TÍNH TOÁN LƯỢNG NHIỆT TIỀU THỤ TRONG THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT 1. Tính toán năng lượng : Nhiệt lượng cần cung cấp để nâng (hoặc hạ) nhiệt độ khối dịch từ t 1 lên t 2 (hoặc từ t 2 xuống t 1 ) được tính theo công thức: Q = G * C (t 2 - t 1 ) (kcal) Trong đó: G: khối lượng dịch (kg) C: tỷ nhiệt của khối dịch (kcal/kg o C) t 2 : nhiệt độ cuối của dịch ( o C) t 1 : nhiệt độ đầu của dịch ( o C) Nhiệt lượng cần cung cấp để duy trì ở các nhiệt độ: Q = q* w (kcal) Trong đó: q: hàm nhiệt của hơi nước (kcal/kg) w: lượng nước bay hơi (kg) Lượng hơi cần cung cấp: D = )(96,0 iit Q h  (kg/h) Trong đó: Q: lượng nhiệt cần cung cấp (kcal) 0,96: độ bão hòa của hơi nước t: thời gian cấp nhiệt (h) i h : hàm nhiệt của hơi nước bão hòa (kcal/kg) - i h = 650 (kcal/kg) i: hàm nhiệt của nước ngưng tụ (kcal/kg) - i = 127 (kcal/kg) 2. Sự dẫn nhiệt ổn định trong vật rắn 1.1. Dẫn nhiệt qua tường phẳng - Nhiệt lượng truyền qua tường phẳng với nhiều lớp, áp dụng công thức như sau: t w1 = nhiệt độ thành trong cùng t w : nhiệt độ thành ngoài d i : đường kính của các lớp i: hệ số truyền nhiệt của các lớp F: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt. 1.2. Dẫn nhiệt qua tường ống hay trụ - Nhiệt lượng truyền qua tường ống với nhiều lớp, áp dụng công thức như sau: t w1 = nhiệt độ thành trong cùng t w : nhiệt độ thành ngoài d i : đường kính của các lớp i: hệ số truyền nhiệt của các lớp L: chiều dài ống hoặc trụ 3. Đối lưu nhiệt 3.1. Khái niệm: - Quá trình truyền nhiệt trong môi trường lỏng và khí chủ yếu bằng dòng đối lưu. - Quá trình vận chuyển nhiệt từ chất lỏng hay chất khí tới tường hoặc ngược lại gọi là quá trình cấp nhiệt. - Dòng đối lưu được phân ra hai dạng đối lưu tự nhiên và đối lưu cưỡng bức - Đối lưu tự nhiên là sự chuyển động của chất lỏng hoặc chất khí do sự chênh lệch khối lượng riêng của các phần tử chất lỏng hoặc chất khí ở các điểm có nhiệt độ khác nhau. - Đối lưu cưỡng bức là sự chuyển động của chất lỏng hoặc khí do có tác dụng cơ học bên ngoài như khuấy hoặc bơm. - Trong đối lưu cưỡng bức, quá trình trao đổi nhiệt mãnh liệt hơn đối lưu tự nhiên. 3.2. Định luật Newton: α: hệ số tỏa nhiệt đối lưu (W/m 2 .độ) F: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt m 2 Tw: nhiệt độ trung bình của bề mặt thành Tf: nhiệt độ trung bình của chất lỏng hoặc khí Để tính hệ số tỏa nhiệt đối lưu ta sử dụng công thức Mikhêep: Nu f = C* (Gr * Pr) n Gr * Pr C n 2.10 7 – 1. 10 13 0,135 1/3 5.10 2 – 1. 10 7 0,54 1/4 1.10 -3 – 5.10 2 1,18 1/8 Số Nusselt: Nu = αl/λ Số Grashof: Số Brandtl: Tra bảng để tìm: λ, a, υ, β, Pr. Nhiệt độ xác định: t m = ½ (t f + t w ) (Các chỉ số trên tra bảng Tính chất hóa lý của không khí ở áp suất khí quyển trang 318 – sổ tay hóa công tập 1) . (kcal) Trong đó: q: hàm nhiệt của hơi nước (kcal/kg) w: lượng nước bay hơi (kg) Lượng hơi cần cung cấp: D = )(96,0 iit Q h  (kg/h) Trong đó:. như khuấy hoặc bơm. - Trong đối lưu cưỡng bức, quá trình trao đổi nhiệt mãnh liệt hơn đối lưu tự nhiên. 3.2. Định luật Newton: α: hệ số tỏa nhiệt