TÍNH TOÁN LƯỢNG NHIỆT TIỀU THỤ TRONG THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT 1.. Dẫn nhiệt qua tường phẳng - Nhiệt lượng truyền qua tường phẳng với nhiều lớp, áp dụng công thức như sau:... tw1 = nhiệt đ
Trang 1TÍNH 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 t1 lên t2 (hoặc từ t2 xuống t1) được tính theo công thức:
Q = G * C (t2 - t1) (kcal)
Trong đó:
G: khối lượng dịch (kg)
C: tỷ nhiệt của khối dịch (kcal/kgoC)
t2: nhiệt độ cuối của dịch (o
C)
t1: nhiệt độ đầu của dịch (oC)
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 = 0 , 96 t ( i i )
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)
ih: hàm nhiệt của hơi nước bão hòa (kcal/kg) - ih = 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:
Trang 2tw1 = nhiệt độ thành trong cùng
tw: nhiệt độ thành ngoài
di: 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:
tw1 = nhiệt độ thành trong cùng
tw: nhiệt độ thành ngoài
di: 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
Trang 33.2 Định luật Newton:
α: hệ số tỏa nhiệt đối lưu (W/m2.độ)
F: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt m2
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:
Nuf = C* (Gr * Pr) n
2.107 – 1 1013 0,135 1/3
5.102 – 1 107 0,54 1/4
1.10-3 – 5.102 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: tm = ½ (tf + tw)
(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)
