Chương 5 : Trao đổi nhiệt phức tạp pps

• Tuỳ theo sự thay đổi nhiệt độ làm việc của haimôi chất:– truyền nhiệt khi nhiệt độ không đổi TN đẳngnhiệt – truyền nhiệt khi nhiệt độ thay đổi TN biến nhiệt... Truyền nhiệt đẳng nhiệt•

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC VÀ MÔI TRƯỜNG

CHƯƠNG V

Nồi hơi đáy khô 2-pass

TRUYỀN NHIỆT PHỨC TẠP

CHƯƠNG V: TRUYỀN NHIỆT PHỨC TẠP

1 Truyền nhiệt qua vách phẳng:

2 Truyền nhiệt qua vách trụ

3 Truyền nhiệt qua cánh:

• Tuỳ theo sự thay đổi nhiệt độ làm việc của haimôi chất:

– truyền nhiệt khi nhiệt độ không đổi (TN đẳngnhiệt) – truyền nhiệt khi nhiệt độ thay đổi (TN biến nhiệt)

Truyền nhiệt đẳng nhiệt

• Truyền nhiệt đẳng nhiệt là quá trình trao đổinhiệt xảy ra khi hiệu nhiệt độ của hai môi chấtkhông đổi theo không gian và thời gian

Truyền nhiệt đẳng nhiệt

• Ví dụ: trong thiết bị bốc

hơi Một phía thiết bị

TĐN là hơi ngưng tụ,

một phía là chất lỏng sôi

Nhiệt độ ngưng tụ của

hơi và nhiệt độ sôi của

chất lỏng gần như không

đổi trong suốt quá trình

truyền nhiệt

Thermodynamic Cycle

Evaporator

Condenser

Compressor TXV

Vapor-Compression Refrigeration Cycle

Cycle

Truyền nhiệt biến nhiệt

• Thông thường, ta sẽ gặp loại thiết bị TĐN màtrong đó, nhiệt độ của môi chất sẽ thay đổi dọctheo bề mặt TĐN, khi đó ta có dạng truyền

nhiệt biến nhiệt

– Nếu tại một điểm trên bề mặt của thiết bị đó, nhiệt

độ không biến đổi theo thời gian thì ta có truyền

nhiệt biến nhiệt ổn định;

– Nếu nhiệt độ lại biến đổi theo thời gian thì ta và

truyền nhiệt biến nhiệt không ổn định

truyền nhiệt biến nhiệt ổn định;

• Truyền nhiệt biến nhiệt ổn định: hiệu nhiệt độgiữa hai môi chất chỉ biến đổi theo vị trí nhưngkhông biến đổi theo thời gian, và chỉ xảy ra đốivới thiết bị làm việc liên tục;

• Truyền nhiệt biến nhiệt không ổn định: hiệu

nhiệt độ giữa hai môi chất biến đổi theo cả

không gian và thời gian Qúa trình này xảy ratrong các thiết bị làm việc gián đoạn

Basic Steam Cycle Components

• Boiler

• Turbines (HP/LP)

• Condenser

• Main condensate pump (MCP)

• Main air ejector condenser

• Deaerating feed tank (DFT)

• Main feed booster pump (MFBP)

• Main feed pump (MFP)

• Economizer

HEAT SOURCE

ENGINE

HEAT

SG/ Boiler

Superheater

Economizer

Thermo Cycle

Four Phases of the Steam Cycle

• Generation

• Expansion

• Condensation

• Feed

SG/ Boiler

Superheater

Economizer

GENERATION (Boilers)

• Do giới hạn của chương trình, giáo trình nàykhông trình bày sâu về truyền nhiệt biến nhiệtkhông ổn định Trong trường hợp cần thiết, cóthể tham khảo quá trình này trong các sách

chuyên sâu về truyền nhiệt

TRUYỀN NHIỆT KHI NHIỆT ĐỘ KHÔNG ĐỔI

vách phẳng

Ly Ngoc Minh, Senior Lecturer 26

Truyền nhiệt khi nhiệt độ không đổi qua vách phẳng

Truyền nhiệt khi nhiệt độ không đổi qua vách phẳng

Quá trình truyền nhiệt từ môi chất nóng tới môichất lạnh gồm ba giai đoạn:

• Cấp nhiệt từ môi chất nóng tới vách;

• Dẫn nhiệt qua vách;

• Toả nhiệt từ vách tới môi chất nguội

Gỉa sử xét quá trình truyền nhiệt là ổn định, do

đó lượng nhiệt vận chuyển qua mỗi giai đoạntrong khoảng thời gian là không đổi

Truyền nhiệt khi nhiệt độ không đổi qua vách phẳng

i i

F t t Q

Truyền nhiệt khi nhiệt độ không đổi qua vách trụ

• Xét một vách trụ có bán

kính trong r1, bán kính

ngoài r2, chiều dày , độ

dẫn nhiệt và chiều dài

TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH TRỤ 1 LỚP

2 2

1

2 1

1

2 1

1 ln

2

1 1

d d

d d

L t

TRUYỀN NHIỆT QUA VÁCH TRỤ NHIỀU LỚP

1 1

f f n

Hệ số truyền nhiệt của vách trụ nhiều lớp

1 2

1 1

1 1

1 ln

2

1 1

i n

d d

Tổn thất nhiệt từ vách ra môi trường và nhiệt độ bề mặt vách

TRUYỀN NHIỆT BIẾN NHIỆT ỔN ĐỊNH

• Truyền nhiệt biến nhiệt ổn định: hiệu nhiệt độgiữa hai môi chất không biến đổi theo thời giannhưng biến đổi theo vị trí Tương ứng từng vịtrí của bề mặt TĐN, hiệu nhiệt độ giữa hai môichất có giá trị khác nhau

• Không tính lượng nhiệt trao đổi với t = t1 – t2 như trong truyền nhiệt đẳng nhiệt, mà tính theohiệu số nhiệt độ trung bình logarithm tlog

Chiều chuyển động của môi chất

1 2

1 2 2

1 c b a

1

Chiều chuyển động của môi chất

Hai dòng môi chất song song, nguợc chiều

Hai dòng môi chất song song, nguợc chiều

• Ta xét trường hợp hai

môi chất chảy xuôi chiều

dọc bề mặt trao đổi

nhiệt Trong qúa trình

TĐN, nhiệt độ của môi

chất nóng giảm dần và

nhiệt độ của môi chất

lạnh tăng dần (hình

4.11a) Nhiệt độ của hai

môi chất đều biến đổi

dọc theo bề mặt trao đổi

nhiệt nhưng ở từng điểm

t

t t

min max

min max



TĂNG CƯỜNG TRUYỀN NHIỆT

k ta cần tăng hệ số tỏa nhiệt ở phía vách có giá trị nhỏ nhất, hoặc làm cánh ở phía bề mặt này.

CÁCH NHIỆT

• Ứng với dth thì tổn nhiệt là lớn nhất, vậy muốncách nhiệt phải lưu ý đến điều kiện trên, nghĩa

là dcn > dth Từ hình 4.14 chúng ta nhận thấychỉ khi nào chọn cn để d2 > dth thì việc bọccách nhiệt mới dẫn đến giảm q1 Điều này cónghĩa là chọn vật liệu nhiệt phải bảo đảm điềukiện

5 Ống nước ngưng tụ 1 Thép 60x3.5

2 Ống dầu vào

TÊN GỌI

Ống dầu ra

1 TT

6

Ống hơi vào Tấm ngoặt dòng

9 10

Thép 21,3x2.7 Thép 34x3.5

1

Thép 12 Thép 60x3.5

SB450 - JIS G3103 C20 C20 ASTM - A106B ASTM - A53 C20

Áp suất thiết kế phần hơi P = 10 Kg/cm Diện tích tiếp nhiệt : F = 35 m Lưu lượng dầu vào : V = 14 m/h Nhiệt độ dầu vào : t = 50 C Nhiệt độ dầu ra : t = 100 C

Ống lắp van xả khí

150

9 13

2