Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán calorife hơi nước cho thiết bị sấy. Biết không khí vào thiết bị calorife có nhiệt độ t’1 = 30 oC, sau đốt nóng và ra khỏi calorife có nhiệt độ t”1 = 70 oC. Biết lượng nhiệt cần nung nóng không khí trong 1h là Q = 24,2 kW, hơi nước từ lò hơi là hơi là hơi bão hòa khô ở áp suất p = 1,2 bar.
Đề 15 Tính tốn calorife nước cho thiết bị sấy Biết khơng khí vào thiết bị calorife có nhiệt độ t’1 = 30 oC, sau đốt nóng khỏi calorife có nhiệt độ t”1 = 70 oC Biết lượng nhiệt cần nung nóng khơng khí 1h Q = 24,2 kW, nước từ lò là bão hòa khơ áp suất p = 1,2 bar CHƯƠNG : TỔNG QUAN CÁC LOẠI THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT CHƯƠNG : ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA CALORIFE HƠI NƯỚC 2.1 Cấu tạo Theo liệu đầu cho, ta sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống có cánh có cấu tạo hình Thiết bị gồm phận Ống góp Cánh trao đổi nhiệt Dàn ống Ống góp nước ngưng 2.2 Nguyên tắc hoạt động Trong thiết bị này, môi chất nước chuyển động bên ống, khơng khí nóng chuyển động bên ngồi làm bay mơi chất Các cánh trao đổi nhiệt gắn bên ống giúp làm tăng hệ số trao đổi nhiệt α 2.3 Ứng dụng thiết bị Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống có cánh sử dụng rộng rãi thị trường hâm nước thiết bị sấy, thiết bị đung nóng nước ống lò sưởi nước, dàn ngưng tụ máy lạnh, thiết bị làm lạnh khơng khí FCU, … CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ Lượng cần cung cấp Theo đề ta có lượng nhiệt cần nung nóng khơng khí 1h Q= 24,2 kw Coi hiệu suất thiết bị 100% lượng nhiệt mà nước cần để truyền cho khơng khí Qc : Qc = Q= 24,2 kw Lượng cần từ lò hởi Gh p=1,2 bar ( từ bảng nước theo p= 1,2 bar ta có nhiệt hóa r=2244 kj/kg nhiệt độ ngưng tụ tN = 105 0C Gh= = = 0,0107 kg/s = 0,0107.3600= 38.52 kg/h Tính nhiệt thiết kế calorife Chọn ống thép = mm, ống xếp so le bước ống ngang s1= 1,8d2 , bước ống dọc s2= 1,6d2 Cánh đồng có hệ số dẫn nhiệt λc=110 W/m.K, đường kính cánh dc = 49 mm, bước cánh sc =3,5 mm, chiều dầy cánh δc = mm Diện tích bề mặt ngồi ống có cánh F2 F2 = Vì nước ngưng ống p= const nên nhiệt độ ngưng tụ tN = const độ chênh lệch nhiệt độ trung bình chiều, ngược chiều hay cắt tính sau: Vì phải tính theo trung bình logarit : ∆t = =52,5 oc Hệ số truyền nhiệt k ứng với diện tích bề mặt ngồi có cánh F2 tính bỏ qua nhiệt trở dẫn nhiệt vách ống : kF2 = Với cánh tròn, hệ số làm cánh xác định : Hơi ngưng ống đứng tính ngưng bên ngồi ống đứng, ta có : 0.25 Từ bảng phụ lục- Các thông số nước đường bão hòa, theo nhiệt độ tN = 105oC ta có : • ρ= 955 kg/m3 • • λ= 0.684 W/m.K µ= 271 10-6 Ns/m2 Giá trị nhiệt hóa từ bảng 2- PL theo p= 1,2 bar ta có r = 2244.103 J/kg Ta nhận thấy hệ số tỏa nhiệt ngưng lớn ngược lại hệ số tỏa nhiệt khơng khí có giá trị nhỏ, hiệu nhiệt độ ngưng bề mặt ống ∆tN = tN - tw nhỏ so với hiệu nhiệt độ nhiệt độ bề mặt ống nhiệt độ khơng khí ∆tkk = tw – tk phải đảm bảo: ∆tN =∆tkk Vậy ta thử chọn ∆tN = 0,2 oC, ta có chọn chiều cao ống H= 1m : 0,25 Hệ số tỏa nhiệt khơng khí bên ngồi ống α2 = αc ηs Trong αc – hệ số tỏa nhiệt khơng khí với cánh xác định theo αc = C .( )-0,375 Pr0,33 Ở ống bố trí so le nên C= 0,45, : Re = ω - tốc độ khe hẹp cánh xác định : ω= - tốc độ khơng khí vào calorife, chon =1,3 m/s, chiều cao cánh h, khoảng cách cánh t, số cánh ứng với 1m chiều dài ống nc : • • • h= t = = 3,5 -1 = 2,5 mm nc= Ta có ω= Với nhiệt độ trung bình khơng khí tkk = 0,5 (30+70)=50 oC, theo bảng PL- Thông số vật lí khơng khí ta có : • • • • ν= 17,95 10-6 m2/s λ= 0,0283 W/m.K ρ= 1,093 kg/m3 Pr= 0,698 Vậy ta có : Re= = F02- diện tích bề ngồi ống khơng cánh với chiều dài 1m : F02 = = 3,14.0,028.1=0,088 m2 F2= F0+ Fc F0 = πd2.t.n0= 3,14.0,028 0,0025.286= 0,0629 m2 Fc= 2.(= 0,7261 m2 F2= 0,0629 + 0,7261 = 0,789 m2 = = 8,97 = 0,45 0,625 8,97-0,375 0,6980,33 = 42 W/m2.K Đến coi W/m2.K ta kiểm tra việc chọn ∆tN = 0,2 0C để tính sau : ∆tN =∆tkk ( coi ∆tkk = C) ∆tN = = 0C Ở ta coi ∆tN= 0,2 khơng phải tính lại giá trị thay đổi bị ảnh hưởng tới hệ số truyền nhiệt Hệ số hiệu cảnh ta = 0,94 Vậy ta có : • • • W/m2K kF2 = = 39 W/m2.K Khi kể tới bám bụi cặn bẩn khơng khí nước ta có hệ số truyền nhiệt với chọn hệ só bám bẩn ϕ =0,85 : = ϕ kF2= 0,85 39= 33 W/m2.K Vậy diện tích bên ngồi ống có cánh F2: F2= = = 15,4 m2 Diện tích mặt ống F1 F1 = = m2 Với chiều cao ống hay chiều dài ống chọn H=1 m, ta có tổng ống n : n= Khi chọn số hàng ống z= vào theo ống góp qua hàng ống xuống ống góp nước ngưng ta có số ống hàng ống m : m= ≅ Tổng số ống thực tế n= m.z= 21 ống Tính trở kháng thủy lực khơng khí Khơng khí chuyển động cắt ngang qua chùm ống gồm hàng ống có cánh xếp so le Ở trở lực khơng khí tính gần theo quan hệ sau : ∆p= ξ.ρ z z- số hàng ống, z=3, ω- tốc độ khe hẹp khơng khí, ω=4 m/s ; ρ- khối lượng riêng khơng khí, ρ= 1,093 kg/m3 ; ξ- hệ số trở lực xác định gần với chùm ống so le có cánh tròn : ξ = 0,72 Re-0,245 (+ 2) 0,9 ()0,9 (-0,1 = 0,457 Vậy ∆p= 0,457.1,093 3= 12 Pa ... Ứng dụng thiết bị Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống có cánh sử dụng rộng rãi thị trường hâm nước thiết bị sấy, thiết bị đung nóng nước ống lò sưởi nước, dàn ngưng tụ máy lạnh, thiết bị làm lạnh khơng... ĐỘNG CỦA CALORIFE HƠI NƯỚC 2.1 Cấu tạo Theo liệu đầu cho, ta sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống có cánh có cấu tạo hình Thiết bị gồm phận Ống góp Cánh trao đổi nhiệt Dàn ống Ống góp nước ngưng... … CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ Lượng cần cung cấp Theo đề ta có lượng nhiệt cần nung nóng khơng khí 1h Q= 24,2 kw Coi hiệu suất thiết bị 100% lượng nhiệt mà nước cần để truyền cho khơng