v.v. . .Âãún thãú kyí 17 ngæåìi ta biãút sæí duûng häøn håüp næåïc âaï våïi næåïc muäúi âãø taûo ra næåïc coï nhiãût âäü tháúp hån 0oC. Vaì chè vaìo thãú kyí 19 thç caïc maïy laûnh cäng nghiãûp måïi bàõt âáöu xuáút hiãûn
Ngaìy nay, kyî thuáût laûnh hiãûn âaûi âaî tiãún nhæîng bæåïc ráút xa, coï trçnh âäü khoa hoüc kyî thuáût ngang våïi caïc ngaìng kyî thuáût khaïc. Thãú nhæng, nhiãöu loaûi freän laûi laì thuí phaûm phaï huyí, laìm suy giaím táöng äzän vaì gáy hiãûu æïng nhaì kênh, laìm noïng traïi âáút. Âãø baío vãû mäi træåìng säúng caïc frãän âoï phaíi âæåüc loaûi boí vaì loaìi ngæåìi phaíi âæïng træåïc thæí thaïch måïi trãn con âæåìng tçm kiãúm mäi cháút laûnh thay thãú. Trong thåìi gian tçm kiãúm mäi cháút måïi thç viãûc sæí duûng NH3 trong kyî thuáût laûnh laì ráút thêch håüp, âàûc biãût laì trong hoaìn caính Viãût Nam ta, NH3 laì mäi cháút laûnh tæû nhiãn khäng phaï huyí mäi sinh vaì laì mäi cháút maì Viãût Nam tæû saín xuáút âæåüc, reî tiãön, dãù kiãúm ráút phuì håüp cho nhæîng næåïc ngheìo nhæ næåïc ta.
Màût khaïc, næåïc ta laì mäüt næåïc coï khê háûu nhiãût âåïi noïng vaì áøm, phêa Nam háöu nhæ khäng coï muìa âäng, båì biãøn daìi trãn 3 km , âoï laì nhæîng âiãöu kiãûn thuáûn låüi cho viãûc phaït triãøn ngaình laûnh. Tháût váûy, kyî thuáût laûnh âaî thæûc sæû thám nháûp vaìo háöu hãút caïc ngaình kinh tãú quan traûng vaì häø tråü têch cæûc cho caïc ngaình âoï phaït triãøn, âàût biãût laì caïc ngaình chãú biãún thæûc pháøm, cäng nghiãûp nheû vaì âaïnh bàõt thuyí haíi saín...
Hån næîa, trong thåìi âaûi ngaìy nay nhu cáöu vãö nàng læåüng cuía con ngæåìi ngaìy caìng tàng. Trong khi caïc nguäön nhiãn liãûu khoaïng saín nhæ than âaï dáöu moí , khê âät ... ngaìy caìng caûn kiãût vaì khoan hiãúm .Tæì âoï, âàût ra váún âãö sæí duûng tiãút kiãûm vaì sæí duûng coï hiãûu quaí nhiãn liãûu laì mäüt trong nhæîng hæåïng phaït triãøn quan troüng cuía viãûc phaït triãøn nàng læåüng
Cuìng luïc âoï, åí Viãût Nam âang coï xu hæåïng sæí duûng maïy laûnh háúp thuû âãø thay thãú maïy laûnh neïn håi nhàòm táûn duûng täúi âa caïc nguäön nàng læåüng dæ thæìa
Trong âãö taìi naìy, em âæåüc giao nháûn âãö taìi “THIÃÚT KÃÚ MAÏY LAÛNH HÁÚP THUÛ TÁÛN DUÛNG NHIÃÛT NÀNG LÆÅÜNG MÀÛT TRÅÌI ÂÃØ SAÍN XUÁÚT ÂAÏ”
Sau mäüt thåìi gian näø læûc laìm viãûc cäüng våïi sæí chè baío cuía tháöy NGUYÃÙN THANH VÀN, cuìng våïi sæû giuïp âåî cuía quê Tháöy, Cä trong Khoa vaì âoïng goïp yï kiãún cuía caïc baûn trong låïp âaî giuïp em hoaìn thaình âãö taìi cuía mçnh. Tuy nhiãn, do thåìi gian coï haûn chãú, taìi liãûu tham khaío khäng nhiãöu vaì em coìn haûn chãú vãö màût thæûc tiãùn nãn khäng traïnh khoíi nhæîng sai soït. Kênh mong nháûn âæåüc chè baío cuía caïc quê Tháöy Cä trong Khoa
Nhán âáy, em xin chán thaình caím ån tháöy cä trong khoa KHOA CÄNG NGHÃÛ NHIÃÛT ÂIÃÛN LAÛNH âaî daûy baío trong suäút 5 nàm hoüc âãø em coï âæåüc ngaìy häm nay, caím ån tháöy NGUYÃÙN THAÌNH VÀN vaì sæû giuïp âåî cuía quê Tháöy, Cä âãø em hoaìn thaình âäö aïn täút nghiãûp naìy.
Âaì Nàông, ngaìy 20 thaïng 05 nàm 2002
Sinh viãn thæûc hiãûn
LÃ ÂÆÏC DÁÛU
CHÆÅNG I
GIÅÏI THIÃÛU TÄØNG QUAÏT VÃÖ NÆÅÏC ÂAÏ
1.1. Nhu cáöu vãö sæí duûng næåïc âaï :
Viãûc sæí duûng næåïc âaï âáöu tiãn ghi nháûn laì viãûc khai thaïc bàng, baío quaín vaì chuyãn chåí cho muûc âêch giaíi khaïc.
Âaî tæì láu næåïc âaï giæî vai troì quan troüng trong ráút nhiãöu ngaình kinh tãú khaïc nhau.
Vê duû :- Cäüng nghãû chãú biãún sæîa.
- Cäng nghãû ræåüu bia
- Cäüng nghãû chãú biãún vaì âaïnh bàõt haíi saín
- Cäng nghãû chãú biãún thët, gia cáöm.
- Cäng nghãû chãú biãún thæûc pháøm noïi chung
- Cäng nghãû hoaï hoüc âãø âiãöu khiãøn phaín æïng..
- Cäng nghãû xáy dæûng (thu nhàût væîa bã täng)
- Y tãú vaì thãø duûc thãø thao..
Båíi leî, nhiãöu træåìng håüp laûnh sæí duûng mäüt caïch äö aût tæïc thåìi våïi mäüt säú læåüng låïn åí khoaíng nhiãût âäü trãn 0oC, nhiãût âäü hoaï ràõn 334kj/kg, thç næåïc âaï âæåüc xem laì cháút taíi laûnh lê tæåíng.
Khê háûu næåïc ta noïng vaì áøm, phêa nam háöìu nhæ khäng coï muìa âäng, båì biãøn daìi trãn 3000 Km , âoï laì âiãöu kiãûn thuáûn låüi cho viãûc phaït triãøn ngaình laûnh noïi chung vaì viãûc phaït triãøn næåïc âaï noïi riãng.
ÅÍ Viãût Nam, næåïc âaï âaî tråí thaình mäüt loaûi thæûc pháøm âàûc biãût, noï âæåüc duìng træûc tiãúp vaìo caïc loaûi næåïc uäúng giaíi khaït trong thåìi tiãút noïng bæïc. Nhu cáöu naìy ngaìy caìng tàng cuìng våïi thoïi quen vaì viãûc phaït triãøn caïc nhaì haìng, khaïch saûn, quaïn àn..vaì taûi nhaì.
Trong caïc loaûi næåïc âaï thç âaï saûch (âaï tinh khuyãút) âæåüc æa chuäüng hån caí båíi leî noï thoaí maîn âæåüc tháøm myî cuîng nhæ âaím baîo vãû sinh cao nháút .
1.2. Mäüt säú loaûi næåïc âaï vaì caïc phæång phaïp saín xuáút næåïc âaï:
Nguyãn liãûu âãø saín xuáút næåïc âaï laì næåïc. Do âoï tuyì theo nguyãn liãûu våïi nhæîng thaình pháön vaì mæïc âäü khaïc nhau maì phán thaình 2 loaûi næåïc âaï chênh:
1.2.1. Næåïc âaï âuûc:
Næåïc âaï âuûc coìn goüi laì næåïc âaï kyî thuáût. Næåïc âaï âuûc khäng trong suäút do næåïc coï chæïa caïc taûp cháút: cháút khê, cháút loíng vaì cháút ràõn.
1.2.2. Næåïc âaï trong suäút:
Næåïc âaï trong suäút êt tan, êt âãø laûi caïc càûn báøn vaì täúc âäü tan cháûm hån. Noï âæåüc saín xuáút tæì loaûi næåïc êt taûp cháút vaì quaï trçnh âäng âaï, bãö màût kãút tinh phaíi âæåüc khuáúy hoàûc cho næåïc chuyãøn âäng våïi täúc âäü låïn âãø caïc haût khê vaì caïc taûp cháút taïch ra, âäöng thåìi täúc âäü kãút tinh phaíi âuí cháûm.
Næåïc âaï trong suäút, nãúu nguyãn liãûu næåïc âæåüc khæí muäúi hoaìn toaìn bàòng phæång phaïp trao âäøi ion hay xæí lê hoaï hoüc thç tråí thaình næåïc âaï pha lã, âäü tinh khiãút næåïc âaï cao nháút, khi tan ra khäng âãø cháút làõng.
1.2.3 Mäüt säú loaûi næåïc âaï khaïc
1.2.3.1. Næåïc âaï thæûc pháøm:
Nguyãn liãûu næåïc âaï âaî âæåüc khæí truìng bàòng hoaï cháút hypolorit Canxi, Natri..âäi khi ngæåìi ta cho cháút khaïng sinh nhæ:clotracylin våïi näöng âäü 0,0001 ¸ 0,00050/0 , duìng trong cäng nghiãûp caï âãø chuyãn chåí vaì baío quaín caï tæåi. Vç nãúu duìng næåïc âaï khæí truìng coï cháút khaïng sinh coï thãø tàng thåìi haûn lãn 1,5 láön
1.2.3.2. Næåïc âaï tæì næåïc biãøn :
Nguyãn liãûu laì næåïc biãøn coï näöng âäü cao chuí yãúu duìng trong cäng nghiãûp caï âãø chuyãn chåí vaì baío quaín caï tæåi khi âaïnh bàõt ngoaìi biãøn. Nhåì âäü màûn cao nãn nhiãût âäü noïng chaíy tháúp hån 00C nãn cháút læåüng baío quaín caï cao hån vaì thåìi haûn baío quaín keïo daìi coï khi âãún 2 ¸3 láön, ráút phuì håüp cho viãûc âaïnh bàõt caï daìi ngaìy.
1.3. Hçnh daûng næåïc âaï :
Coï caïc loaûi:
A B C D
A , B :Næåïc âaï khäúi (khuän vuäng hay khuän troìn)
C : Næåïc âaï äúng
D : Âaï maính
Noïi chung tuyì thuäüc caïc loaûi âaï khaïc nhau vaì hçnh daûng khaïc nhau, tuyì thuäüc vaìo cäng nghãû vaì thiãút bë saín xuáút chuïng.
1.4 . Phæång phaïp laìm âaï.
Thiãút bë duìng âãø saín xuáút âaï khaï phong phuï vãö chuíng loaûi cuía Âæïc , Myî, Haì Lan
Phæång phaïp Vibushevich :
Phæång phaïp saín xuáút âaï khäúi nhanh, duìng khuän 2 loîi.
Phæång phaïp Fechner
Caïc khuän âaï hçnh truû âæåüc cäú âënh trong bãø næåïc, âaï âæåüc kãút âäng trãn bãö màût khuän trong hçnh truû. Khi tan âaï thç âaï näøi lãn nhæ tãn “læía” maïy laìm âaï tãn læía fechnerantra.
Phæång phaïp Grasso:
Duìng caïc äúng 2 voí å íâaïy bãø næåïc laìm táûp trung thaình caïc nhoïm. Næåïc seî âæåüc kãút tinh thaình mäüt khäúi bao quanh bãn ngoaìi äúng, ngæåüc våïi phæång phaïp trãn.
Maïy laìm âaï maính Flak-ice cuía Crosby field : Kãút cáúu gäöm 2 thuìng quay âæåüc näúi truyãön âäüng våïi nhau qua cå cáúu baïnh ràng. Næåïc âoïng bàng trãn bãö màût thuìng quay.
Maïy laìm âaï maính cuía Short vaì Rever cuîng âån giaín vaì goün nheû khäng keïm so våïi âaï maính cuía Crosby field vaì Taylor.
Maïy laìm âaï äúng duìng laìm thaïp âaï: Coï ráút nhiãöu maïy laìm âaï äïng khaïc nhau nhæ cuía Vogt (Myî) Lende (Âæïc), Escker- Wyss (Myî) , Astra (Âæïc), Trepaud (Phaïp), Poelz (Âæïc) táút caí âãöu coï chung nguyãn lê laìm viãûc theo chu kyì, kãút âäng âaï trong caïc äúng. Khi âaï kãút âäng âãún chiãöu daìi cáön thiãút, âäøi sang chu kyì tan giaï, caïc äúng âaï råït xuäúng vaì âæåüc dao càõt ra thaình tæìng thoíi âaï räøng. Thiãút bë coï thãø âæåüc tæû âäüng hoaï hoaìn toaìn tæì viãûc cáúp næåïc cho âãún khi ra âaï.
Noïi chung, våïi phæång phaïp thay thiãút bë naìo âi næía thç chung qui laûi noï coï 3 phæång phaïp sau :
1. Phæång phaïp duìng næåïc muäúi :Laìm laûnh hãû thäúng qua cháút taíi laûnh. Duìng bãø næåïc muäúi vaì khuän håí. Thiãút bë âån giaín, reí, váûn haình dãù daìng nhæng khoï tæû âäüng hoaï
2. Phæång phaïp duìng mäi cháút laûnh thäøi træûc tiãúp (bãn trong bãö màût khuän), thiãút bë phæïc taûp âàõt tiãön nhæng dãù tæû âäüng hoaï vaì âäng âaï nhanh.
3.Maïy âaï cåî nhoí :vaìi chuûc kg âaï/24h, thæåìng laì caïc maïy âaï hoaìn toaìn tæû âäüng, saín xuáút âaï cuûc hay khuáy hoàûc âaï maính. Âiãøn hçnh laì caïc âuí laûnh gia âçnh, tuí laûnh thæång nghiãûp, tuí âaï nhoí chuyãn duìng caïc giaï âàût khuáy âaï âãöu laì daìn bay håi kiãøu táúm hoàûc táúm coï gàõn äúng bay håi phêa dæåïi âãø thu nhiãût cuía khuáy âaï qua sæû truyãön nhiãût træûc tiãúp tæì khuáy sang táúm âåî âãún daìn. Noïi chung, loaûi naìy cuîng nhæ loaûi 2 nhæng næåïc vaìo mäi cháút säi truyãön nhiãût cho nhau thãm mäüt bãö màût cuía daìn (táúm âåî hay khay âaï), tháûm chê nãúu tiãúp xuïc khäng täút thç quaï trçnh truyãön nhiãût coìn coï sæû tham gia âäúi læu cuía khäng khê. Do âoï, thåìi gian âäng âaï cháûm hån so våïi phæång phaïp 1.
1.5. Nháûn xeït:
Mäùi phæång sæí duûng âãø saín xuáút næåïc daï, mäùi thiãút bë tæång æïng âãöu coï nhæmg æu nhæåüc âiãøm nháút âënh, tuyì theo âiãöu kiãûn vaì muûc âêch cuía viãûc sæí duûng næåïc âaï cuû thãø maì læûa choün phæång phaïp vaì thiãút bë cho phuì håüp våïi âiãöu kiãûn thæûc tãú.
Vê duû : Caïc loaûi maïy âaï coï cäng suáút nhoí laûi ráút phong phuï vaì âa daûng, ráút thêch håüp vaì cáön thiãút cho thæûc hiãûn taûi chäù. Hoàûc nhæ bãø âaï khäúi màûc duì coï nhæîmg haûn chãú nhæng váùn âæåüc sæí duûng räüng raîi vaì láu âåìi vç tênh âån giaín cuía noï. Hoàc nhæ saín xuáút âaï äúng thay vç duìng thaïp laìm âaï cuía næåïc ngoaìi chuyãøn qua duìng bãø âaï våïi khuän hçnh äúng âang âæåüc ghi nháûn. Båíi le,î noï âæåüc thæìa kãú tênh âån giaín cuía bãø âaï vaì sæû thuáûn tiãn cuîng nhæ thë hiãúu cuía viãûc tiãu duìng âaï äúng cho nhu cáu giaíi khaïc.
1.6 Cäng nghãû saín xuáút âaï saûch :
Cäng nghãû saín xuáút næåïc âaï saûch khaïc våïi cäng nghãû saín xuáút âaï âuûc åí caïc kháu xæí lê âãø loaûi boí nhæîng taûp cháút loíng vaì khê.
Âáöu tiãn phaíi xæí lê nguyãn liãûu laì næåïc. Muäún coï âaï saûch, thç phaíi coï næåïc saûch, næåïc âaï qua xæí lê bàòng hoaï hoüc vaì vä truìng âãø âaím baío vãû sinh. Caïc bæåïc xæí lê âaî trçnh baìy cuû thãø åí pháön xæí lê næåïc ( pháön 1).
Bæåïc tiãúp theo: Trong quaï trçnh âäng âaï phaíi tiãúp tuûc loaûi boí cháút khê khoíi tinh thãø âaï hçnh thaình bàòng âuîa khuáúy, suûc khê hoàûc cho næåïc chuyãøn âäüng våïi täúc âäü låïn
Så âäö nguyãn lyï: Xæí lyï
Næåïc Nguyãn liãûu Thiãút bë, cäng nghãû Âaï saûch
Taûp cháút taïch khê
CHÆÅNG II
ÂAÛI CÆÅNG VÃÖ MAÏY LAÛNH HÁÚP THUÛ
Maïy laûnh háúp thuû giæí mäüt vai troì ráút quan troüng trong ké thuáût laûnh. Maïy laûnh háúp thuû Chu kç H2O/H2SO4 Do Lesdi phaït minh nàm 1810, vaì maïy laûnh háúp thuû liãn tuûc NH3/H2O do Carre’ phaït minh nàm 1850. våïi chàûn âæåìng phaït triãøn 200 nàm, ngaìy nay caïc loaûi maïy laûnh khaïc nhau âaî âæåüc hoaìn chènh vaì sæí duûng coï hiãûu quaí åí nhiãöu næåïc trãn thãú giåïi nháút laì åí Myî, Nháût, Liãn Xä (cuí).
2.1. Chu trçnh lyï thuyãút :
Vãö cå baín, maïy laûnh háúp thuû cuîng giäúng nhæ maïy laûnh neïn håi, chè khaïc laì thay maïy neïn håi duìng âiãûn bàòng cuûm “maïy neïn nhiãût” duìng nhiãût cuía nguäön gia nhiãût. Cuûm “maïy neïn nhiãût” bao gäöm : thiãút bë háúp thuû, båm dung dëch, bçnh sinh håi vaì tiãút læu dung dëch ( hçnh 1.1)
BDD
SH
2
HT
BH
NT
3
1
4
TL
TLDD
PK
P0
QK
Q0
QH
QA
Hçnh 1.1. Så âäö nguyãn lyï maïy laûnh háúp thuû.
SH: Bçnh sinh håi, BDD: Båm dung dëch, HT: Bçnh háúp thuû,
TLDD: Tiãút læu dung dëch.
Nguyãn lyï laìm viãûc cuía maïy laûnh háúp thuû hay cuía maïy neïn nhiãût nhæ sau :
Bçnh háúp thuû “huït” håi sinh ra tæì thiãút bë bay håi, cho tiãúp xuïc våïi dung dëch loaîng tæì van tiãút læu dung dëch âãún. Do nhiãût âäü tháúp, dung dëch loaîng háúp thuû håi mäi cháút âãø tråí thaình dung dëch âáûm âàûc. Nhiãût toía ra trong quaï trçnh háúp thuû âæåüc thaíi ra cho næåïc laìm maït. Dung dëch âáûm âàûc âæåüc båm dung dëch båm lãn bçnh sinh håi åí aïp suáút cao Pk. Taûi âáy, dung dëch âáûm âàûc nháûn nhiãût cuía nguäön gia nhiãût seî säi hoaï håi, håi mäi cháút taïch ra åí aïp suáút cao âæåüc âi vaìo thiãút bë ngæng tuû. Quaï trçnh diãùn ra åí thiãút bë ngæng tuû, tiãút læu vaì bay håi giäúng nhæ åí caïc maïy laûnh neïn håi. Sau khi sinh håi, dung dëch âáûm âàûc tråí thaình dung dëch loaîng vaì qua van tiãút læu dung dëch, giaím aïp tråí vãö bçnh háúp thuû, kheïp kên voìng tuáön hoaìn dung dëch.
Phæång trçnh cán bàòng nhiãût cuía maïy laûnh háúp thuû :
Q’k + Q’A = Q’o + Q’H + Q’B
Trong âoï :
Q’k
: Nhiãût thaíi ra cuía thiãút bë ngæng tuû
Q’A
: Nhiãût thaíi ra cuía thiãút bë háúp thuû
Q’0
: Nhiãût trao âäøi cuía thiãút bë bay håi
Q’H
: Nhiãût tiãu täún cho quaï trçnh sinh håi
Q’B
: Nhiãût quy âäøi tiãu täún cho båm dung dëch
Hãû säú laìm laûnh cuía maïy laûnh háúp thuû :
e = = (Vç Q’B << Q’H)
Âiãöu kiãûn cho mäüt chu trçnh maïy laûnh háúp thuû hoaût âäüng âæåüc laì :
Dx = xr - xa > 0
Trong âoï :
x : Näöng âäü khäúi læåüng dung dëch :
x =
khäúi læåüng mäi cháút laûnh
khäúi læåüng mäi cháút laûnh + khäúi læåüng cháút háúp thuû
xr : Näöng âäü dung dëch âáûm âàûc sau khi ra khoíi bçnh háúp thuû
xa : Näöng âäü dung dëch loaîng sau khi ra khoíi bçnh sinh håi
Dx : coìn goüi laì vuìng khæí khê. Váûy vuìng khæí khê phaíi dæång .
2.2. Æu, nhæåüc âiãøm:
Æu âiãøm låïn nháút cuía maïy laûnh háúp thuû laì sæí duûng chuí yãúu nguäön nhiãût nàng coï nhiãût âäü khäng cao (80 ¸ 1500C) âãø hoaût âäüng . Chênh vç thãú, maïy laûnh háúp thuû goïp pháön vaìo viãûc sæí duûng håüp lyï caïc nguäön nàng læåüng khaïc nhau: nàng læåüng nhiãût màût tråìi, táûn duûng nhiãût nàng thæìa, phãú thaíi, thæï cáúp, reí tiãön nhæ khoïi thaíi, håi trêch ...
Æu âiãøm tiãúp theo cuía maïy laûnh háúp thuû laì coï ráút êt chi tiãút chuyãøn âäüng, kãút cáúu chuí yãúu laì caïc thiãút bë trao âäøi nhiãût vaì trao âäøi cháút, bäü pháûn chuyãøn âäüng duy nháút laì båm dung dëch. Vç váûy, maïy laûnh háúp thuû váûn haình âån giaín, âäü tin cáûy cao, maïy laìm viãûc êt äön vaì rung. Trong voìng tuáön hoaìn hoaìn mäi cháút, khäng coï dáöu bäi trån nãn bãö màût caïc thiãút bë trao âäøi nhiãût khäng bë baïm dáöu laìm nhiãût tråí tàng nhæ trong maïy laûnh neïn håi.
Ngoaìi ra, hiãûn nay, khi tçnh traûng phaï huíy táöng Äzän do caïc cháút frãon gáy ra, viãûc tçm caïc mäi cháút laûnh khaïc thay thãú âang coìn ráút khoï khàn thç viãûc duìng maïy laûnh háúp thuû thay thãú maïy laûnh neïn håi trong lénh væûc âiãöu hoìa khäng khê coï yï nghéa ráút låïn .
Maïy laûnh háúp thuû cuîng coï nhæåüc âiãøm laì giaï thaình hiãûn nay coìn ráút âàõt, cäöng kãönh, diãûn têch làõp âàût låïn hån so våïi maïy laûnh neïn håi. Læåüng næåïc laìm maït tiãu thuû cuîng låïn hån vç phaíi laìm maït thãm bçnh háúp thuû. Thåìi gian khåíi âäüng cháûm, täøn tháút khåíi âäüng låïn do læåüng dung dëch chæïa trong thiãút bë låïn .
2.3.Mä hçnh maïy laûnh háúp thuû NH3/H2O mäüt cáúp :
Cáúu truïc cuía maïy T108/6D
Hçnh 3.4: maïy laûnh háúp thuû T108/6D
G . Cäng tàõc täøng
H . Bäü choün
I . Âäöng häö âo nhiãût âäü daûng daûng säú
L . Relay nhiãût dang säú
M. Ngàn laìm laûnh
Hçnh 3.5: khaïi quaït chu trçnh.
A. Bäü sinh håi.
B. Bäü ngæng tuû.
C. Bäü bay håi.
D. Bäü trao âäøi khê.
Bäü háúp thuû.
F. Bäü trao âäøi nhiãût (loíng-loíng)
Caïp nuäi cho âiãûn tråí nung 120W
H×nh 3.6: så âäö hãû thäúng thiãút bë âo nhiãût âäü
G. Cäng tàõc täøng.
H. Bäü choün
G. Âäöng häö âo nhiãût âäü daûng säú
Ralay âo nhiãût âäü daûng säú
t1. Càûp nhiãût chè thë nhiãût âäü håi sau bäü sinh håi (A)
t2. Càûp nhiãût chè thë nhiãût âäü håi sau bäü tinh luyãûn
t3. Càûp nhiãût chè thë nhiãût âäü loíng sau bäü ngæng tuû (B)
t4. Càûp nhiãût chè thë nhiãût âäü bay håi sau bäü bay håi (C)
t5.Càûp nhiãût chè thë nhiãût âäü dung dëch sau bäü hoaìn nhiãût (F)
t6. Càûp nhiãût chè thë nhiãût âäü dung dëch loaíng sau bäü hoaìn nhiãût (F)
t7. Càûp nhiãût chè thë nhiãût âäü dung dëch sau bäü háúp thuû (e)
t8. Càûp nhiãût chè thë nhiãût âäü ngàn laìm laûnh (M)
2.4. Mäi cháút duìng trong maïy laûnh háúp thuû :
Yãu cáöu âäúi våïi mäi cháút duìng trong maïy laûnh háúp thuû :
Ngoaìi mäi cháút laûnh, maïy laûnh háúp thuû coìn sæí duûng thãm mäüt mäi cháút háúp thuû næîa, goüi chung laì càûp mäi cháút laûnh. Yãu cáöu âäúi våïi càûp mäi cháút laûnh trong maïy laûnh háúp thuû cuîng giäúng nhæ âäúi våïi caïc mäi cháút laûnh khaïc laì coï tênh cháút nhiãût âäüng täút, khäng âäüc haûi, khoï chaïy, khoï näø, khäng àn moìn âäúi våïi váût liãûu chãú taûo maïy, phaíi reî tiãön, dãù kiãúm... Ngoaìi ra càûp mäi cháút laûnh cáön phaíi :
- Hoìa tan hoaìn toaìn vaìo nhau nhæng nhiãût âäü säi åí cuìng âiãöu kiãûn aïp suáút caìng xa nhau caìng täút, âãø håi mäi cháút laûnh sinh ra åí bçnh sinh håi khäng láùn cháút háúp thu û.
- Nhiãût dung riãng cuía dung dëch phaíi beï, âàûc biãût âäúi våïi maïy laûnh háúp thuû chu kyì âãø täøn tháút nhiãût khåíi âäüng maïy nhoí .
Hiãûn nay, maïy laûnh háúp thuû sæí duûng phäø biãún hai loaûi càûp mäi cháút laûnh laì NH3/ H2O vaì H2O/ LiBr. Hiãûn nay, coï mäüt säú cäng trçnh âaî cäng bäú duìng caïc cháút háúp thuû ràõn trong maïy laûnh háúp thuû chu kyì nhæ CaCl2, zeälit, cacbon hoaût tênh ...nhæng váùn chæa âæåüc sæí duûng phäø biãún vç tuy chuïng coï æu âiãøm laì khäng cáön thiãút bë tinh cáút, nhæng do coï caïc nhæåüc âiãøm laì : laìm giaím hãû säú dáùn nhiãût, sæû giaîn nåî thãø têch quaï mæïc (gáúp 10 láön) vaì toía ra nhiãût læåüng ráút låïn trong quaï trçnh háúp thuû dáùn âãún laìm giaím âaïng kãø hãû säú hæîu êch cuía thiãút bë .
Maïy laûnh háúp thuû NH3/ H2O coï caïc æu âiãøm sau:
-Tyí sä úaúp suáút ngæng tuû vaì aïp suáút bay håi nhoí.
-Coï nhiãût âäü bay håi tháúp.
-Sæí duûng nguäön nhiãût tháúp (90-120)0C
Nhæåüc âiãøm:
-Àn moìn âäúng, caïc håüp kim cuía âäöng.
-Trong bçnh sinh håi càûp mäi cháút naìy coï nhæåüc âiãøm laì læåüng håi næåïc cuäún theo håi amniac låïn nãn cáön bäü tinh cáút gáy nãn phæïc taûp vaì täún keïm.
-Khäng hiãûu quaí bàòng maïy laûnh háúp thuû H2O/ LiBr vaì coìn gáy muìi khai, âäüc haûi nãúu xç håí.
-Nhiãût âäü phán huyí cuía häøn håüp amoniac vaì næåïc tháúp nãn khäng thãø sæí duûng nguäön nhiãût coï nhiãût âäü cao âãø gia nhiãût.
CHÆÅNG III :
THIÃÚT KÃÚ CAÏC KÊCH THÆÅÏC KHUÄN ÂAÏ, BÃØ ÂAÏ
3.1. Læûa choün khuän âaï:
Choün loaûi khuän hçnh truû, coï 2 loîi, âaï âæåüc âoïng bàng giæîa 2 loîi
Muûc âêch : Saín xuáút âaï cho nhu cáöu giaíi khaït. Do âoï, kêch thæåïc khuáy âaï hay kêch thæåïc âaï cho phuì håüp vaì thuáûn tiãûn khi tiãu duìng næåïc âaï.
Choün khuän âaï coï:
Âæåìng kênh trong cuía khuän : +ÅÍ tiãút diãûn trãn : = 10, mm.
+Åí tiãút diãûn dæåïi: = 12, mm
Âæåìng kênh ngoaìi cuía loíi khuän : +ÅÍ tiãút diãûn trãn : = 40, mm.
+Åí tiãút diãûn dæåïi: = 34, mm
Chiãöu cao cuía khuän : h= 500 mm
Bãö daìy cuía khuän : =0,5 mm
Thanh âaï (sau khi ra khuän) seî âæûoc càõt ra tæìng thoíi âaï daìi tæì (50 ¸ 70)mm.
3.2 Xaïc âënh säú læåüng khuän vaì khäúi læåüng âaï chæïa trong khuän :
3.2.1 Kiãøm tra laûi kêch thæåïc khuän âaï
Thãø têch chæïa toaìn bäü khuän âaï
Khuän âaï coï daûng hçnh truû räøng nãn thãø têch cuía noï âæåüc xaïc âënh : V , m3.
V =p.
Thãø têch âaï tæång æïng seî laì : V = 800/0 V
Khäúi læåüng âaï tæång æïng seî laì : Glâ , kg.
G1â =V = 80%.p.
G1â =0,8.p
Nhæ váûy kêch thæïc khuän âaï choün âaî thoaí maîn.
3.2.2.Xaïc âënh säú læåüng khuän cáön duìng cho mäüt meí âaï : n , khuän
n =G/G1â =40/0,45 =100 khuän
G =40 kg nàng suáút laìm âaï yãu cáöu.
3.2.3.Xaïc âënh kêch thæåïc trong cuía bãø âaï
Caïc kêch thæåïc trong cuía bãø âaï : D *R*C
D : Chiãöu daìi cuía bãø.
R : Chiãöu räüng cuía bãø.
C : Chiãöu cao cuía bãø.
Læûa choün caïch bäú trê khuän trong bãø:
Bäú trê khuän cáön phaíi âaím baío næåïc muäúi chuyãøn âäüng trong bãø dãù daìng, traïnh gáy tråí læûc låïn, täún âiãûn nàng cho âäüng cå caïnh khuáúy, âaím baío næåïc muäúi âäöng âãöu åí caïc vë trê âàût khuän, laìm âäöng âãöu nhiãût âäü cuía næåïc muäúi, taûo âiãöu kiãûn thuáûn tiãûn cho viãûc âäng âaï âæåüc âäöng âãöu. Màût khaïc, coìn phaíi thuáûn tiãûn cho viãûc bäúc dåî âaï bàòng thuí cäng.
Trãn cå såí âoï choün caïch bäú trê:
Daìn laûnh âàût åí giæîa bãø, pháön coìn laûi laì bäú trê 100 khuän âaï chia thaình 2block (mäùi block gäöm 50 =5 .10 khuän), caïc khuän âaï trong mäùi block âæåüc gaï keûp cäú âënh laûi våïi nhau, thuáûn tiãûn cho viãûc bäúc dåí âaï âäöng loaût, ruït ngàõn thåìi gian, tiãút kiãûm âæåüc nhán cäng.
Tham khaío caïc bãø âaï åí bãn ngoaìi thæûc tãú, choün âæåüc caïc khoaíng caïch:
-Bãö ngang vuìng âàût daìn laûnh : a = 300 mm
-Khoaíng caïch tæì tám khuän âãún thaình ngang cuía bãø hay âãún táúm chàõn âàût daìn laûnh: b = 60 mm.
-Khoaíng caïch giæîa caïc khuän (tênh tæì tám khuän) ngang hay doüc: c =80 mm
-Khoaíng caïch tæì tám khuän âãún thaình ngang cuía bãø: d =260 mm
-Khoaíng caïch tæì âaïy khuän âãún âaïy bãø: f = 60mm.
-Khoaíng caïch tæì miãûng khuän âãún miãûng thaình bãí: e =40 mm
-Chiãöu cao khuän âaï: h =500 mm
-100 khuän chia thaình 2block, mäùi block: 50 khuän = 5*10
Säú läúi: m =5 läúi, Säú daîy : n =10 daîy
Váûy caïc kêch thæåïc cuía bãø âaï:
Chiãöu daìi cuía bãø âaï
D =2.d +(n - 1) c =2240 + (10-1)80=1240 mm
Chiãöu räüng cuía bãø âaï:
R = a + 4.b +2 (m-1).c = 300+ 460 +2 (5-1).80 = 1180 mm
Chiãöu cao cuía bãø
C = e +h + f = 40 + 500 +60 = 600 mm
=> D.R.C =1240.1180.600 mm3 = 0,878 m3
CHÆÅNG IV :
KÃÚT CÁÚU XÁY DÆÛNG VAÌ CAÏCH NHIÃÛT BÃØ ÂAÏ
4.1 Læûa choün kãút cáúu :
Kãúït cáúu xáy dæûng, kãút cáúu caïch nhiãût vaì kãút cáúu caïch áøm cuía mäüt bãø næåïc muäúi coï thãø âæåüc xáy dæûng nhæ nhæîng phoìng laûnh khaïc. Âiãöu âoï coï thãø tháúy åí caïc bãø âaï coï cäng suáút væìa vaì låïn åí bãn ngoaìi thæûc tãú, tæåìng bao âæåüc xáy dæûng bàòng xi màng, gaûch, coï nàõp laì nhæîng thanh gäù daìy gheïp laûi, khäng caïch nhiãût vaì phêa trãn cuîng phuí mäüt låïp baûc nhàòm muûc âêch ngàn chàûn áøm khuãúch taïn vaìo bãø laìm loaîng næåïc muäúi cuîng nhæ caïc doìng nhiãût âäúi læu.
Âäúi våïi bãø âaï coï cäng suáút laìm âaï nhoí, trang bë cho caïc cæía haìng àn uäúng, quáöy giaíi khaït, khaïch saûn thç kãút cáúu cuîng nhæ thiãút bë caìng goün nheû caìng thuáûn tiãûn. Hãû thäúng coï thãø xã dëch, di chuyãøn âæåüc thç kãút cáúu caïch nhiãût, caïch áøm vaì chëu læûc gäöm nhæîng låïp sau: coï 3 låïp
Låïp trong cuìng: Tiãúp xuïc træûc tiãúïp våïi dung dëch næåïc muäúi nãn âiãöu kiãûn âàût ra laì phaíi chëu âæåüc âäü àn moìn, thæåìng låïp naìy laìm bàòng theïp táúm (âæåüc phuí hay maû bãö màût bàòng mäüt låïp chëu âæåüc âäü àn moìn cuía næåïc muäúi). Hãû thäúng âang thiãút kãú nhoí, do âoï coï thãø choün váût liãûu bàòng Inox thay cho theïp táúm, âaím baío laìm viãûc täút trong âiãöu kiãûn àn moìn chi phê cho váût liãûu khäng quaï låïn.
Låïp giæîa : Låïp caïch nhiãût bàòng cháút deío xäúp.
Låïp ngoaìi cuìng :Låïp tän hoa moíng, boüc kên låïp caïch nhiãût vaì âoïng vai troì caïch áøm, ngoaìi ra tàng tênh tháøm myî cho bãø âaï.
Muäún kãút cáúu væîng chàõc (chëu âæåüc læûc) thç coï thãø duìng theïp goïc âoïng vai troì laì khung chëu læûc hoàûc gán tàng cæåìng cæïng, chuïng âæåüc haìn vaìo chung quanh bãø .
4.2. Xaïc âënh chiãöu daìy låïp caïch nhiãût:
Âãø duy trç nhiãût âäü tháúp cuía mäüt khäng gian naìo âoï thç phaíi caïch nhiãût khäng gian âoï våïi mäi træåìng bãn ngoaìi, âãø haûn chãú doìng nhiãût täøn tháút tæì ngoaìi vaìo âãún mæïc tháúp nháút. Âiãöu âoï âæåüc thæûc hiãûn bàòng caïc váût liãûu caïch nhiãût våïi caïc kãút cáúu thêch håüp.
Chiãöu daìy caïch nhiãût âæåüc xaïc âënh theo 2 yãu cáöu cå baín sau:
Vaïch ngoaìi cuía kãút cáúu bao che khäng âæåüc âoüng sæång .
Choün chiãöu daìy täúi æu âãø giaï thaình mäüt âån vë laûnh laì reí nháút. Båíi vç, giaï thaình váût liãûu caïch nhiãût thæåìng chiãúm 24 âãún 40 0/0 giaï thaình toaìn bäü hãû thäúng. Tàng chiãöu daìy caïch nhiãût thç giaï maïy, giaï váûn haình tàng vaì ngæåüc laûi.
Chiãöìu daìy caïch nhiãût âæåüc xaïc âënh tæì biãøu thæïc tênh hãû säú truyãön nhiãût K:
K =
Trong âoï :
Ktæ : Hãû säú truyãön nhiãût täúi æu , W/m2K
: Hãû säú toaí nhiãût cuía khäng khê vaìo vaïch ngoaìi tæåìng bãø, W/m2K
:Hãû säú toaí nhiãût cuía næåïc muäúi tæì vaïch trong vaìo mäi træåìng næåïc muäúi, W/m2k
: Chiãöu daìy låïp váût liãûu thæï i cuía vaïch caïch nhiãût , m
: Hãû säú dáùn nhiãût cuía låïp thæï i, W/m.K
:Chiãöu daìy låïp caïch nhiãût , m
:Hãû säú dáùn nhiãût cuía låïp caïch nhiãût, W/mK
Ktæ :Hãû säú truyãön nhiãût täúi æu qua vaïch phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü buäöng laûnh. Nhiãût âäü trung bçnh cuía næåïc muäúi t1=tm , Choün theo loaûi âaï saín xuáút. Våïi âaï trong suäút thç: Choün t1= -8. Theo [[ TL2-Tr63],]
Våïi t1 naìy tra baíng 2 TL2 âæåüc Ktæ= 0,28 W/m2K
Choün nhiãût âäü mäi træåìng laì: tmt=37,7 (nhiãût âäü thaïng noïng nháút Âaì Nàông)
Theo baíng 3.17[TL4-Tr65], hãû säú toaí nhiãût bãö màût ngoaìi cuía vaïch ngoaìi:
=23,3 W/m2K
+Báy giåì ta chè viãûc xaïc âënh hãû säú toaí nhiãût cuía vaïch trong:
Træåìng håüp naìy thuäüc loaûi næåïc muäúi trao âäøi nhiãût âäúi læu cæåîng bæïc våïi bãö màût vaïch thàóng âæïng (táúm âæïng) nhåì caïch khuáúy.
Caïc thäng säú cho viãûc tênh toaïn:
Ta sæí duûng dung dëch muäúi NaCl, vç noï reí tiãön dãù kiãúm .
t3 :nhiãût âäü hoaï ràõn cuía dung dëch muäúi.
t0: Nhiãût âäü bay håi cuía mäi cháút laûnh. t0 =-12.
Nãúu t3 caìng nhoí seî haûn chãú tháúp nháút viãûc âoïng bàng cuía næåïc muäúi. Khi xaîy ra hiãûn tæåüng naìy ( âàûc biãût laì caïc hãûû thäúng kên coï caïc âæåìng äúng) seî gáy næït voí äúng, phaï hoíng båm tuáön hoaìn, gáy nguy hiãøm vaì thiãût haûi.
Hãû säú toaí nhiãût âæåüc xaïc âënh theo tiãu chuáøn Nussel: = .
Theo phæång trçnh khäng thæï nguyãn: Nu=f(Re, Pr)
Tiãu chuáøn Reynol âæåüc xaïc âënh: Re=
Theo [TL1-Tr 10], choün váûn täúc næåïc muäúi chuyãøn âäüng trong bãø laì:=0,4m/s
l=600 mm
Theo [TL1-Tr94], nhiãût âäü âäng âàûc cuía næåïc muäúi trong bãø âaï phaíi tháúp hån nhiãût âäü bay håi it nháút 50C. Do âoï choün næåïc muäúi coï näöng âäü =23,1%, nhiãût âäü hoaï ràõn -21,20C, ta coï tênh cháút váût lyï cuía muäúi åí nhiãût âäü -10oC:
= 4,02.10- 6.m/s2
Pr = 29,5
= 0,528 w/mk
C = 3,312 kj/kg.k
Váûy Re==49751>105 => doìng chaíy räúi
Theo [TL13-Tr149] ta coï:
Nuf =0,037.Re0,8.Pr0,43=0,037. 497510,8.29.50,43=907,1
Hãû säú toaí nhiãût bãn trong : == 907,92 ,[w/m2k].
4.2.1. Tênh chiãöu daìy caïch nhiãût tæåìng cuía bãø âaï
Hçnh 4.2 :Kãút cáúu cuía tæåìng bao quanh bãø
STT
Tãn goüi
Hãû säú dáùn nhiãût
, W/mK
Chiãöu daìy
, m
Chæïc nàng
1
2
3
Låïp tän hoa
Låïp cháút deío xäúp
Låïp Inox
45,35
0,035
58
0,0005
0,003
Baío vãû , caïch áøm
Caïch nhiãût
Baío vãû chäúng tháúm vaì chëu læûc
:Caïc hãû säú tra åí baíng 3.2 [TL2-Tr63]
Chiãöu daìy låïp caïch nhiãût:
=0,035=0,123 m
Nhæ váûy hãû säú truyãön nhiãût thæûc Kthæûc (Ktæ) do tàng :
Kthæûc= =0,29 W/m2K
4.2.2 Chiãöu daìy låïp caïch nhiãût âaïy bãø :
hçnh 4.4: cáúu taûo âaïy bãø âaï
Do nãön bãø coï cáúu truïc kiãøu nãön læíng (håí màût âáút). Bãn dæåïi nãön âæåüc sæåíi áúm båíi doìng khäng khê noïng âäúi læu tæû nhiãn nãn nãön bãø khäng xaíy ra hiãûn tæåüng âoïng bàng.
Cuîng do kãút cáúu laì nãön læíng nãn chiãöu daìy caïch nhiãût cuía nãön cuîng âæåüc choün âuïng bàòng chiãöu dáöy caïch nhiãût cuía tæåìng tæïc laì :
=0,123 m
4.3. Kãút cáúu caïch áøm :
Låïp caïch nhiãût âæåüc bao boüc båíi låïp Inox vaì låïp tän kên nãn kãút cáúu âæåüc xem laì caïch áøm hoaìn toaìn. Váún âãö åí chäù laì caïc mäúi gheïp (tiãúp xuïc) phaíi hoaìn toaìn kên khêt, âaím baío chàûn âæïng caïc doìng áøm khuãúch taïn vaìo låïp caïch nhiãût, gáy náúm moïc, thäúi ræîa, phaï huyí låïp váût liãûu caïch nhiãût.
4.4. Tênh kiãøm tra âoüng sæång :
Âãø traïnh hiãûn tæåüng âoüng sæång trãn bãö màût åí phêa nhiãût âäü cao, thç nhiãût âäü trãn bãö màût tæåìng phaíi cao hån nhiãût âäü âoüng sæång åí âiãöu kiãûn mäi træåìng tênh toaïn.
Âiãöu kiãûn traïnh hiãûn tæåüng âoüng sæång trãn bãö màût: theo [TL2-Tr66]:
Ktt< Ks
Trong âoï: Ktt :Hãû säú truyãön nhiãût thæûc: 0,23 W/m2K.
Ks = Kmax- hãû säú truyãön nhiãût låïn nháút âãø vaïch ngoaìi khäng bë âoüng sæång.
Ks=0,95
Våïi: =23,3W/m.k
0,95- Hãû säú an toaìn.
ts = Nhiãût âäü âoüng sæång khäng khê áøm tra âäö thë Moiler h- d cuía khäng khê áøm åí aïp suáút khê quyãøn theo [TL2-Tr9], våïi ( t, ) ta âæåüc: ts =330C
KS= 0,9523,3.=2,18 W/m2K
Do âoï: Ks>Ktt. Váûy bãö màût vaïch ngoaìi cuía bãø âaï âaím baío, khäng bë âoüng sæång.
CHÆÅNG V:
TÊNH NHIÃÛT BÃØ ÂAÏ
Viãûc tênh toaïn nhiãût bãø âaï nhàòm xaïc âënh täøng täøn tháút laûnh âãø saín xuáút 1 kg âaï Âãø tæì âoï laìm cå såí cho viãûc tênh toaïn nàng suáút laûnh vaì thiãút kãú thiãút bë trao âäøi nhiãût coï nàng suáút laûnh cho phuì håüp.
Täøn tháút laûnh cuía bãø âaï bao gäöm caïc täøn tháút sau: Q0= Q1+Q2
Trong âoï: -Q1: täøn tháút laûnh ra mäi træåìng xung quanh
-Q2: täøn tháút laûnh do âäng âaï vaì laìm laûnh khuän
-Q3: täøn tháút laûnh do váûn haình
5.1: täøn tháút laûnh ra mäi træåìng xung quanh, Q1 :
Q1=Q11 + Q12 + Q13
Trong âoï: - Q11: täøn tháút nhiãût qua tæåìng.
- Q12: täøn tháút nhiãût qua nãön.
- Q13: täøn tháút nhiãût åí nàõp bãø âaï.
5.1.1.Täøn tháút qua tæåìng bãø âaï, Q11:
hinh5.1: kãút cáúu tæåìng bãø âaï
Täøn tháút laûnh qua tæåìng bãø âaï dæåïi âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc :
Q11 = Kt .Ft .tt ; [ W ]
Trong âoï :
- Kt :Hãû säú truyãön nhiãût thæûc qua tæåìng bãø âaï
Kt = 0,29 W/m2K theo kãút quaí tênh toaïn trãn (muûc 4.2)
- Ft : Diãûn têch tæåìng bao bãø âaï, m2
Ft = 2 .(C.D + R.C) =2.C.(D + R)
=2( 1,24+1,18 ) 0,6 = 2,904[ m2 ]
Âäü chãnh nhiãût âäü giæîa mäi træåìng bãn ngoaìi vaì næåïc muäúi.
D tt =37,7- (- 8) = 45,70C
Váûy Q11 = 0,292,66245,7 = 38,48 [ W ]
5.1.2. Täøn tháút nhiãût qua âaïy, Q12:
hinh5.2: kãút cáúu âaïy bãø âaï
Nhæ âaî trçnh baìy åí muûc (3.5) .Kãút cáúu nãön bãø theo kiãøu sán læíng nãn doìng nhiãût qua nãön bãø seî âæåüc tênh nhæ åí vaïch ngoaìi.
Q12 = Kn.Fn.Dtn
Trong âoï:
- Kt Hãû säú truyãön nhiãût thæûc qua âaïy bãø.
Kn =Kt =0,29 [W/m2k] theo tênh toaïn trãn muûc 4.2
- Fâ : Diãûn têch âaïy bãø
Fâ = D.R =1,241,18=1,4632 [m2]
- D tâ : Âäü chãnh lãûch nhiãût âäü
D tn = 37,7-(-8)=45,7 0C
Váûy: Q12 =0,29 1,463245,7 =19,39 [W].
5.1.3 Täøn tháút nhiãût qua nàõp bãø Q13 : W
hçnh 5.3: Kãút cáúu nàõp bãø âaï
1 - Táúm baût âáûy kên: - Âäü daìy: b = 0,001m
- Hãû säú dáøn nhiãût: =0,18 W/m.k
2 - Låïp gäù: - Âäü daìy: g =0,03 m
- Hãû säú dáøn nhiãût: =0,15 W/m.k
3 - Låïp âãûm khäng khê
4 - Mäi træåìng næåïc muäúi
Doìng nhiãût qua nàõp bãø âæåüc tênh :
Q13 = Kn. Fn .D tn
Kn :Hãû säú truyãön nhiãût qua nàõp bãø, W/m2K
Fn : Diãûn têch nàõp bãø ,m2
Fn =Fâ =1,4632 m2
D tn- Âäü chãnh nhiãût âäü giæîa mäi træåìng bãn ngoaìi vaì låïp khäng khê âãûm åí bãn trong bãø âaï.
Kãút cáúu nàõp bãø âæåüc læûa choün âån giaín : Chè gäöm 2 låïp : mäüt låïp gäù gäöm nhiãöu thanh gäù gheïp saït laûi våïi nhau, trãn bãö màût âæåüc phuí kên bàòng táúm baût
- Hãû säú truyãön nhiãût cuía nàõp bãø âaï:
Kn =
Trong âoï :
: Hãû säú toaí nhiãût âäúi læu cuía khäng khê vaìo bãö màût låïp baûc
[W/m2.k] Tra baíng 3-7 , [TL3-Tr65]
: Hãû säú toaí nhiãût tæì màût dæåïi cuía nàõp vaìo låïp âãûm khäng khê , W/m2K
[W/m2.k] Tra baíng 3-7, [TL2-Tr 65]
Tra nhæ âäúi våïi træåìng håüp bãö màût trong cuía tráön cuía buäöng âäúi læu tæû nhiãn.
Hãû säú truyãön nhiãût qua nàõp bãø âaï :
Kn = W/m.k
Vç næåïc muäúi tiãúp xuïc våïi låïp âãûm khäng khê nãn hiãûu säú nhiãût âäü tênh toaïn theo cäng thæïc sau:
- nhiãût âäü tênh toaïn cuía næåïc muäúi.
- nhiãût âäü tênh toaïn cuía khäng khê bãn ngoaìi.
- hãû säú kãø âãún vë trê cuía kãút cáúu bao che âäúi våïi khäng khê ngoaìi tråìi.
Vç phoìng âãûm khäng thäng våïi khê tråìi nãn, =0,6 theo [TL14-Tr439]
Nãn 27,42 oC
V áûy täøn tháút nhiãût qua nàõp bãø : Q13=2,481,463227,42 =99,5 W
Täøng täøn tháút nhiãût qua kãút cáúu bao che : Q1 = 38,48+19,39+99,5=157,4W
5.2. Täøng täøn tháút laûnh do âäng âaï vaì laìm laûnh khuän: Q2 , KJ/kg
, q2[KW], =1500[s]
q2=q21+q22+q23
Trong âoï : q21: täøn tháút laûnh do âäng âa,ï [kj/kg]
q22: täøn tháút laûnh do raî âaï, [kj/kg]
q23: täøn tháút laûnh do laìm laûnh khuän, [kj/kg]
5.2.1. Täøn tháút laûnh do âäng âaï q21:
q1 =Cpw.( tH2O- 0) + r + Cpi (0- tâ ) ( Cäng thæïc 11-50 trang 462 , TL4)
q1 bao gäöm 3 quaï trçnh :
Quaï trçnh laìm laûnh næåïc ban âáöu coï nhiãût âäü tmt xuäúng âãún 00C.
Quaï trçnh hoaï ràõn (âäng thaình âaï) åí -40C.
Quaï triình quaï laûnh âaï xuäúng âãún nhiãût âäü tâ. Muûc âêch quaï laûnh âãø : Âaï tan cháûm hån , tinh thã í âaï chàõc hån vaì khi tan cho mäüt læåüng laûnh låïn hån.
Cpw : kj/kgK nhiãût dung riãng âàóng aïp cuía næåïc
Cpw =4,18 kj/kgK
r : Nhiãûn áøn noïng chaíy cuía âaï , kj/kg r = 335 KJ/kg
Cpi :Nhiãût dung riãng cuía âaï, kj/kg
Cpi = 2,1
tâ : Choün bàòng-40C tæïc quaï laûnh xuäúng- 40C.
tH2O: Nhiãût âäü næåïc ban âáöu khi vaìo khuän, tuyì thuäüc nguäön næåïc sæí duûng.Næåïc saín xuáút âaï láúy tæì maûng næåïc thaình phäú âaî qua xæí lê, láúy låïn hån nhiãût âäü trung bçnh nàm tæì 3 ¸ 40C
tH2O = ttbnàm + ( 3 ¸ 4)0C ttbnàm= 25,50C ( tra baíng 1-1 , cäüt 3 [TL2- tr 8])
âäü chãnh lãûch nhiãût âäü láúy 3,4 0C
tH2O =25,6 +3,4 = 290C
Váûy q21= 4,18( 29-0) +335 + 2,1(0 - ( -4)) = 464,62 KJ/kg
5.2.2. Täøn tháút laûnh do raí âaï q22 :
Âãø láúy âaï ra khuän dãù daìng, thæåìng ngæåìi ta phaíi laìm tan låïp bãö màût âaï tiãúp xuïc våïimàût khuän tan thaình næåïc våïi âäü daìy 0,5 ¸ 2 mm (Trang 463 , TL4)
Âãø tan låïp bãö màût coï nhiãöu caïch : Duìng næåïc noïng , næåïc muäúi noïng hoàûc håi trêch hoàûc âån giaín nháút duìng næåïc laûnh t = 20 - 30 0C däüi vaìo khuän.
q2 caìng låïn nãúu læåüng næåìc âaï Graî caìng låïn, hay noïi caïch khaïc bãö màût khuän caìng phàóng thç täøn tháút khuän caìng nhoí.
Choün chiãöu daìy låïp âaï bë tan ra do raî âaï . Nhæ váûy:
q2=
Xaïc âënh Graî : Täøng khäúi læåüng næåïc âaï bë máút âi khi raí âaï æïng våïi mäüt meí âaï.
Graî = n.G1raî
n =100 : Säú læåüng khuän âaï trong mäüt meí.
Graî Læåüng âaï máút âi khi raí âaï æïng våïi mäüt khuän âaï.
G =40 kg :Nàng suáút laìm âaï cuía bãø.
Thanh âaï hçnh truû khäúi, räùng ruäüt nãn :
G1raî =
F1, F2 :Diãûn têch bãö màût ngoaìi vaì trong cuía thanh âaï
: khäúi læåüng riãng cuía âaï. , =914 kg/m3
F1= p.â
F2= p.â
Hay G1raî = phâ.
hâ :Chiãöu cao thanh âaï.
Vç Vâ = 0,8.V nãn hâ=0,8.h = 0,8.500 = 400 mm
Do âoï : G1raî = 914.( 0,039 + 0,01).p.0,4. 0,0005 = 0,028 kg
q2 = KJ/kg
5.2.3. Täøn tháút laûnh do raî âaï q23 :
Täøn tháút laûnh q3 duìng âãø laìm laûnh khuän tæì nhiãût âäü ban âáöu tk xuäúng âãún nhiãût âäü t2: q23 =
q23 :Phuû thuäüc vaìo váût liãûu laìm khuän ( CK, ), troüng læåüng cuía khuän gk vaì nhiãût âä ü(tk ,t2) säú læåüng khuän
n =100 khuän
G =40 kg
tk= t1 =37,70C
t2 = - 40C
Váût liãûu laìm khuän : Do âàûc âiãøm laìm viãûc trong mäi træåìng næåïc muäúi dãù bë àn moìn. Màût khaïc, âãø khäng laìm báøn næåïc âaï, biãún maìu næåïc âaï cho nãn váût liãûu laìm khuän âaï âæåüc choün laì Inox
Âäü daìy thaình khuän = 0,5 mm
Tra phuû luûc 33, [TL4- Tr617]
Khäúi læåüng riãng cuía váût liãûu : =7900 kg/m3
Nhiãût dung riãng cuía váût liãûu : CK = 0,46 kj/kgK
gk=
=7900.0,001.(p.0,039.0,5 +p.0,01.0,5)
= 0,6 kg
Boí qua khäúi læåüng pháön âaïy khuän vç diãûn têch pháön âaïy nhoí
q23 = =26,2 KJ/kg
Váûy täøn tháút laûnh do âäng âaï, raî âaï vaì laìm laûnh khuän laì:
Q2== = =15,6 KW
5.3 Täøn tháút do thäng gioï, Q3:
Do bãø âaï khäng thäng gioï nãn Q3=0
5.4 Täøn tháút laûnh do váûn haình: Q4=Q41+Q42
Trong âoï: Q41: täøn tháút laûnh do âäüng cå
Q32: täøn tháút laûnh do måí cæía
5.4.1 Täøn tháút laûnh do âäüng cå Q41:
Âäüng cå caïch khuáúy bäú trê bãn ngoaìi nãn täøn tháút naìy âæåüc tênh.
Q41 =1000.N. , [TL2- trang 87]
: Hiãûu suáút cuía âäüng cå
N :Cäng suáút cuía âäüng cå
N vaì láúy theo caïc giaï trë âënh hæåïng, , [TL2- Tr 87]
N = 1 KW
= 0,95
Váûy Q31=1000.1.0,95=950 W = 0,95 KW
5.4.2 Täøn tháút laûnh do måí cæía Q42, , W:
Âãø tênh toaïn doìng nhiãût khi måí cæía, ta sæí duûng cäng thæïc: Q42= B.F theo [TL14-Tr146]
Trong âoï: B- doìng nhiãût khi måí nàõp, W/m2.
F- diãûn têch låïp khäng khê âãûm. F= Fâh=1,46320,045=0,066 m2
(h- khoaíng caïch tæì màût næåïc muäúi âãún bãö màût táúm gäù h=45mm)
Vç diãûn têch låïp khäng khê âãûm tháúp: B= 18,7 W/m2
Nãn: Q42=18,70,066=1,23W=0,00123 KW
Váûy täøn tháút laûnh do váûn haình: Q4= 0,95+0,00123=0,95123 KW
Suy ra täøn tháút laûnh cuía bãø âaï
QBÂ= 0,1574+15,6+0,95123= 16,7086 KW
. Nàng suáút laûnh cuía daìn bay håi : Q0, KW
Q0 : Bao gäöm nàng suáút laûnh cuía daìn laûnh, täøn tháút âæåìng äúng, thiãút bë vaì pháön dæû træî.
Q0 = 1,05. QBÂ theo [TL2-tr92]
=1,0516,7086=17,54 KW
Chæång VI :
MÄ HÇNH MAÏY LAÛNH HÁÚP THUÛ NH3/H2O
6.1. Tênh cáúp thiãút cuía âãö taìi:
Trong thåìi âaûi ngaìy nay, váún âãö táûn duûng nguäön nàng læåüng tæû nhiãn vaì baío vãû mäi træåìng âang coï tênh cáúp thiãút trãn toaìn thãú giåïi nhæ sæí duûng nàng læåüng gioï, thuyí nàng .v..v. vaì âàûc biãût laì sæí duûng nàng læåüng màût tråìi. Theo tênh toaïn cuía caïc nhaì khoa hoüc haìng nàm màût tråìi truyãön cho traïi âáút mäüt læåüng nàng læåüng gáúp 10 láön so våïi træî læåüng cuía táút caí caïc nguäön nàng læåüng trãn traïi âáút. Vç váûy, viãûc sæí duûng nàng læåüng màût tråìi coï yï nghéa ráút låïn, nháút laì âäúi våïi næåïc ta, mäüt næåïc nhiãût âåïi (theo säú liãûu khê tæåüng åí Viãt Nam, säú giåì màût tråìi trung bçnh laì 2500 giåì).
Theo yï kiãún cuía cuía caïc nhaì nghiãn cæïu, viãûc sæí duûng nàng læåüng màût tråìi thaình nhiãût nàng thç hiãûu quaí hån nhiãöu so våïi thaình cå nàng hay âiãûn nàng. Hiãûn nay åí næåïc ta, nàng læåüng màût tråìi måïi âæåüc sæí duûng phäø biãún âãø âun næåïc noïng trong sinh hoaût. Tuy nhiãn, vaìo muìa âäng laì thåìi âiãøm cáön næåïc noïng nháút thç khäng coï màût tråìi nhiãöu. Vç váûy, ta táûp trung nghiãn cæïu viãûc sæí duûng nàng læåüng màût tråìi âãø æïng duûng vaìo âiãöu hoaì khäng khê vaì saín xuáút næåïc âaï.
Trong khuän khäø cuía âãö taìi naìy, ta nghiãn cæïu vaì tênh toaïn mä hçnh maïy laûnh háúp thuû sæí duûng nàng læåüng màût tråìi âãø saín xuáút næåïc âaï. Ngoaìi ra maïy laûnh háúp thuû naìy váùn sæí duûng âæåüc caïc nguäön nàng læåüng thæìa, phãú thaíi khaïc (coï coï nguäön nhiãût ütháúp).
6.2. Læûa choün phæång aïn maïy laûnh:
6.2.1. Phæång aïn âäút noïng træûc tiãúp hay daïng tiãúp:
Phæång aïn âäút noïng træûc tiãúp coï hiãûu quaí cao hån, båíi vç khäng coï täøn tháút nhiãût qua caïc thiãút bë trung gian, thiãút bë âån giaín hån, väún âáöu tæ vaì tênh phæïc taûp êt hån so våïi phæång aïn âäút noïng giaïn tiãúp. Tuy nhiãn, åí âáy ta choün phæång aïn âäút noïng giaïn tiãúp duìng næåïc laìm cháút taíi nhiãût båíi vç, âãø coï thãø sæí duûng âæåüc caïc nguäön nàng læåüng trong nhæîng ngaìy tråìi khäng coï aïnh nàõng vaì nhæîng luïc hãút màût tråìi trong ngaìy âãø duy trç âäü äøn âënh hoaût âäüng cuía maïy laûnh.
6.2.2. Phæång aïn maïy laûnh 1 cáúp hay 2 cáúp:
Maïy laûnh háúp thuû 2 cáúp coï tênh hiãu quaí hån maïy laûnh háúp thuû 1 cáúp, nhæng hãû thäúng maïy laûnh háúp thuû 2 cáúp phæïc taûp vaì chi phê âáöu tæ nhiãöu, nãn hiãûn nay maïy laûnh háúp thuû 2 cáúp sæí duûng nàng læåüng màût tråìi êt âæåüc sæí duûng. Do âoï trong âãö taìi naìy, ta choün maïy laûnh háúp thuû 1 cáúp
6.3. Choün mä hçnh maïy laûnh háúp thuû:
Mäüt váún âãö âàût ra åí âáy laì thåìi gian coï màût tråìi trong ngaìy khäng daìi (khoaíng 10 giåì), trong khi nhu cáöu næåïc âaï trong sinh hoaût coï thãø keïo daìi âãún âãm vaì luïc saïng såïm (uäúng cafe).
Trong âãö taìi naìy ta choün phæång aïn giaíi quyãút nhæ sau:
Choün khuän âaï loaûi 0,45 kg coï cáúu taûo 2 loíi:
Loíi trong coï âæåìng kênh f1 = 10 mm, f1’ = 12 mm
Loíi ngoaìi coï âæåìng kênh f2 = 40 mm, f2’ = 36 mm,
Chiãöu cao cuía loíi : l = 0,8500 = 400 mm
Âáy laì khuän trong maïy saín xuáút næåïc âaï saûch âang phäø biãún trãn thë træåìng, coï thåìi gian âäng âaï khoaíng 25 phuït.
Âãø maïy laûnh háúp thuû coï thãø hoaût khi hãút aïnh nàõng màût tråìi, âãø coï thãø saín xuáút næåïc âaï thãm mäüt vaìi meí hoàûc duy âäü laûnh trong bãø âãún khi xuáút âaï vaìo saïng häm sau, ta duìng thãm mäüt bçnh têch âàût sau thiãút bë ngæng tuû, mäüt bçnh thu âàût sau thiãút bë häöi nhiãût II vaì tàng thãø têch chæïa åí thiãút bë háúp thuû. Ban ngaìy, cæåìng âäü bæïc xaû nàng læåüng màût tråìi nhiãöu, læåüng amoniàc bäúc håi nhiãöu. Sau khi ngæng tuû taûi thiãút bë ngæng tuû, noï seî âæåüc têch goïp laûi taûi bçnh têch âãø coï thãø duy trç cáúp loíng mäi cháút cho thiãút bë bay håi thãm mäüt thåìi gian khi hãút aïnh nàõng màût tråìi. Bçnh thu duìng âãø chæïa dung dëch loaîng âãø khi vaìo ban âãm ta duìng dung dëch loaîng naìy huït håi sinh ra åí thiãút bë bay håi vaìo ban âãm khi daìn bay håi hoaût âäüng. Thiãút bë háúp thuû væìa âoïng vai troì laì thiãút bë háúp thuû væìa laì bçnh chæïa dung dëch âáûm âàûc khi dung dëch loaîng háúp thuû håi NH3 sinh ra taûi thiãú bë bay håi vãö. Do âoï thiãút bë háúp thuû coï thãø têch låïn hån thãø têch caïc bçnh háúp thuû coï cuìng cäng suáút khäng coï dæû træî.
Tæì nhæîng phán têch trãn, ta choün mä hçnh maïy laûnh háúp thuû sæí duûng nàng læåüng màût tråìi saín xuáút næåïc âaï nhæ sau:
¨ Sæí duûng càûp mäi cháút laì NH3/H2O
¨Âäút noïng giaïn tiãúp duìng næåïc laìm cháút taíi nhiãût
¨Maïy laûnh 1 cáúp
¨Coï thãm mäüt bçnh chæïa loíng cao aïp, bçnh chæïa dung dëch loaíngû
¨Do nguäön gia nhiãût tæì nàng læåüng màût tråìi coï nhiãût âäü tháúp, nãn âãø tàng hiãûu suáút laìm laûnh, ta duìng næåïc giãúng khoan âãø giaíi nhiãût (næåïc giãúng khoan coï nhiãût âäü luän äøn âënh vaì coï nhiãût âäü tháúp hån so våïi caïc nguäön næåïc nhæ næåïc bãö màût ,maûng næåïc thaình phäú) cho thiãút bë háúp thuû vaì thiãút bë ngæng tuû. Âãø giaím båït täøn tháút næåïc laìm maït ta cho næåïc laìm maït sau khi âi qua thiãút bë háúp thuû ta âæa lãn thiãút bë ngæng tuû. Thiãút bë ngæng tuû åí âáy ta duìng thiãút bë ngæng tuû kiãøu daìn ngám trong bãø næåïc. Båíi vç, khi ta ngám thiãút bë ngæng tuû trong bãø næåïc thç âäü chãnh nhiãût âäü cuía næåïc vaìo vaì ra laì tháúp tæì (1¸2)0C, seî laìm cho nhiãût âäü ngæng tuû tk tháúp
¨Do coï læåüng håi næåïc ráút låïn cuäún theo håi amoniàc taûi thiãút bë sinh håi, nãn cáön coï thãm bäü chæng cáút âãø tinh luyãûn håi amoniàc. Chuïng ta âãö xuáút mäüt phæång aïn nhàòm traïnh duìng næåïc laìm maït bäü tinh luyãûn gáy cäöng kãönh täún keïm, âoï laì duìng dung dëch âáûm âàûc sau khi ra khoíi thiãút bë háúp thuû âãø laìm maït bäü tinh luyãûn. Âáy thæûc cháút laì duìng nhæ bçnh häöi nhiãût væìa laìm tàng thãm hiãûu suáút cuía hãû thäúng
¨Âãø duy trç âäü äøn âënh hoaût âäüng cuía maïy laûnh trong nhæîng ngaìy tråìi rám maït, ta duìng thãm mäüt loì nung næåïc noïng âãø dæû phoìng.
¨Tuy håi NH3 sinh ra sau thiãút bë bay håi khäng coï loíng cuäún theo nhæng âãø tàng hãû säú laìm laûnh cuía chu trçnh ta cho håi NH3 sinh ra sau thiãút bë bay håi âi qua thiãút bë häöi nhiãût trao âäøi nhiãût våïi loíng NH3 træåïc khi qua van tiãút læu. Màût duì, ta duìng thãm thiãút bë häöi nhiãût I täún keïm thãm thiãút bë häöi nhiãût I vaì læåüng næåïc laìm maït taûi thiãút bë háúp thuû cuîng tàng lãn, nhæng hiãûu quaí cuía viãûc laìm quaï laûnh loíng træåïc khi qua van tiãút læu cao hån. Trao âäøi nhiãût taûi thiãút bë häöi nhiãût I laì giæîa loíng vaì håi NH3 nãn ta choün thiãút bë häöi nhiãût äúng xoàõn nàòm ngang, loíng NH3 âi bãn trong äúng, håi âi bãn ngoaìi khäng gian cuía bçnh.
¨Âãø giaím båït læåüng næåïc laìm taûi thiãút bë háúp thuû ta cho dung dëch loaîng træåïc khi vãö thiãút bë háúp thuû ta cho dung dëch loaîng âi qua thiãút bë häöi nhiãût II. Taûi âáy dung dëch loaîng âæåüc laìm maït, dung dëch âáûm âàûc âæåüc âäút noïng thãm. Dung dëch âáûm âàûc âæåüc âäút noïng thç ta giaím âæåüc læåüng nhiãût cáúp cho dung dëch âáûm âàûc taûi thiãút bë sinh håi. Do trao âäøi nhiãût taûi thiãút bë häöi nhiãût laì cuía hai dung dëch loíng nãn ta choün thiãút bë häöi nhiãût II coï cáúu taûo äúng läöng äúng.
Mä hçnh maïy laûnh háúp thu 1 cáúp NH3/H2O:
Ghi chuï :
NT :Thiãút bë ngæng tuû.
HN 1 : Thiãút bë häöi nhiãût I.
TL : Van tiãút læu.
TLDD: Tiãút lææ dung dëch.
BH : Thiãút bë bay håi.
HT : Thiãút bë háúp thuû.
TL’ : Thiãút bë tinh luyãûn.
SH :Thiãút bë sinh håi.
HN II:Thiãút bë häöi nhiãût II.
CHÆÅNG VII:
Láûp phæång trçnh tênh toaïn caïc thäng säú váût lyï
Qua chènh lyï caïc säú liãûu thæûc nghiãûm vaì caïc säú liãûu tra baíng âäúi våïi dung dëch NH3/H2O, caïc nhaì nghiãn cæïu âaî láûp âæåüc phæång trçnh tênh toaïn caïc thäng säú nhiãût âäüng læûc hoüc vaì nhiãût váût lyï hoüc cuía dung dëch NH3/H2O coï näöng âäü amäniac trong dung dëch x nhæ sau :
¨Entanpi pha loíng cuía dung dëch: il = (1-x).in +x.ina- qhh (1.1)
Trong âoï:
in = 1039,5+3,56393.T+0,919594.10-3.T2+0,124376.P- 0,222979.10-5.P2- 0,356960.P.T2 (1.2)
ina = 10580,43+3,02148.T+0,312072.10-2.T2+0,155360.P- 0,123079.10-4.P2-0,129460.P.T2 (1.3)
qhh =-839,87.(1-0,071.x).((1-x).x+((1-x).x)2)
¨aïp suáút cuía dung dëch: p= (2.1)
Trong âoï:
a=-2103,50+4669,96.x-20228,3.x2+56507.x3-80989,9.x4+55286,5.x5-14361,4.x6
b=5,65208-7,03170.x+37,9018.x2-102,912.x3+135,789.x4-82,1706.x5+18,4113.x6
¨Näöng âäü khäúi læåüng håi amäniàc trong pha håi:
xh =1-(1-x). (3.1)
c=-6571,06+39,9544.T-0,243781.10-2.T2+0,39792.10-6.T3-22,7722.P-0,4979.10-7.P2 +8286,02.+0,172363.10-1.P.T+0,77344.10-6.P.T2-3,62962.T.lnT-T.lnP
d= -1467.x2.(1,25.x3-5,58.x2 +5,96.x-0,42)+(17,3 .x3-13,8.x4).T
¨Entanpi häùn håüp håi næåïc - håi amäniàc:
ih = (1-xh).ihn +xh.iha (4.1)
ihn =1993,19+1,88878.T-0,205512.10-3.T2+0,367295.10-6.T3+10,6342.P-7648,34. (4.2)
iha=770,761+1,86947.T+0,587293.10-4.T2+0,731509.10-6.T3+8,98074.P-4580,15. (4.3) ¨Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch: (5.1)
Trong âoï :
n1 =
Våïi X = 1,8.T n2=
nhh = - 0,0001.[0,747 +0,94.10-2.t +0,318.10-3.t2 + (4,84 + 1,33.10-2.t
- 0,214.10-3.t2).x]. [(1- x).x + ((1 -x).x)2]
¨Nhiãût dung riãng cuía dung dëch:
Cp=4,18+0,71x (6.1)
¨Hãû säú dáùn nhiãût cuía dung dëch loaîng
l = (1- xr). ln’ +xr. la’ (7.1)
Trong âoï:
ln’: Hãû säú dáùn nhiãût cuía næåïc, W/m.K
ln’ = 0,562 + 1,893.10-3.t - 7,11.10-6.t2 (7.2) la’ :Hãû säú dáùn nhiãût cuía loíng NH3
la’ = 0,528 - 1,669.10-3.t - 6,2.10-6.t2 (7.3)
¨Âäü nhåït âäüng hoüc: = (1-a )n-a.a
Trong âoï: n: âäü nhåït âäüng hoüc cuía næåïc (8.1)
lnmn=-6,87757-2.1916.103.T-1+6,38605.105.T-2 (8.2) a: âäü nhåït âäüng hoüc cuía amäniàc
lnma = [-7,9732 + 2,61441.T-1 - 243288.T-2].10-3 (8.2)
CHÆÅNG VIII :
LÁÛP CHU TRÇNH VAÌ TÊNH PHUÛ TAÍI NHIÃÛT
Trong maïy laûnh háúp thuû NH3/H2O, häùn håüp dung dëch NH3 vaì H2O coï nhiãût âäü phán huyí tháúp. Do âoï khäng thãø sæí duûng nguäön nhiãût coï nhiãût âäü cao âãø gia nhiãût. Thæåìng nhiãût âäü nguäön nhiãût khäng nãn cao quaï 1600C. Hån næîa, trong bçnh sinh håilæåüng næåïc cuäún theo nhiãöu nãn nhiãût âäü gia nhiãût cho dung dëch thæåìng khäng cao quaï 1200C âãø traïnh læåüng næåïc ngæng häöi læu quaï nhiãöu vaì thiãút bë tinh cáút quaï cäöng kãönh.
Trong âãö taìi naìy, ta duìng nàng læåüng màût tråìi nung noïng næåïc vaì sau âoï næåïc âæåüc âæa âãún gia nhiãût cho thiãút bë sinh håi.Nhiãût âäü gia nhiãût cho thiãút bë sinh håi tH = 950C
8.1. Láûp chu trçnh vaì xaïc âënh caïc thäng säú :
8.1.1.Så âäö nguyãn lyï maïy laûnh háúp thuû NH3/H2O 1 cáúp:
Nguyãn lyï laìm viãûc:
Bçnh háúp thuû ”Huït” håi sinh ra tæì thiãút bë bay håi, cho tiãúp xuïc våïi dung dëch loaîng tæì van tiãút læu dung dëch âãún. Do nhiãût âäü tháúp, dung dëch loaîng háúp thuû håi mäi cháút âãø tråí thaình dung dëch âáûm âàûc. Nhiãût læåüng toaí ra trong quaï trçnh háúp thuû âæåüc nhaî ra cho næåïc laìm maït. Dung dëch âáûm âàûc âæåüc båm qua thiãút bë tinh chiãút nháûn nhiãût cuía häøn håüp håi trong thiãút bë naìy vaì tiãúp tuûc vãö thiãút bë häöi nhiãût II nháûn nhiãût cuía dung dëch loaîng tæì thiãút bë sinh håi vãö bçnh háúp thuû vaì noïng lãn sau âoï âæa vaìo thiãút bë sinh håi. ÅÍ thiãút bë sinh håi dung dëch tiãúp tuûc nháûn nhiãût cuía nguäön næåïc noïng, dung dëch âáûm âàûc säi lãn vaì sinh håi. Håi sinh ra coï láùn mäüt læåüng håi næåïc cuäún theo vaì âæåüc âæa vaìo thiãút bë tinh luyãûn. Dung dëch âáûm âàûc sau khi sinh håi coìn laûi dung dëch loaîng, dung dëch loaîng træåïc khi vãö thiãút bë háúp thuû âi qua thiãút bë häöi nhiãût II nhaî nhiãût cho dung dëch âáûm âàûc vaì qua van tiãút læu âãø giaím aïp. Håi sinh ra qua thiãút bë tinh luyãûn, åí âáy håi nhaî nhiãût cho dung dich âáûm âàûc laìm maït. Do næåïc coï nhiãût âäü ngæng tuû cao hån NH3 nãn læåüng næåïc cuäún theo ngæng tuû laûi vaì âi vãö thiãút bë sinh håi. Håi NH3 tinh khiãút âæåüc âæa vãö thiãút bë ngæng tuû . Taûi thiãút bë ngæng tuû, håi NH3 nhaî nhiãût cho næåïc laìm maït vaì ngæng tuû laûi thaình loíng cao aïp vaì vãö bçnh chæïa cao aïp. Âãø giaím täøn tháút laûnh cho chu trçnh taûi daìn bay håi, ta cho loíng cao aïp qua van tiãút læu vaì vãö baìn bay håi. Taûi thiãút bë bay håi loíng NH3 nháûn nhiãût cuía cháút taíi laûnh (næåïc muäúi) säi vaì bay håi. Håi naìy âi vãö thiãút háúp thuû vaì âæåüc dung dëch loaîng háúp thuû âãø tråí thaình dung dëch âáûm âàûc. Dung dëch âáûm âàûc âæåüc båm båm lãn thiãút bë tinh luyãûn âãø tiãúp tuûc chu trçnh måïi.
8.1.2 Tênh toaïn chu trçnh maïy laûnh háúp thuû :
Muûc tiãu xaïc âënh caïc âiãøm nuït cuía chu trçnh vaì xaïc âënh caïc phuû taíi nhiãût cuía caïc thiãút bë trao âäøi nhiãût cuía maïy laûnh háúp thuû NH3/H2O mäüt cáúp duìng cho bãø âaï.
Choün mäi træåìng giaíi nhiãût laì næåïc giãúng khoan vç duìng næåïc giãúng khoan giaím âæåüc chi phê âáöu tæ do khäng duìng thaïp giaíi nhiãût, quaût giaíi nhiãût. Næåïc giãúng coï nhiãût âäü tháúp hån nhiãût âäü mäi træåìng nãn caìng laìm giaím nhiãût âäü ngæng tuû tàng hãû säú laûnh cuía chu trçnh, do hãû thäúng nhoí nãn læåüng næåïc tiãu hao cho khäng låïn chi phê váûn haình chè laì båm giãúng so våïi duìng båm vaì quaût giaíi nhiãût. Ta duìng næåïc giãúng khoan âãø giaíi nhiãût vç næåïc giãúng khoan coï nhiãût âäü äøn âënh trong caí nàm (muìa heì vaì muìa âäng) vaì coï nhiãût âäü tháúp so våïi caïc nguäön næåïc säng häö, maûng næåïc thaình phäú. Theo [TL2-tr7] ta sæí duûng næåïc giãúng khoan khäng tuáön hoaìn coï thãø láúy cao hån hoàûc bàòng nhiãût âäü trong bçnh hàòng nàm,tra baíng theo [TL2-tr8] ta coï nhiãût âäü trung bçnh hàòng nàm taûi Âaì Nàông
Thäng säú laìm viãûc
Choün nhiãût âäü ra cuía næåïc taíi laûnh tm2 theo [TL4-tr102] : tm2= -8oC
Nhiãût âäü bay håi cuía mäi cháút laûnh tháúp hån nhiãût âäü cuía næåïc muäúi taíi nhiãût tæì.
t0=tm2-t0
t0= -8 -4= -120C
aïp suáút bay håi: Po=2,62 Bar Theo cäng thæïc (2.1) trãn .
Nhiãût âäü ngæng tu û:
Thiãút bë laìm maït bàòng næåïc nãn:
Trong âoï : hiãûu nhiãût âäü ngæng tuû yãu cáöu [TL2 - tr158], choün tk=60C
: nhiãût âäü næåïc laìm maït vaìo khoíi thiãút bë ngæng tuû, tw1=25,60C
: nhiãût âäü næåïc laìm maït ra khoíi thiãút bë ngæng tuû.
do âoï:
=>0C
Váûy: Choün
Nhiãût âäü næåïc gia nhiãût:
Nhiãût âäü næåïc gia nhiãût vaìo: tH1= 95 oC
Nhiãût âäü næåïc gia nhiãût ra : tH2=tH1-2= 95-2=93oC theo [TL2-Tr158]
th nhiãût âäü cuía dung dëch loíng trong thiãút bë sinh håi : th=tH1-5 theo [TL1-Tr108]
th = 95-5= 90oC
Xaïc âënh caïc âiãøm nuït cuía chu trçnh:
Så âäö nguyãn lyï cuía maïy laûnh háúp thuû 1 cáúp NH3/H2O
Âáöu tiãn giaí thiãút ràòng quaï trçnh tinh luyãûn âæåüc tiãún haình cho âãún khi chè coìn håi NH3 tinh khiãút våïi. Theo cäng thæïc (2.1)
t0=-120C => P0 = Pa= 2,620 Bar
tk= 320C => Pk = Ph = 12,376 Bar
Âiãøm 10: Traûng thaïi dung dëch âáûm âàûc ra khoíi thiãút bë háúp thuû laì giao âiãøm cuía:
P10=P0= 2,620 MPa
t10 = tk= 320C
Theo cäng thæïc (2.1) ta suy ra âæåüc näöng âäü cuía dung dëch: r=0,425
Vaì cäng thæïc (1.1) suy ra entanpy cuía dung dëch âáûm âàûc : h10= 43,69 KJ/kg.
Âiãøm 7 : laì âiãøm dung dëch loaíng ra khoíi thiãút bë sinh håi vãö thiãút bë háúp thuû laì giao âiãøm cuía :
P7= Pk= 12,376 bar
t7 = th= 90 0C
Theo cäng thæïc (2.1) ta suy ra âæåüc näöng âäü cuía dung dëch: a=0,398
Vaì cäng thæïc (1.1) suy ra entanpy cuía dung dich loaíng: h7=301,27 KJ/kg
Vuìng khæí khê:
Váûy chu trçnh maïy laûnh háúp thuû hoaût âäüng âæåüc.
Traûng thaïi NH3 taûi âiãøm 2, âiãøm 5 laì traûng thaïi loíng baío hoaì vaì håi baío hoaì khä.
Âiãøm 2: Traûng thaïi loíng NH3 ra sau thiãút bë ngæng tuû :
t2 =tk= 32oC
P2=Pk=12,376 bar => suy ra entanpy noï: h2= 340,34 KJ/kg
d =1
Âiãøm 5: håi Nh3 sau thiãút bë bay håi:
t5= t0=-120C
P5=P0=2,62 bar => suy ra entanpy noï: h5= 1447,19 KJ/kg
d=1
Xaïc âënh nhiãût âäü ra khoíi thiãút bë häöi nhiãût I:
Phæång trçnh cán bàòng nhiãût:
QHNI=G1Cpl (t2-t3) = GhCph(t6-t5)
vç G1=Gh , Cpl>Cph
=> t2- t3 < t6 - t5
hoàûc t2- t6< t3- t5
Hiãûu nhiãût âäü nàòm vãö phêa âáöu noïng cuía thiãút bë häöi nhiãût I:
t2- t6= t
t6= t2- t = 32 - 5= 27 0C
p6 = p0= 2,62 bar
d=1
(4.1) => suy ra entanpy noï: h6=1534,09 KJ/kg
Cán bàòng nhiãût åí thiãút bë häöi nhiãût I:
h5+h2=h3+h6
h3= h2+h5- h6 =340,34+1447,19-1534,09=253,44 KJ/kg
Xaïc âënh nhiãût âäü sau khi ra khoíi thiãút bë häöi nhiãût I, læåüng nhiãût do loíng mäi cháút thaíi ra bàòng læåüng nhiãût do håi mäi cháút thu vaìo.
GlCpl(t2-t3) = GhCph(t6-t5) , Ge = Gh
Trong âoï Cph ,Cpl: nhiãût dung riãng cuía håi amoniac åí trãn âæåìng baío hoaì , tra baíng phuû luûc ra “Tênh cháút váût lyï cuía NH3 trãn âæåìng baío hoaì”
Theo [TL-tr209] :
nhiãût dung riãng cuía loíng NH3 åí 32 0C
nhiãût dung riãng cuía håi NH3 åí -12 0C
Do âoï: t3= =7,8 0C
Âiãøm 4 : Traûng thaïi loíng NH3 sau khi ra khoíi tiãút læu: t4=-120C , h4=h3
Entanpy cuía loíngNH3 sau tiãút læu => h4=253,44 KJ/kg
Goüi , ,
Trong âoï d, r , a: laì caïc âaûi læåüng læu læåüng khäng thæï nguyãn.
Læu læåüng mäi cháút laûnh âæåüc tênh :
md=
Trong âoï
: nàng suáút laûnh (), Q0=17,54 KW
: nàng suáút laûnh riãng (), q0= h5- h4= 1447,19-253,44=1193,75 KJ/kg
md==0,0147 kg/s
Læu læåüng dung dëch âáûm âàûc säi khäng thæï nguyãn
Læu læåüng cuía dung dëch loaíng khäng thæï nguyãn:
Cäng suáút båm dëch.
trong âoï : m10==22,30,0147=0,328 (kg/s)
P0=2,62 (bar): aïp suáút bay håi
Pk =12,376 (bar): aïp suáút ngæng tuû
: thãø têch riãng cuía dung dëch âáûm âàûc [TL8-tr35]
Do âoï:
Cäng tiãu täún cuía båm:
vç nhoí so våïi caïc nàng læåüng khaïc nãn boí qua.
Âiãøm 11: Dung dëch âáûm âàûc vaìo thiãút bë tinh luyãûn
11=r=0,408
P11=12,376 bar
Do nàng læåüng tiãu täún cho båm nhoí pháön nàng læåüng naìy laìm noïng dung dëch âáûm âàûc, tæïc laìm tàng entanpy cuía dung dëch âáûm âàûc cuîng âæåüc boí qua nãn:
t11=t10=32 0C
h11=h10= 43,69 KJ/kg
Näöng âäü khäúi læåüng håi amoniac trong pha håi h:
Goüi âiãøm 1a laì âiãøm biãøu diãùn pha håi åí traûng thaïi cán bàòng våïi pha loíng coï :
th=900C
pk=12,376 bar
r=0,408
Tæì (3.1) suy ra näöng âäü khäúi læåüng håi amoniac trong pha håi:
h=0,962
Âiãøm 14: Häøn håüp håi sau thiãút bë sinh håi laì håi baío hoaì:
14=h=0,962
P14= Pk= 12,376 bar
t14= th= 90 0C
tæì (4.1) suy ra entanpy häøn håüp håi næåïc- håi amäniàc
h14=1675,15 KJ/kg.
Âiãøm 15: håi næåïc ngæng tuû häöi læu taûi thiãút bë ngæng tuû
P15=Pk=12,376bar
Sau khi häøn håüp håi qua thiãút bë tinh luyãûn chè coï næåïc ngæng tuû laûi vaì chaíy vãö thiãút bë sinh håi:
15=0
Màûc khaïc: aïp suáút riãng pháön cuía håi næåïc: Theo [TL5-tr18]
Trong âoï: thaình pháön thãø têch cuía håi
Phh= 12,376 bar : phán aïp suáút cuía häùn håüp.
: thaình pháön khäúi læåüng cuía häùn håüp sau bçnh sinh håi laì h=0,962 nãn:
vaì .
khäúi læåüng mol
Do âoï:
Váûy phán aïp suáút cuía håi næåïc trong häùn håüp laì:
=0,03612,376=0,445 bar
Tra baíng 17 ” næåïc vaì håi næåïc baío hoaì ( theo aïp suáút )’’ [TL13-Tr228] ta âæåüc :
t15= 78,34 0C
h15=349,33 KJ/kg
Âiãøm 1: Traûng thaïi håi NH3 ra sau khi ra khoíi thiãút bë tinh luyãûn
Do âæåüc laìm maït trong häøn håüp nãn nhiãût âäü cuía håi NH3 ra khoíi thiãút bë tinh luyãûn bàòng nhiãût âäü næåïc ngæng.
Do âoï: t1=t15=78,34 C
P1=Pk= 12,376 bar
d=1
Theo cäng thæïc (2.1) suy ra âæåüc: entanpy cuía håi NH3
h1=1610,25 KJ/kg
Âiãøm 12: Traûng thaïi cuía dung dëch âáûm âàûc ra khoíi thiãút bë tinh luyãûn:
Phæång trçnh cán bàòng taûi thiãút bë tinh luyãûn
=
=>
Trong âoï:
- Læu læåüng næåïc häöi læu taûo ra åí thiãút bë ngæng häöi læu khäng thæï nguyãn.
.
Váûy
Suy ra nhiãût âäü dung âám âàûc ra khoíi thiãút bë tinh luyãûn
=>
Cán bàòng nhiãût taûi thiãút bë häöi nhiãût II
Trong âoï :
, :nhiãût dung riãng cuía dung dëch loaíng vaì dung dëch âáûm âàûc.
:læu læåüng khäúi læåüng cuía dung dëch loaíng vaì dung dëch âáûm âàûc.
Vç : vaì
Nãn:
Do âoï hiãûu nhiãût âäü nàòm åí âáöu laûnh.
Âiãøm 8:laì traûng thaïi loaíng chæa säi coï caïc thäng säú sau:
t8= 38,6 0C
p8=12,376 bar
a=0,398 kg NH3/kg dung dëch
suy ra entanpy h8=66,92 KJ/kg
Âiãøm 13: laì traûng thaïi cuía dung dëch âáûm âàûc khi vaìo bçnh sinh håi
Suy ra entanpy cuía dung dëch: h13
,
Âiãøm 9: Dung dëch loaíng sau khi tiãút læu dung dëch:
t9=t8=450C => suy ra entanpy h9=h8=66,92 KJ/kg
Kãút quaí tênh toaïn âæåüc biãøu diãùn trong baíng sau:
Âiãøm
Traûng thaïi
NH3
1
Håi ra khoíi bçnh tinh luyãûn
78,34
12,376
1
1610,25
2
Loíng ra khoíi thiãút bë ngæng tuû
32
12,376
1
340,34
3
Loíng ra khoíi bçnh HNI
7,8
12,376
1
253,44
4
Loíng ra khoíi van TL
-12
2,62
1
253,44
5
Håi sau daìn bay håi
-12
2,62
1
1447,19
6
Håi sau bçnh HN I
27
2,62
1
1534,09
Dung dëch loaíng
7
Dung dëch ra khoíi bçnh sinh håi
90
12,376
0,398
301,27
8
Dung dëch ra khoíi bçnh HN II
38,6
12,376
0,398
66,92
9
Dung dëch ra khoíi TL
38,6
2,62
0,398
66,92
Dung dëch âáûm âàûc
10
Dung dëch ra khoíi bçnh háúp thuû
32
2,62
0,425
43,69
11
Dung dëch sau båm
32
12,376
0,425
43,69
12
Dung dëch sau bçnh tinh luyãûn
33,6
12,376
0,425
50,82
13
Dung dëch træåïc khi vaìo bçnh sinh håi
83,02
12,376
0,425
274,66
14
Häøn håüp håi ra khoíi thiãút bë sinh håi
90
12,376
0,962
1675,15
Nuåïc
15
Næåïc ngæng vãö bçnh SH
78,34
12,376
0
349,33
8.2 Tênh toaïn caïc doìng nhiãût.
- Hãû säú tuáön hoaìn cuía dung dëch (læu læåüng dung dëch âáûm âàûc khäng thæï nguyãn)
- Læu læåüng næåïc häöi læu taûo ra åí thiãút bë ngæng häöi læu khäng thæï nguyãn.
.
- Nhiãût thaíi ra cho dung dëch âáûm âàûc laìm maït trong bçnh ngæng häöi læu:
Âãø tinh luyãûn cáön phaíi bäú trê thiãút bë tuû häöi læu.Chênh læåüng nhiãût do dung dëch âáûm âàûc laìm maït mang âi trong thiãút bë naìy âaî laìm giaím læåüng nhiãût cuía thiãút bë sinh håi nãn âãø buì laûi sæû máút maït naìy næåïc gia nhiãût cho bçnh sinh håi caìng phaíi tàng thãm 1 læåüng so våïi chãú âäü laìm viãûc khäng häöi læu.
Váûy læåüng nhiãût gia cho 1 kg dung dëch trong bçnh sinh håi:
Nhiãût trao âäøi trong thiãút bë häöi nhiãût I vaì II:
Nhiãût thaíi ra trong bçnh ngæng:
Nhiãût nháûn åí daìn bay håi:
Nhiãût thaíi trong bçnh háúp thuû:
Thæí laûi:
Læåüng nhiãût nháûn vaìo:
Læåüng nhiãût thaíi ra:
Ta tháúy sai lãûch khäng âaïng kãø do láúy tháûp phán
Hãû säú nhiãût cuía chu trçnh:
Âaûi læåüng læu læåüng
-Læu læåüng mäi cháút laûnh cáön thiãút:
-Læu læåüng dung dëch âáûm âàûc säi khäng thæï nguyãn
- Læu læåüng dung dëch âáûm âàûc:
-Læu læåüng cuía dung dëch loaíng khäng thæï nguyãn:
-Læu læåüng dung dëch loaíng:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë tênh cho md= 0,0147(kg/s):
Phuû taíi nhiãût cuía bçnh háúp thuû:
Phuû taíi nhiãût cuía bçnh ngæng tuû:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë sinh håi:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë bay håi:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë häöi nhiãût I:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë häöi nhiãût II:
chæång IX:
THIÃÚT KÃÚ CAÏC THIÃÚT BË TRAO ÂÄØI NHIÃÛT.
Thiãút bë trao âäøi nhiãût coï nhiãûm vuû truyãön nhiãût tæì mäi cháút naìy sang mäi cháút khaïc thäng qua bãö màût ngàn caïch hoàûc tiãúp xuïc træûc tiãúp. Sæû laìm viãûc cuía thiãút bë trao âäøi nhiãût coï aính hæåíng ráút låïn âãún váún âãö tiãu hao nàng læåüng. Chênh vç thãú, khi thiãút kãú vaì chãú taûo thiãút bë trao âäøi nhiãût cáön âaím baío caïc yãu cáöu sau :
- Truyãön nhiãût täút, tråí læûc nhoí.
- Cáúu taûo âån giaín, dãù chãú taûo.
- Âäü tin cáûy vaì âäü an toaìn cao.
- Dãù làõp âàût, vãû sinh vaì sæîa chæîa.
- Nhoí goün, chàõc chàõn.
- Váût liãûu chãú taûo reî tiãön.
Coï tênh tháøm myî vaì kinh tãú.
THIÃÚT KÃÚ CAÏC THIÃÚT BË CHÊNH.
9.1 Thiãút bë bay håi:
9.1.1 Cáúu taûo:
Coï ráút nhiãöu loaûi thiãút bë bay håi âæåüc sæí duûng phäø biãún hiãûn nay nhæ thiãút bë bay håi äúng chuìm nàòm ngang, thiãút bë bay håi kiãøu ngáûp, kiãöu daìn..
ÅÍ âáy, chuïng ta khäng duìng bçnh bay håi laì do noï seî laìm cho hãû thäúng tråí nãn cäöng kãönh, vç phaíi thãm 1 voìng tuáön hoaìn næåïc muäúi gäöm: Båm tuáön hoaìn, caïc âæåìng äúng vaì bçnh bay håi âãø laìm laûnh næåïc muäúi. Hån næîa, næåïc muäúi coï tênh àn moìn ráút maûnh, nháút laì khi tiãúp xuïc våïi khäng khê thç noï àn moìn maûnh hån. Màût khaïc, khi duìng bçnh bay håi, phaíi khoeït kãút cáúu bãø âaï âãø taûo voìng tuáön hoaìn næåïc muäúi nãn bãø muäúi ráút dãù bë xç håí.
Âäúi våïi daìn bay håi âàût ngáûp trong bãø næåïc muäúi thç noï seî haûn chãú vaì traïnh âæåüc nhæîng haûn chãú trãn.
Trong âãö taìi naìy ta choün daìn bay håi äúng âæïng. Daìn coï cáúu taûo gäöm 2 äúng goïp âoï laì äúng goïp håi åí trãn vaì äúng goïp loíng åí dæåïi. Giæîa hai äúng goïp laì caïc äúng thàóng âæïng chæïa mäi cháút laûnh säi bãn trong.
hçnh 9.1. Cáúu taûo cuía daìn bay håi.
9.1.2 Nguyãn lyï laìm viãûc:
Loíng mäi cháút sau khi qua van tiãút læu âãún äúng goïp dæåïi. Mæïc loíng trong daìn bay håi ngáûp âáöy caïc äúng trao âäøi nhiãût. Loíng mäi cháút trong daìn nháûn nhiãût cuía cháút taíi laûnh (næåïc muäúi) säi vaì bay håi, håi mäi cháút naìy âæåüc gom vaìo äúng goïp trãn vaì âi vãö thiãút bë háúp thuû. Âãø tàng cæåìng quaï trçnh trao âäøi nhiãût trong bãø âaï, ta âàût caïnh khuáúy trong bãø âãø taûo nãn doìng chuyãøn âäüng cæåîng bæïc cuía cháút taíi laûnh chuyãøn âäüng qua caïc khe håí giæîa caïc äúng.
9.1.3. Tênh diãûn têch trao âäøi nhiãût trong daìn bay håi:
Nàng suáút laûnh : Q0 = 17,54 KW
Nhiãût âäü næåïc muäúi vaìo daìn : tm1 = t0+7, tm1 = -15+7=-6oC
Nhiãût âäü næåïc muäúi ra : tm2 = t0+3, tm1 = -15+3=-10 0C
Nhiãût âäü trung bçnh cuía næåïc muäúi : tm = - 80C
Nhiãût âäü säi cuía loíng mäi cháút: t0 = -120C
Âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh logarit.
Dttbbh =
= = 3,64 0C
+ Hãû säú toaí nhiãût cuía næåïc muäúi:
Theo baíng 6.3 [TL10-Tr 97] caïc thäng säú cuía cháút taíi laûnh(NaCl) åí nhiãût âäü -80C coï näöng âäü xNaCl = 21,2%:
Nhiãût dung riãng : Cp = 3,312 kj/kg.K.
Hãû säú dáùn nhiãût :l = 0,5312 W/m.K
Âäü nhåït âäüng : n = 3,692.10-6 m2/s
Trë säú Prandlt : Pr = 27,07
Choün äúng daìn bay håi laì äúng theïp trån . theo [TL3-tr 300] ta choün:
Âæåìng kênh trong : d1 = 20 mm
Âæåìng kênh ngoaìi : d2 = 22 mm
Bæåïc äúng : S = 40 mm
Choün täúc âäü chuyãøn âäüng næåïc muäúi trong bãø. Theo [TL5 Tr 9], wm = 0,6 m/s
Theo [TL13-Tr 148] næåïc muäúi chuyãøn âäüng bãn ngoaìi chuìm äúng âæïng bäú trê song song.
Num = 0,26.Rem0,65.Prm0,33.(Prf/Prw)0,25.
: Hãû säú aính hæåíng cuía bæåïc äúng, chuìm äúng song song.
theo [TL13-Tr149];
= 1,0938
(Prf/Prw)0,25 = 1 , xem nhiãût âäü næåïc muäúi gáön bàòng nhiãût âäü vaïch äúng
Trë säú Reynold cuía næåïc muäúi:
Rem = = = 3575,3
Num = 0,263575,30,6527,070,331,0938
= 172,3
Váûy hãû säú toaí nhiãût vãö phêa næåïc muäúi tênh theo bãö màût ngoaìi.
am =
am = = 4160,26 [ W/m2.K]
+ Hãû säú toaí nhiãût cuía mäi cháút laûnh:
Theo [TL14-Tr221], hãû säú toaí nhiãût cuía NH3 khi säi trong äúng âæïng:
a0=(27,3+0,004.t0).q10,45.dt-0.24
a0=[27,3+0,004.(-12)].q10,45.0,02-0.24
a0=69,687.q0,45
+ Máût âäü doìng nhiãût vãö phêa cháút taíi laûnh (næåïc muäúi):
q2=
trong âoï:=(0,7-:-0,9): laì nhiãût tråí cuía vaïch äúng vaì càûn báøn.
Choün =0,7.10-3 ,[w/m2.k]. Coï thãø coi âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh Dttb0 laì âäü chãnh nhiãût âäü cuía næåïc muäúi vaì nhiãût âäü bay håi.
Dttb0 = tm - t0 = (tm - tv) + (tv - t0)
= (tm - tv) + Dta
goüi Dta =tv- t0: âäü chãnh nhiãût âäü cuía vaïch vaì nhiãût âäü bay håi.
Váûy máût âäü doìng nhiãût vãö phêa næåïc taíi laûnh:
q2= = 1063,41( 4,72-ta )
q2=5019,3-1063,41 Dta
+ Suy ra máût âäü doìng nhiãût vãö phêa mäi cháút laûnh:
q1=a0. Dta
q1=69,687.. Dta
q1=2244,84. Dta1/ 0 ,55
ÅÍ chãú âäü äøn âënh: q1 = q2 =q
2264,55. Dta1/ 0 ,55=5019,3-1063,41 Dta
Giaíi phæång trçnh trãn bàòng phæång phaïp làûp tçm âæåüc:
Dta = 1,298.
Váûy máût âäü doìng nhiãût vãö phêa næåïc muäúi :
q1 = 2244,84. 1,2981/ 0 ,55
q1=3606,94 W/m2
Máût âäü doìng nhiãût vãö phêa vãö phêa mäi cháút :
q2 = 5019,3-1063,41 Dta
= 3638,99W/m2
Sai säú khi giaíi bàòng phæång phaïp làûp:
e =
=
= 0,000088%
Hãû säú toaí nhiãût cuía cháút taíi laûnh:
= 69,687.q2 0,45
= 69,6873638,990,45
= 2789,93 w/m2k
Hãû säú truyãön nhiãût cuía thiãút bë bay håi äúng trån xem nhæ vaïch phàóng:
K0 =
K0 =
= 769,94 W/m2k
Diãûn têch bãö màût trao âäøi nhiãût:
Ft === 6,258 (m2)
Theo pháön I: chiãöu cao bãø âaï C= 600mm. Ta âàût daìn bay håi theo khuän âaï, khoaíng caïch tæì äúng goïp dæåïi âãún âaïy bãø 60mm.
Pháön trãn âãø næåïc muäúi khäng traìn vaìo âaï hay ra mäi træåìng bãn ngoaìi, ta choün khoaíng caïch tæì miãûng khuän âaï miãûng bãø âaï âãún laì 60 mm.
Nhæ váûy, chiãöu cao cuía daìn bay håi laì: 450 mm.
Choün âæåìng kênh äúng goïp trãn vaì äúng goïp dæåïi:Theo [TL3-Tr300] ta choün
Dn = 27 mm.
Váûy säú äúng làõp âàût : n =
n = = 200 [äúng]
ta choün säú cuûm äúng trong daìn bay håi laì:
váûy säú äúng trong mäùi cuûm: n1= ,[äúng]
+ Chiãöu daìi cuía mäüt cuûm äúng: L = n1 .S = 200,04 = 0,80 [m]
L =0,80 [m]
9.2 Thiãút bë háúp thuû:
9.2.1. Cáúu taûo:
Thiãút bë háúp thuû coï nhiãûm vuû âãø dung dëch loaîng tæì thiãút bë sinh håi vãö “huït” háúp thuû håi NH3 tæì daìn bay håi. Nhiãût toaí ra trong quaï trçnh háúp thuû âæåüc thaíi cho næåïc laìm maït.
Coï nhiãöu loaûi thiãút bë háúp thuû khaïc nhau nhæ laì thiãút bë háúp thuû kiãøu bãö màût, kiãøu phun ..ÅÍ âãö taìi naìy ta choün thiãút bë háúp thuû kiãøu äúng chuìm nàòm ngang, kãút håüp våïi bçnh chæïa åí phêa dæåiï bçnh. Næåïc giãúng khoan âæåüc båm lãn âi vaìo trao âäøi nhiãût âäúi læu cæåîng bæïc bãn trong äúng tæì dæåïi lãn. Dung dëch tæì thiãút bë sinh håi vãö âæåüc tæåïi âãöu lãn bãö màût caïc äúng trao âäøi nhiãût.
`
9.2.2. Nguyãn lyï laìm viãûc :
` Håi mäi cháút tæì thiãút bë bay håi âi vaìo thiãút bë háúp thuû vaì tiãúp xuïc træûc tiãúp våïi dung dëch loaîng tæì thiãút bë sinh håi vãö. Âãø hiãûu quaí háúp thuû cuía håi NH3 vaì dung dëch loaîng âæåüc täút hån ta cho dung dëch loaîng chaíy tæì trãn xuäúng qua bäü phán phäúi dung dëch loaîng. Nhiãût thaíi ra trong quaï trçnh háúp thuû âæåüc næåïc laìm maït trong äúg mang âi. Dung dëch âáûm âàûc sau khi háúp thuû âæåüc båm dung dëch båm lãn bçnh sinh håi tæì phêa dæåïi
Trong thiãút kãú naìy caïc äúng trao âäøi nhiãût âæåüc laìm bàòng inox coï
Âæåìng kênh trong dta= 0,015 m
Âæåìng kênh ngoaìi dna= 0,017 m
9.2.3. Tênh diãûn têch thiãút bë háúp thuû:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë háúp thuû :
Qa = 29,18 [KW]
Qa = Gw .Cpw.(tw2 - tw1) [KW]
Qa = Ka.Fa.Dttba [KW]
Trong âoï:
Gw: Læu læåüng khäúi læåüng cuía næåïc laìm maït thiãút bë háúp thuû ,[kg/s]
Cpw : Nhiãût dung riãng âàóng aïp cuía næåïc laìm maït thiãút bë háúp thuû,[kj/kg.âäü]
tw1 ,tw2 : nhiãût âäü vaìo vaì ra cuía næåïc laìm maït ,[oC]
Fa : Diãûn têch truyãön nhiãût cuía thiãút bë háúp thuû ,[m2]
Dttba : Âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh ,[oC]
Ka : Hãû säú truyãön nhiãût cuía thiãút bë háúp thuû ,[W/m2.âäü]
Ta coï :
Cpw= 4,186 kj/kg.âäü
tw1= 25,6 oC theo baíng 1.1 cäüt 3 [TL2-Tr8]
tw2= tw1+ (46)oC theo [TL2-Tr158]
tw2= 25,6 + 5 = 30,6 oC
Suy ra :
Gw= ,[kg/s]
Gw = = 1,39 kg/s
Xem gáön âuïng nhiãût âäü dung dëch trong bçnh háúp thuû laì khäng âäøi vaì bàòng nhiãût âäü ngæng tuû nãn ta coï:
Dttba==
Dttba= 3,29 oC
+ Hãû säú truyãön nhiãût:
Ka = ,[W/m2.âäü]
Våïi:
- : Nhiãût tråí cuía caïc cháút báøn vaì cuía vaïch äúng. Trong tênh toaïn naìy theo [TL4-tr10] giaï trë âæåüc choün bàòng 0,000568 m2
+ ar: Hãû säú toía nhiãût cuía dung dëch theo[TL4-11] , hãû säú toía nhiãût tæì maìng cuía dung dëch âãún thaình äúng nàòm ngang:
aa= 1,03 ´ (ReaPra) 0,46
tiãu chuáøn Rea âæåüc xaïc âënh nhæ sau:Rea =
Ga=: máût âäü tæåïi næåïc,[kg/m.s]
Ba: Bãö màût tæåïi vç äúng nàòm ngang nãn Ba= 2.la.Na
la: Chiãöu daìi âoaûn äúng ,[m]
Na: Säú cuûm äúng thàóng âæïng
Suy ra Ba = 2 ´ 1,2 ´ 6 = 14,4 m
Suy ra Ga= = 0,0129 kg/m.s
+ La= ; dnr: Âæåìng kênh ngoaìi cuía äúng trao âäøi nhiãût ,[m]
suy ra La= = 0,0267 m
+ da= 1,27.:Âäü daìy cuía låïp maìng moíng cuía dung dëch loaíng , [m]
trong âoï:
Ca: nhiãût dung riãng cuía dung dëch loaíng åí nhiãût âäü tk=32oC , theo cäng (1.29) nhiãût dung riãng gáön âuïng:
Ca=4,18+0,71.=4,18+0,710,398=4,46 KJ/kg.k
Ca=4,44 kj/kg.k
lk: hãû säú dáùn nhiãût cuía dung dëch loaíng åí nhiãût âäü tk=32oC ,theo cäng thæïc(1.30):
Trong âoï:
: hãû säú dáøn nhiãût cuía næåïc.
=0,562+1,839.10-3.t-7,11.10-6t2
=0,562+1,839.10-3 32-7,11.10-6322=0,61357 W/mâäü
: hãû säú dáùn nhiãût cuía amoniac
=0,528+1,669.10-3.t-6,2.10-6t2
=0,528+1,669.10-332-6,2.10-6 322 =0,57506 W/m.âäü
Suy ra: =(1-0,398)0,61357+0,3980,57506=0,59824 W/m.âäü
Âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü tk=320 C, theo cäng thæïc (8.1):
Trong âoï :
: âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía næåïc: = 726,9 Ns/m2 theo cäng thæïc (8.2)
: âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía NH3: = 10,95 Ns/m2 theo cäng thæïc (8.2)
Suy ra =[( 1-0,398 )726,9+10,95].10-6
=448,54.10-6 Ns/m2
Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch loaíng åí nhiãût âäü tk=320C, theo cäng thæïc(1.23):
Trong âoï:
v1: thãø têch riãng cuía næåïc
v2: thãø têch riãng cuía amoniac
vh : sæû thay âäøi säú haûng âàûc tênh cuía thãø têch åí häøn håüp næåïc vaì amoniac Âàût X= 1,8.T =1,8 ( 32+273) = 549 0k
v1=
v1==1.10-3
v2=
v2=
v2= 1,69.10-3
vhh=-0,0001[0,747+0,94.10-2.t+0,318.10-3.t2 +(4,84+1,33.10 -2.t
-0,214.10-3.t2).].[(1-).+(1-)2 ]
vhh=-0,0001[0,747+0,94.10-232+0,318.10-3322 +(4,84+1,33.10 -232
-0,214.10-3322)0,398].[(1-0,398)0,398+(1-0,398)0,3982 ]
vhh=-1,1.10-4
Váûy suy ra:
=
=860,41 kg/m3
Âäü nhåït âäüng hoüc: =0,5210-6
Tiãu chuáøn Pr==
Suy ra âäü daìy låïp maìng moíng cuía dung dëch âáûm âàûc:
da= 1,27.:
Top of Form
dr= 1,27.= 1,344.10-4 m
Bottom of Form
Re==
Do váûy suy ra: aa= 1,03 ´ (ReaPra) 0,46
=3283,88 w/m2âäü
+ aw1: Hãû säú toía nhiãût cuía næåïc laìm maït , theo [TL13- tr149] , næåïc laìm maït chuyãøn âäüng cæåîng bæïc trong äúng hãû säú toía nhiãût âæåüc tênh bàòng:
ww1: Täúc âäü cuía næåïc laìm maït : ww1 =
r: khäúi læåüng riãng cuía næåïc laìm maït,r = 1000 kg/m3
na: säú äúng trong mäüt haình trçnh(choün ww1= 1,5 m/s ,tênh ra na, räöi laìm troìn navaì tênh ngæåüc laûi ww1)
na = = = 5,24
choün na = 6 äúng
suy ra ww1 = = = 1,31 m/s.
Nhiãût âäü næåïc laìm maït trung bçnh:
tw=(tw1+tw2)/2=(25,6+30,6)/2=28,1oC
Tiãu chuáøn Prand: Prf =5,74 theo [TL13-Tr215]
Hãû säú dáùn nhiãût cuía næåïc laìm maït: =0,61W/m.âäü
Nhiãût âäü cuía vaïch: tv=(tw+tk)/2=(28,1+32)/2=30,05oC
Tiãu chuáøn Prand: Prf =5,42 theo [TL13-Tr215]
Suy ra tiãu chuáøn Reynol:
Re==23248,94 >104 næåïc trong äúng chaíy räúi
Aïp duûng cäng thæïc Nussel:
Nu=0,021.Re0,8.Prf0,43.(Prf/Prw)0,25 theo [TL13-Tr149]
Nu=0,021. 23248,94 0,8.5,740,43.(5,75f/5,42)0,25=140,63
Suy ra aw1= = 5720 W/m2.âäü
Suy ra Ka= = 954,79W/m2.âäü
Váûy suy ra diãûn têch truyãön nhiãût cuía thiãút bë háúp thuû laì:
Fa=== 9,28 m2
9.2.4.Tênh toaïn thiãút kãú thiãút bë háúp thuû:
Choün caïc thäng säú kãút cáúu: Caïc äúng âæåüc bäú trê trãn màût saìng theo âènh cuía tam giaïc âãöu.
Choün bæåïc äúng ngang: S = 0,027m
diãûn têch xung quanh cuía äúng trao âäøi nhiãût æïng våïi chiãöu daìi la= 2 m
Fxqa= p.dna.la= p ´ 0,017 ´ 2 = 0,11 m2
Säú äúng cuía thiãút bë bay håi
Na== = 84,36 äúng
- Choün täøng säú äúng laì 85 äúng
- Choün säú äúng theo phæång ngang 11äúng
- Váûy âæåìng kênh chæïa äúng cuaí thiãút bë háúp thuû:
Dt= m s = 110,027= 0,297 m
9.3.Thiãút bë ngæng tuû :
9.3.1. Cáúu taûo:
Coï nhiãöu loaûi thiãút bë ngæng tuû âæåüc sæí duûng phäø biãún hiãûn nay nhæ thiãút bë ngæng tuû äúng chuìm nàòm ngang, thiãút bë ngæng tuû kiãøu tæåïi, kiãøu bay håi, thiãút bë ngæng tuû kiãøu daìn laìm maït bàòng khäng khê.v..v.
Trong hãû thäúng naìy, ta choün thiãút bë ngæng tuû kiãøu daìn äúng theïp nàòm ngang ngám trong bãø næåïc. Næåïc laìm maït laì næåïc giãúng khoan, trong bãø næåïc laìm maït trao âäøi nhiãût âäúi læu tæû nhiãn.
Såí dé chuïng täi choün cáúu truïc naìy vç caïc nguyãn nhán sau:
- Nguäön gia nhiãût cho thiãút bë sinh håi sæí duûng tæì nàng læåüng màût tråìi, coï nhiãût âäü gia nhiãût tháúp nãn hãû säú laìm laûnh khäng cao. Duìng cáúu taûo trãn do næåïc laìm maït coï nhiãût âäü tháúp vaì chæïa trong bãø låïn nãn âäü chãnh nhiãût âäü næåïc åí âáöu vaìo vaì âáöu ra khäng låïn . Do âoï, træåìng nhiãût âäü coï thãø phán bäú âãöu vaì nhiãût âäü ngæng tuû tháúp nhàòm tàng hãû säú laìm laûnh cuía hãû thäúng.
- Chi phê âáöu tæ giaím nhiãöu do khäng coï thaïp giaíi nhiãût, quaût giaíi nhiãût..
Næåïc giãúng khoan coï nhiãût âäü tháúp hån næåïc säng, häö hay maûng næåïc maïy thaình phäú
- Do hãû thäúng laûnh nhoí nãn læåüng næåïc giãúng khoan tiãu hao khäng låïn, chi phê váûn haình chè laì båm næåïc giãúng
hçnh 9.3: Cáúu taûo cuía thiãút bë ngæng tuû
9.3.2. Nguyãn lyï laìm viãûc:
Håi mäi cháút tæì thiãút bë sinh håi âi vaìo thiãút bë ngæng tuû vaì nhaî nhiãût cho næåïc laìm maït chuyãøn âäüng tæû nhiãn ngoaìi äúng vaì ngæng tuû laûi thaình loíng cao aïp. ÄÚng trao âäøi nhiãût cuía thiãút bë ngæng tuû âæåüc laìm bàòng inox
Coï âæåìng kênh trong dtK = 0,018 m
Coï âæåìng kênh ngoaìi dnK= 0,022 m
9.3.3.Tênh diãûn têch trao âäøi nhiãût:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë ngæng tuû:
QK=18,66[KW]
QK= G w.Cpw.(tw4-tw3) [KW]
QK= KK.FK.DttbK [KW]
Trong âoï:
Gw: Læu læåüng khäúi læåüng cuía næåïc laìm maït thiãút bë ngæng tuû.
Cpw: Nhiãût dung riãng âàóng aïp cuía næåïc laìm maït, Cpw= 4,186 kj/kg.âäü
tw1, tw2: Nhiãût vaìo vaì ra cuía næåïc laìm maït , do næåïc laìm maït âæåüc båm tæì giãúng chaíy træûc tiãúp vaìo bãø næåïc ngæng nãn:û tw1= 25,6 oC
tw2= tw1+ Dtw= 25,6 + = 27,6 oC theo [TL1-Tr83] ta coï Dtw= 2oC
Nhiãût âäü trung bçnh cuía næåïc: tw=(tw3+tw4)/2=(25,6+27,6)/2=26,6 oC
tK: Nhiãût âäü ngæng tuû: tK=32 oC
FK: Diãûn têch truyãön nhiãût cuía thiãút bë háúp thuû ,[m2]
DttbK: Âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh .
KK: Hãû säú truyãön nhiãût cuía thiãút bë ngæng tuû (äúng trån xem nhæ vaïch phàóng)
DttbK= = = 5,34oC
KK=
Våïi:
+ :Nhiãût tråí cuía caïc cháút báøn vaì cuía vaïch äúng.Trong tênh toaïn naìy theo [TL4-tr12] giaï trë âæåüc choün bàòng 0,00026 m2.âäü/W
+ aw2: Hãû säú toía nhiãût cuía næåïc laìm maït, theo [TL4-tr12],næåïc laìm maït chuyãøn âäüng tæû nhiãn ngoaìi äúng , hãû säú toía nhiãût âæåüc tênh bàòng:
aw2=
+ Nuk=0,5(GrPrw )0,25 (Prw /Prv )0,25,[W/m2.âäü]
+ Gr=
Trong âoï : : hãû säú giaîn nhiãût. ==1/(273+26,6)=3,3310-3,[1/K]
: âäü nhåït âäüng hoüc. = 0,78310-6 ,[m2/s] theo[TL13-Tr 215]
dnK: âæåìng kênh ngoaìi cuía äúng trao âäøi nhiãût daìn ngæng, [m]
t: âäü chãnh nhiãût âäü giæía vaïch äúng vaì nhiãût âäü næåïc laìm maït giaí sæí t=tV-tW
+: hãû säú dáùn nhiãût cuía næåïc, = 62,072w/m.k
tW=26,5 oC => Prw =5,964
oC => Prv =5,54
+ (Prw/Prv )= =1,0186
+ Gr==25789,03
váûy NuK=0,5(257895,964)0,251,0186=10,086
Suy ra hãû säú toaí nhiãût âäúi læu cuía næåïc laì:
aw2==28036,33 [w/m2k]
+ aK: Hãû säú toía nhiãût cuía håi mäi cháút laûnh (NH3) ,theo [TL14-tr140],hãû säú toía nhiãût cuía håi mäi cháút ngæng tuû trãn bãö màût trong chuìm äúng nàòm ngang âæåüc tênh theo cäng thæïc:
aK=2100.-0,167. dKt-0,25
trong âoï :
+=tk-tv: âäü chãnh nhiãût âäü ngæng tuû vaì vaïch äúng.
+ dkt: âæåìng kênh trong cuía vaïch äúng.
+ Máût âäü doìng nhiãût vãö phêa næåïc âäúi våïi bãö màût ngoaìi:
q1 = .
Coï thãø coi nhiãût âäü trung bçnhttbK laì âäü chãnh giæía nhiãût âäü ngæng tuû våïi nhiãût âäü trung bçnh cuía næåïc laìm maït:
ttbk=tK-tw=(tK-tv)+(tv-tw)= +ta
q1==4133,766ta
+ Máût âäü doìng nhiãût vãö mäi cháút laûnh âäúi våïi màût trong:
q2=aK =2100.(ttbk-ta) -0,167dKt-0,25
=2100(1,375-ta)-0,1760,018-0,25=5733,25.(4,37-ta)-0,176
ÅÍ chãú âäü äøn âënh ta coï : q1= q2 Û 5733,25.(4,37-ta)-0,176= 4133,766ta (*)
Giaíi phæång trçnh (*) bàòng phæång phaïp làûp våïi sai säú < 0,05%
Våïi Dta= 1,125oC: q1=4660,44
q2=4650,48
ta coï = 0,02% thoía maîn âiãöu kiãûn
K====1433,12 w/m2.k
Suy ra KK = 1006,6 W, /m2.âäü
+ Váûy suy ra diãûn têch truyãön nhiãût cuía thiãút bë ngæng tuû F K laì:
FK= = ,[m2]
FK= 3,47 m2
9.3.4.Tênh toaïn thiãút kãú thiãút bë ngæng tuû:
Choün caïc thäng säú kãút cáúu: Caïc äúng âæåüc uäún cong taûi caïc âáöu
bæåïc äúng: S=40 mm
diãûn têch xung quanh cuía äúng trao âäøi nhiãût æïng våïi chiãöu daìi la=0,7 m
FxqK= p.dnK.lK = p ´ 0,022 ´ 0,7= 0,0483 m2
täøng säú äúng cuía thiãút bë ngæng tuû
NK = = = 72 äúng
Choün säú daîy äúng: n= 8 daîy
Säú äúng trong mäüt daîy: n==9 äúng
Chiãöu cao cuía daìn ngæng : H=80,04= 0,32 m
9.4. Thiãút bë sinh håi:
9.4.1. Cáúu taûo:
Thiãút bë sinh håi coï nhiãûm vuû gia nhiãût cho dung dëch âáûm âàûc NH3/H2 O âãø laìm bay håi NH3 cung cáúp cho thiãút bë ngæng tuû.
Thiãút bë sinh håi coï nhiãöu kiãøu khaïc nhau nhæ laì thiãút bë bay håi kiãøu äúng chuìm nàòm ngang kiãøu ngáûp, kiãøu tæåïi, thiãút bë sinh håi kiãøu daìn . . .
Màût dáöu hiãûu quaí trao âäøi nhiãût kiãøu tæåïi cao hån kiãøu ngáûp nhæng âãø giaím chi phê âáöu tæ, vaì giaím læåüng håi næåïc cuäún theo nãn ta choün thiãút bë sinh håi kiãøu äúng chuìm nàòm ngang kiãøu ngáûp. Næåïc gia nhiãût chuyãøn âäüng cæåîng bæïc tæì dæåïi lãn âãø âaím baío phuí âáöy bãö màût trao âäøi nhiãût.
hçnh 9.3: Cáúu taûo thiãút bë sinh håi
9.4.2 Nguyãn lyï laìm viãûc :
Dung dëch sau khi âæåüc gia nhiãût taûi thiãút bë häöi nhiãût II âi vãö thiãút bë sinh håi. Dung dëch âáûm âàûc chæïa trong bçnh sinh håi vaì næåïc noïng tæì bäü thu nàng læåüng màût tråìi chuyãøn âäüng cæåîng bæïc trong äúng trao âäøi nhiãût nàòm ngang. Taûi âáy næåïc noïng nhaî nhiãût cho dung dëch âáûm âàûc . Sau khi nhaî nhiãût cho dung dëch âáûm âàûc, næåïc noïng quay tråí laûi bäü thu nàng læåüng màût tråìi âãø nháûn nhiãût. Dung dëch âáûm âàûc nháûn nhiãût tæì næåïc noïng säi lãn vaì sinh håiNH3. Håi NH3 sinh ra coï láùn mäüt læåüng nhoí håi næåïc cuäún theo nãn håi NH3 træåïc khi vãö thiãút bë ngæng tuû âi qua thiãút bë tinh luyãûn âãø taïch håi næåïc.
Trong thiãút kãú naìy ta choün:
Âæåìng kênh trong dtH= 0,02 m
Âæåìng kênh ngoaìi dnH= 0,022 m.
9.4.2. Tênh diãûn têch thiãút bë sinh håi:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë sinh håi: QH= 30,3 KW
QH= GH .CpH.(tH1-tH2) ,[KW]
QH= KH.FH.DttbH ,[KW]
Trong âoï:
GH: Læu læåüng khäúi læåüng cuía næåïc gia nhiãût thiãút bë sinh håi ,[kg/s]
CpH: Nhiãût dung riãng âàóng aïp cuía næåïc gia nhiãût ,CpH= 4,186 kj/kg.âäü
tH1,tH2: Nhiãût âäü vaìo vaì ra cuía næåïc gia nhiãût ,theo muûc 8.1.2,ta co:ï
tH1= 95oC
tH2 = tH1-2= 93OC.
FK: Diãn têch truyãön nhiãût cuía thiãút bë sinh håi ,[m2].
DttbH: Âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh ,[oC].
KH: Hãû säú truyãön nhiãût cuía thiãút bë sinh håi ,[W/m2.âäü].
th: nhiãût âäü dung dëch âám âàûc trong bçnh sinh håi,
ta coï th= 100oC.
suy ra: GH==3,61kg/s.
DttbH== = 3,92 oC
KH=
Våïi:
+ : Nhiãût cuía caïc cháút báøn vaì cuía vaïch äúng ,[m2âäü/W]
trong thiãút tênh toaïn naìy ,theo[TL4-tr14] giaï trë âæåüc choün bàòng 0,000568 m2.âäü/W
+ aH: Hãû säú toía nhiãût cuía næåïc gia nhiãût,[W/m2.âä],theo [TL4-tr14], næåïc gia nhiãût chuyãøn âäüng cæåîng bæïc trong äúng, hãû säú toía nhiãût âæåüc tênh bàòng
aH = ,[W/m2.âäü]
w H: täúc âäü chuyãøn âäüng cuía næåïc gia nhiãût , [m/s]
wH = ,[m/s]
rH: Khäúi læåüng riãng cuía næåïc gia nhiãût, rH= 1000 kg/m3
dtH: Âæåìng kênh trong cuía äúng trao âäøi nhiãût, [m].
nH: Säú äúng trong mäüt haình trçnh,(choün theo [TL4-tr9] wH = 1,5 m/s, tênh ra nH räöi laìm troìn nH vaì tênh ngæåüc laûi wH)
nH == = 8,32
choün nH = 8 äúng
suy ra wH= = = 1,56 m/s
Váûy hãû säú toía nhiãût cuía næåïc gia nhiãût laì:
aH= = 5555,38W/m2.âäü
+ ah: Hãû säú toía nhiãût cuía dung dëch khi, theo [TL4-tr18] , ta coï:
ah=,[W/m2.âäü]
Trong âoï:
+ =tv-tH: âäü chãnh nhiãût âäü vaïch äúng vaì dung dëch.
+dnH , dtH : âæåìng kênh ngoaìi vaì trong cuía äúng trao âäøi nhiãût.
Coï thãø coi chãnh nhiãût âäü trung bçnh laì âäü chãnh giæía nhiãût âäü trung bçnh cuía næåïc gia nhiãût vaì nhiãût âäü cuía vaïch:
=tr-tH=(tr-tv)+(tv-tH)= =(tr-tv)+
Âãø giaíi baìi toaïn naìy ta duìng phæång phaïp tênh làûp:
A/ Máût âäü doìng nhiãût vãö phêa næåïc gia nhiãût ïcoï kãø âãún nhiãût tråí cuía vaïch:
q1=
B/ Máût âäü doìng nhiãût vãö phêa dung dëch:
q2=ah=
Khi äøn âënh: q1=q2
=
5240,6-1336,89=639,825
Giaíi ra ta âæåüc: =2,376
Váûy hãû säú toaí nhiãût cuía dung dëch:
ah ==868,43 W/m2.K
+ Hãû säú truyãön nhiãût cuía thiãút bë sinh håi:
KH==
KH=526,45 W/m2k.
+ Váûy suy ra diãûn têch trao âäøi nhiãût cuaí thiãút bë sinh håi:
FH= ==14,68 m2
9.4.4.Tênh toaïn thiãút kãú thiãút bë sinh håi:
Choün caïc thäng säú kãút cáúu: Caïc äúng âæåüc bäú trê trãn màût saìng theo âènh cuía tam giaïc âãöu.
bæåïc äúng ngang[TL114-tr158] : S=
S = 1,3.dnh= 1,45 ´ 0,022 = 0,032 m
diãûn têch xung quanh cuía äúng trao âäøi nhiãût æïng våïi chiãöu daìi la=1,5 m
Fxqh=p.dnh.lh= p ´ 0,022 ´ 1,5= 0,0104 m2
täøng säú äúng cuía thiãút bë sinh håi
Nh== = 114,17 äúng
Choün Nh= 115 äúng
Choün säú äúng tênh theo phæång ngang, m = 13 äúng
Váûy âæåìng kênh chæïa äúng cuía thiãút bë sinh håi:
Dt = mS=130,032=0,352=0,416 m
THIÃÚT KÃÚ CAÏC THIÃÚT BË PHUÛ
9.5 Thiãút bë häöi nhiãût I:
9.5.1. Muûc âêch :
Trong thiãút bë häöi nhiãût I diãùn ra sæû trao âäøi nhiãût giæîa loíng NH3 âi tæì thãút bë ngæng tuû âãún van tiãút læu vaì håi baío hoaì NH3 âi tæì thiãút bë bay håi âãún thiãút bë háúp thuû.Thiãút bë häöi nhiãût I thæûc hiãûn mäüt säú chæïc nàng sau:
Náng cao hiãûu quaí nhiãût âäüng cuía chu trçnh laûnh.
Laìm quaï laûnh loíng træåïc khi loíng vãö van tiãút læu âãø laìm giaím täøn tháút laûnh
Thiãút bë häöi nhiãût I nhàòm táûn duûng âäü laûnh cuía håi NH3 tæì thiãút bë bay håi âãø laìm quaï laûnh cho loíng cao aïp træåïc khi vãö van tiãút læu.
Trong âãö taìi naìy,ta choün thiãút bë häöi nhiãût I kiãøu bçnh äúng xoàõn nàòm ngang. Loíng cao aïp âi trong äúng xoàõn, håi haû aïp âi åí trong khäng gian bçnh. Hai doìng mäi cháút chuyãøn âäüng ngæåüc chiãöu nhau
9.5.2. Cáúu taûo:
Hçnh 9.4: Thiãút bë häöi nhiãût I
9.5.3. Tênh diãûn têch trao âäøi nhiãût I:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë häöi nhiãût :
QHNI = 1,28 KW
QHNI= md.Ccpl.(t2-t3) =md.Cpqn(t6-t5)
QHNI = KHNI.FHNI.ttbHNII
Âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh:
DttbHNI = =
=10,75oC
Nhiãût âäü loíng cao aïp NH3 vaìo thiãút bë häöi nhiãût I : t2 = 320C
Nhiãût âäü loíng cao aïp NH3 ra khoíi thiãút bë häöi nhiãût I : t3 = 7,80C
Nhiãût âäü trung bçnh cuía loíng trong thiãút bë häöi nhiãût I :
tHNI = 0,5.(t2 + t3) = 0,5.(32 + 7,8)
tHNI = 19,9oC
Caïc thäng säú váût lyï cuía loíng NH3 åí 19,90C . Theo phuû luûc 17 [TL9-Tr290]
Khäúi læåüng riãng : r = 610 kg/m3
Nhiãût dung riãng : Cp = 4,71 kj/kg
Hãû säú dáùn nhiãût : l = 0,497
Âäü nhåït âäüng âäüng læûc hoüc: m = 145.10-6
Âäü nhåït âäüng hoüc:n = 0,24.10-6
Trë säú Prandlt : Pr = 1,37
Choün âæåìng äúng xoàõn nàòm ngang cuía thiãút bë häöi nhiãût I .Theo [TL14-Tr281] cho äúng xoàõn laì äúng theïp trån coï :
Âæåìng kênh trong cuía äúng xoàõn : d1 = 10 mm
Âæåìng kênh ngoaìi cuía äúng xoàõn : d2 = 12 mm.
Cuîng theo [TL5-Tr 318] âæåìng kênh cuía loîi DL > 8.d2
Trong âãö taìi naìy ta choün: D 1 = 10.d2 = 10.12 =120 mm
Khoaíng caïch giæía äúng vaì âæåìng kênh ngoaìi cuía loîi hoàûc âæoìng kênh trong cuía voí bçnh: s = 4 mm
Khoaíng caïch giæía caïc äúng: =(1,2 1,4) d2 mm
=1,412 =16,8 mm
Âæåìng kênh trong cuía voí thán bçnh: D2 = D1 + 2.( 4+12 + 5) = 162 mm
Váûn täúc loíng NH3 âi trong äúng :
w1 = = = 0,307 m/s
Trë säú Reynold cuía loíng NH3
Re = = = 12791,67
Re > 104 nãn loíng NH3 chaíy trong äúng laì chaíy räúi. Do âoï theo [TL13-Tr149]
ta coï: Nu = 0,021.Re0,8.Pr0,43.e1
e1 = 1 vç l/d> 50
Nu = 0,02112791,670,81,370,43 = 46,4
+ Hãû säú toaí nhiãût vãö phêa loíng NH3 :
Hãû säú toaí nhiãût vãö phêa loíng NH3 khi chæa coï hiãûu chènh:
= = =2306,08 W/m2.K
Khi chuyãøn âäüng trong äúng uäún cong thç phaíi kãø âãún hãû säú hiãûu chènh:
ex =1 + 1,77. theo [TL13-Tr 150]
Rtb : Baïn kênh uäún cong trung bçnh cuía cuäün xoàõn
Rtb = = =70
ex =1 + 1,77. = 1,253
a1 =1,2532306,08 =2889,52W/m2.K
+ Hãû säú toaí nhiãût vãö phêa håi NH3:
Doìng håi NH3 âi bãn ngoaìi äúng xoàõn, håi thay âäøi tæì håi baîo hoaì coï nhiãût âäü t5 = -120C âãún håi quaï nhiãût coï nhiãût âäü t6 = 27oC.
Váûy nhiãût âäü trung bçnh cuía håi amäniàõc: ttb=0,5.(t5+t6) =0,5.(-12+27)=7,5oC
Khäúi læåüng riãng: r = 4,48 kg/m3
Nhiãût dung riãng: Cp = 2,652 KJ/kg.K
Hãû säú dáùn nhiãût : l = 0,257 W/m.K
Âäü nhåït âäüng læûc hoüc : = 9,9625.10-6 N.s/m2
Âäü nhåt âäüng hoüc: =2,223.10-6 m2/s
Trë säú Prandlt : Pr = 1,0372
Thãø têch håi NH3 âi qua bçnh häöi nhiãût I
V = = = 3,28110-3 m3/s
Diãûn têch hçnh vaình khoàn cuía bçnh häöi nhiãût I:
F1 = = = 8,297510-3 m2
Diãûn têch choaïn chäù cuía äúng xoàõn
F2 =(0,1522-0,1282) = 5,275210-3 m2
Diãûn têch håi NH3 âi qua:
Fh = F1 - F2 = 8,297510-3-5,275210-3 = 3,022310-3 m2
Váûn täúc håi NH3 chuyãøn âäüng trong bçnh häöi nhiãût I
w = ==1,0856 m/s
Trë säú Reynold cuía håi:
Re = = = 5860,1
+Hãû säú toaí nhiãût cuía håi haû aïp âi qua chuìm äúng bäú trê song song theo [TL14-Tr145]
Do 103 < Re = 5860,1 < 2.105 nãn traûng thaïi cuía håi chaíy trong bçnh häöi nhiãût laì chaíy quaï âäü
ta coï cäng thæïc: Nuqn=0,27.Reqn0,63.Prqn0,36
Nuqn=0,275860,10,631,03720,36
Nuqn =64,69
Suy ra : 2= ==1385,44 w/m2.k
Hãû säú truyãön nhiãût cuía äúng theïp coï d2/d1 < 2 nãn coi nhæ truyãön nhiãût qua vaïch phàóng
KHNI =
: Nhiãût tråí vaïch äúng vaì cáúu báøn, = 0,000568
KHNI = = 611,3 W/m2.K
Diãûn têch trao âäøi nhiãût bãö cuía äúng xoàõn
Ft = = = 0,195 m
Täøng chiãöu daìi äúng theïp:
L = = =5,17 m
Säú voìng xoàõn :
n = == 12 voìng
Váûy chiãöu cao cuía cuäün äúng xoàõn: h = n. = 1216,8.10-3=0,2 m
9.6.Thiãút bë häöi nhiãût II:
9.6.1.Cáúu taûo:
Thiãút häöi nhiãût duìng âãø táûn duûng nhiãût cuía dung dëch loaîng tæì thiãút bë sinh håi vãö gia nhiãût cho dung dëch âáûm âàûc sau khi ra khoíi thiãút bë háúp thuû nhàòm muûc âêch giaím læåüng nhiãût cáúp cho thiãút bë sinh håi vaì giaím læåüng næåïc laìm maït thiãút bë háúp thuû.
Vç hai mäi cháút trao âäøi nhiãût âãöu åí traûng thaïi loíng ,nãn choün loaûi thiãút bë kiãøu äúng läöng äúng. Dung dëch âáûm âàûc cáön gia nhiãût nãn âi trong äúng trong dung dëch loaîng cáön laìm nguäüi nãn âi åí trong khäng gian giæîa hai äúng. Hai doìng dung dëch chuyãøn âäüng ngæåüc chiãöu.
Thiãút bë âæåüc chãú taûo bàòng váût liãûu laì inox , äúng trong cuía thiãút bë häöi nhiãût coï f20/24mm. ÄÚng ngoaìi cuía thiãút bë häöi nhiãût coï f 38/42
Hçnh 4.3. Thiãút bë häöi nhiãût kiãøu äúng läöng äúng
9.6.2. Tênh diãûn têch trao âäøi nhiãût II:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë häöi nhiãût:
Qhn= 76,82 KW
Qhn= Khn.Fhn.Dttbhn
Trong âoï:
+ Khn: Hãû säú truyãön nhiãût cuía thiãút bë häöi nhiãût ,[W/m2.âäü]
+ Fhn: Diãûn têch truyãön nhiãût cuía thiãút bë häöi nhiãût ,[m2]
+ Dttbhn: Âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh, [oC].
Dttbhn=
våïi: + t7,t8’: Nhiãût âäü vaìo vaì ra khoíi thiãút bë häöi nhiãût cuía dung dëch loaîng,
t7= 90oC, t8= 38,6oC.
+ t11, t12:Nhiãût âäü vaìo vaì ra khoíi thiãút bë häöi nhiãût cuía dung dëch âáûm âàûc
t12= 33,6oC, t13= 83,02 oC.
suy ra:
Dttbhn= = 6 oC
Khn= ,[W/m2.âäü]
Våïi:
+ : Nhiãût tråí cuía caïc cháút báøn vaì cuía vaïch äúng.trong tênh toaïn naìy theo[TL4-tr16] giaï trë âæåüc tênh bàòng 0,000568 m2.âäü/W
* al: Hãû säú toía nhiãût cuía dung dëch loaîng chaíy trong khoaíng khäng gian
giæîa hai äúng theo [TL4-tr16] ta coï cäng thæïc:
Nul = 0,41.
Tiãu chuáøn Nul =
Suy ra al = ,[W/m2.âäü]
Tiãu chuáøn Rel =
Trong âoï:
+ wl =
Våïi:
- Gl: Læu læåüng khäúi læåüng cuía dung dëch loaîng,Gl=0,0147 kg/s
- rl: Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch loaîng åí nhiãût âäü trung bçnh,
tl = = = 64,3oC
Theo cäng thæïc (5.1) :
Trong âoï:
v1: thãø têch riãng cuía næåïc
v2: thãø têch riãng cuía amoniac
vh : sæû thay âäøi säú haûng âàûc tênh cuía thãø têch åí häøn håüp næåïc vaì amoniac
Âàût X= 1,8.T =1,8.( 64,3+273) = 607,140K
1=1,0210-3
=1,8510-3
vhh= -0,0001[0,747+0,94.10-2.t+0,318.10-3.t2 +(4,84+1,33.10 -2.t
vhh = -0,214.10-3.t2).].[(1-).+(1-)2 ]
vhh= - 0,0001[0,747+0,94.10-264,3+0,318.10-364,32
+(4,84+1,33.10-264,3-0,214.10-364,32)0,398].[(1-0,398).0,398+(1- 0,398)0,3982 ]
hh=-1,5.10-4
Váûy suy ra:
=
=836,367 kg/m3
lk: hãû säú dáùn nhiãût cuía dung dëch loaîng åí nhiãût âäü tk=607,14oC
Theo cäng thæïc(7.1):
Trong âoï:
: hãû säú dáøn nhiãût cuía næåïc.
=0,562+1,839.10-3.t-7,11.10-6t2
=0,562+1,839.10-364,3-7,11.10-664,32=0,65085 w/mk
: hãû säú dáùn nhiãût cuía amoniac
=0,528+1,669.10-3.t-6,2.10-6t2
=0,528+1,669.10-364,3-6,2.10-664,3 2 =0,60968 w/mk
Suy ra: (1-0,398)0,65085+0,3980,60968=0,63447 w/m.k
Âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía dung dëch loaíng åí nhiãût âäü t=64,30 C
Theo cäng thæïc (1.31):
Trong âoï:
: âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía næåïc: = 406,1.10-6 Ns/m2
(Tra baíng tiïnh cháút váût lyï cuía næåïc trãn âæåìng baío hoaì theo [TL13-Tr215])
: âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía NH3: = 12,4510-6 Ns/m2
(Tra tênh cháút váût lyï cuía amoniac trãn âæåìng baío hoaì, theo [TL9-Tr290] )
Suy ra =[( 1-0,398)406,1+0,39812,45].10-6
=298,18.10-6 Ns/m2
nl: Âäü nhåït âäüng hoüc cuía dung dëch loaîng åí nhiãût âäü trung bçnh: tl = 64,3oC
Theo cäng thæïc (nl = m¤r) ta coï:
nl = =0,35610-6 m2/s
Nhiãût dung riãng caí dung dëch
Cr=4,18+0,71=4,18+0,710,398=4,462 kj/kg.k
Prl: Tiãu chuáøn Pràng cuía dung dëch loaîng åí nhiãût âäü trung bçnh
t l= 64,3oC , theo cäng thæïc (Pr = (m´Cp)/l) ta coï:
Pr l= = 2,06
d1n,d2t: Âæåìng kênh ngoaìi cuía äúng trong , âæåìng kênh trong cuía äúng ngoaìi cuía thiãút bë häöi nhiãût, [m].
d1n= 0,024m, d2t= 0,038m
nhn: Säú äúng läöng äúng trong läúi âi cuía dung dëch. nhn= 1 äúng
suy ra:
wl =
wl = = 0,5494 m/s
Tiãu chuáøn Rel =
Rel = = 37247,45
Tiãu chuáøn Nul =
Nul = 0,4137247,450,62,060,36=294,06
al = = = 7773,81 W/m2.âäü
aâ: Hãû säú toía nhiãût cuía dung dëch âáûm âàûc chaíy trong äúng trong,
theo [TL4-tr16],ta coï cäng thæïc:
+ Khi Reâ ³ 2300: Nuâ = 0,023.Re.Pr (* *)
+ Khi Reâ < 2300: aâ = 1,55 ´ ,(*)
Tiãu chuáøn Nuâ vaì Reâ âæåc xaïc âënh nhæ sau:
+ Nuâ = , Re =
trong âoï:
wâ =
- Gâ: Læu læåüng khäúi læåüng cuía dung dëch âáûm âàûc,Gâ= 0,3278 kg/s
- râ: Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü trung bçnh,
tâ= = = 58,31oC theo cäng thæïc(1.23):
Trong âoï:
v1: thãø têch riãng cuía næåïc
v2: thãø têch riãng cuía amoniac
vh : sæû thay âäøi säú haûng âàûc tênh cuía thãø têch åí häøn håüp næåïc vaì amoniac Âàût X= 1,8.T =1,8 ( 58,31+273) = 596,36 0k
=
v1=1,01.10-3
v2=1,82.10-3
vhh=-0,0001[0,747+0,94.10-2t+0,318.10-3t2 +(4,84+1,33.10 -2t-0,214.10-3 t2) ].[(1-).+(1-)2 ]
vhh=-0,0001[0,747+0,94.10-258,31+0,318.10-358,312 +(4,84+1,33.10 -2 58,31 -0,214.10-358,312).].[(1-0.425).0,425+(1-0,425)0,4252 ]
vhh=-1,6.10-4
Váûy suy ra:
=
=833,1 kg/m3
lk: hãû säú dáùn nhiãût cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü t =58,31oC ,theo cäng thæïc(1.30):
Trong âoï:
: hãû säú dáøn nhiãût cuía næåïc.
=0,562+1,839.10-3t-7,11.10-6 t2
=0,562+1,839.10-358,31 - 7,11.10-658,312=0,6450w/mk
: hãû säú dáùn nhiãût cuía amoniac
=0,528+1,669.10-3t-6,2.10-6 t2
=0,528+1,669.10-363,355-6,2.10-6 63,3552 =0,6042 w/mk
Suy ra: (1-0,425)0,6450+0,2500,6042=0,6277 w/m.k
Âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü t=58,310 C, theo cäng thæïc (1.31):
Trong âoï: tra baíng tiïnh cháút váût lyï cuía næåïc trãn âæåìng baío hoaì theo
[TL13-Tr215]:
: âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía næåïc: = 469,9.10-6 Ns/m2
Tra tênh cháút váût lyï cuía amoniac trãn âæåìng baío hoaì, theo [TL9-Tr290]:
: âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía NH3: = 1210-6 Ns/m2
Suy ra =[( 1-0,425 )469,9+0,42512].10-6
=275,29.10-6 Ns/m2
nl: Âäü nhåït âäüng hoüc cuía dung dëch loaîng åí nhiãût âäü trung bçnh
tl = 58,31oC , theo cäng thæïc (nl = m¤r) ta coï: nl = =0,3310-6 m2/s
Cr=4,18+0,71=4,18+0,710,425=4,482 kj/kg.k
+ Prl: Tiãu chuáøn Pràng cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü trung bçnh tl=58,31oC , theo cäng thæïc (Pr = (m´Cr) /l) ta coï:
Prâ= = 1,966
- d1t: Âæåìng kênh trong cuía äúng trong thiãút bë häöi nhiãût, d1t= 0,022 m
- Lhn: Chiãöu daìi âoaûn äúng läöng äúng Lhn= 1m
suy ra:
wâ== 1,253 m/s
Reâ= = 75939,4 > 2300 . Váûy ta choün cäng thæïc (* *)
Nuâ = 0,023.Re.Pr=0,02375939,4 0.81,9660,43 =246,8
Hãû säú toaí nhiãût cuía dung dëch âáûm âàûc:
===7745,77 W/m2.k
Suy ra hãû säú truyãön nhiãût cuía thiãút bë häöi nhiãût laì:
Khn= = 1211 W/m2.âäü
Váûy suy ra diãûn têch trao âäøi nhiãût cuía thiãút bë häöi nhiãût laì:
Fhn= =10,57 m2
Chiãöu daìi cuía äúng trong:
L1hn= == 140,26 m
Choün chiãöu daìi 1 äúng: l=1,2 m, Säú äúng näúi liãn tuûc: N=117 äúng
9.7. Thiãút bë tinh luyãûn
9.7.1. Cáúu taûo:
Do coï læåüng håi næåïc ráút låïn cuäún theo håi NH3 taûi thiãút bë sinh håi, nãn cáön phaíi coï thãm thiãút bë tinh luyãûn âãø taïch håi næåïc cuäún theo ra khoíi håi NH3. Thiãút bë tinh luyãûn coï nhiãöu kiãøu khaïc nhau: nhæ thiãút bë tinh cáút loaûi thãø têch, thiãút bë tinh cáút loaûi maìng moíng.ÅÍ âáy, ta duìng næåïc laìm maït âãø tinh luyãûn.
Ngoaìi ra, coìn coï váún âãö cáön phaíi cán nhàõc laì duìng kiãøu trao âäøi nhiãût häùn håüp hay bãö màût. Thiãút bë tinh luyãûn kiãøu häùn håüp coï thãø giaím chi phê âáöu tæ nhæng hiãûu quaí tinh luyãûn khäng cao, cho nãn ta choün thiãút bë tinh luyãûn kiãøu bãö màût.
Kãút cáúu cuía thiãút bë tinh luyãûn daûng naìy giäúng nhæ kiãøu thiãút bë nhæng tuû äúng chuìm nàòm ngang.
9.7.2 Nguyãn lyï laìm viãûc:
Do coï læåüng håi næåïc ráút låïn cuäún theo håi NH3 taûi thiãút bë sinh håi, nãn cáön phaíi coï thãm thiãút bë tinh luyãûn âãø taïch håi næåïc cuäún theo ra khoíi håi NH3. Thiãút bë tinh luyãûn coï nhiãöu kiãøu khaïc nhau: nhæ thiãút bë tinh cáút loaûi thãø têch, thiãút bë tinh cáút loaûi maìng moíng..Træåïc âáy, ngæåìi ta thæåìng duìng næåïc laìm maït âãø tinh luyãûn.
Trong âãö taìi naìy, ta duìng thiãút bë hiãûu quaí hån, âoï laì duìng dung dëch âáûm âàûc sau khi ra khoíi thiãút bë háúp thuû âãø laìm maït thiãút bë tinh luyãûn. Phæång aïn naìy væìa traïnh duìng næåïc gáy cäöng kãönh thiãút bë, væìa laìm tàng thãm hiãûu suáút cuía hãû thäúng do bäü tinh luyãûn coìn coï taïc duûng nhæ mäüt bçnh häöi nhiãût, nhåì âoï giaím âæåüc læåüng nhiãût gia nhiãût thãm cho thiãút bë sinh håi so våïi loaûi tinh luyãûn häöi læu duìng næåïc.
Ngoaìi ra, coìn coï váún âãö cáön phaíi cán nhàõc laì duìng kiãøu trao âäøi nhiãût häùn håüp hay bãö màût. Thiãút bë tinh luyãûn kiãøu häùn håüp coï thãø giaím chi phê âáöu tæ nhæng hiãûu quaí tinh luyãûn khäng cao, cho nãn ta choün thiãút bë tinh luyãûn kiãøu bãö màût.
Kãút cáúu cuía thiãút bë tinh luyãûn daûng naìy giäúng nhæ kiãøu thiãút bë nhæng tuû äúng chuìm nàòm ngang.Dung dëch âáûm âàûc sau khi ra khoíi thiãút bë háúp thuû coï nhiãût âäü tháúp âæåüc chuyãøn âäüng cæåîng bæïc bãn trong äúng tæì dæåïi lãn.
9.7.3 Tênh diãûn têch trao âäøi nhiãût:
Phuû taíi nhiãût cuía thiãút bë tinh luyãûn:
Qtl=52,13KW
Qtl= Gr .Cpr.(t12- tw13)
Qtl=Ktl.Ftl.ttb
Trong âoï:
Ftl : diãûn têch trao âäøi nhiãût cuía thiãút bë
Dttb : Âäü chãnh nhiãût âäü trung bçnh trong thiãút bë.
Dttb = = = 51,2oC
Cpr : nhiãût dung riãng âàóng aïp cuía dung dëch âáûm âàûc.
Gnr : læu læåüng dung dëch âáûm âàûc laìm maït thiãút bë tinh luyãûn
Gr=0,3278kg/s
t11 : nhiãût âäü dung dëch vaìo laìm maït thiãút bë tinh luyãûn, û t11= t10= 32 oC
t12 : nhiãût âäü dung dëch laìm maït ra khoíi thiãút bë tinh luyãûn t12= 33,6oC
Nhiãût âäü trung bçnh cuía dung dëch laìm maït:
trtb= ==32,80C
Thäng säú váût lyï cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü 32,8oC
Theo cäng thæïc (6.1):
-Nhiãût dung riãng cuía dung dëch:
Cpr=4,18+0,71r=4,18+0,710,425 =4,21 KJ/kg
Theo cäng thæïc (5.1):
- Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch:
Trong âoï:
v1: thãø têch riãng cuía næåïc
v2: thãø têch riãng cuía amoniac
vh : sæû thay âäøi säú haûng âàûc tênh cuía thãø têch åí häøn håüp næåïc vaì amoniac
Âàût X= 1,8.T =1,8 ( 32,8+273) = 550,44 0k
=
v1=1,0.10-3
v2=1,69.10-3
vhh=-0,0001[0,747+0,94.10-2.t+0,318.10-3.t2 +(4,84+1,33.10 -2.t-0,214.10-3
t2).].[(1-).+(1-)2 ]
vhh=-0,0001[0,747+0,94.10-232,8+0,318.10-332,82+(4,84+1,33
10-232,8-0,214.10-332,82)0,425].[(1-0,425)0,425+(1-0,425)0,4252 ]
vhh=-1,2.10-4
Váûy suy ra:
=
=852,998 kg/m3
lk: hãû säú dáùn nhiãût cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü t =35,455oC ,theo cäng thæïc(1.30):
Trong âoï:
: hãû säú dáøn nhiãût cuía næåïc.
=0,562+1,839.10-3t-7,11.10-6 t2
=0,562+1,839.10-332,8- 7,11.10-632,82=0,6147w/mk
: hãû säú dáùn nhiãût cuía amoniac
=0,528+1,669.10-3t-6,2.10-6 t2
=0,528+1,669.10-332,8-6,2.10-6 32,82 =0,5760 w/mk
Suy ra: (1-0,425)0,6147+0,4250,5760=0,5983 w/m.k
Âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü t=32,80 C, theo cäng thæïc (7.1):
Trong âoï: tra baíng tiïnh cháút váût lyï cuía næåïc trãn âæåìng baío hoaì theo
[TL13-Tr215]:
: âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía næåïc: = 760.10-6 Ns/m2
Tra tênh cháút váût lyï cuía amoniac trãn âæåìng baío hoaì, theo [TL9-Tr290]:
: âäü nhåït âäüng læûc hoüc cuía NH3: = 129,9210-6 Ns/m2
Suy ra =[( 1-0,425 ).760+0,425129,92].10-6
=492,22.10-6 Ns/m2
- nl: Âäü nhåït âäüng hoüc cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü trung bçnh
tl = 32,8oC , theo cäng thæïc (nl = m¤r) ta coï: nl = =0,57710-6 m2/s
Cr=4,18+0,71=4,18+0,710,425=4,482kj/kg.k
+ Prl: Tiãu chuáøn Pràng cuía dung dëch âáûm âàûc åí nhiãût âäü trung bçnh t=32,8oC , theo cäng thæïc (Pr = (m´Cp) /l) ta coï:
Prâ= = 3,687
d1: Âæåìng kênh trong cuía äúng trao âäøi nhiãût: d1t= 0,015 m.
d2: Âæåìng kênh ngoaìi cuía äúng trao âäøi nhiãût. d2= 0,017 m
l: Chiãöu daìi mäùi äúng, Lhn= 0,9 m
n: säú äúng trong 1 haình trçnh, n=5 äúng
suy ra:
wâ== 0,435 m/s
Reâ= = 11308,5 > 2300 . Váûy ta choün cäng thæïc (* *)
Nuâ = 0,023.Re.Pr=0,02311308,50.83,6870,43 =70,49
Hãû säú toaí nhiãût cuía dung dëch âáûm âàûc:
===2811,61 w/m2.k
+ Hãû säú toaí nhiãût cuía næåïc ngæng ngoaìi äúng :
Theo [TL14-Tr165], hãû säú toaí nhiãût cuía håi næåïc ngæng tuû tr
Các file đính kèm theo tài liệu này:
4.doc
