* Toả nhiệt của màng nước Khi tính hệ số truyền nhiệt của dàn ngưng kiểu tưới và bay hơi, ta gặp trường hợp trao đổi nhiệt giữa bề mặt ống trao đổi nhiệt với màng nước bao quanh... vai
Trang 1- Hệ số Cs hiệu chỉnh ảnh hưởng của cách bố trí
+ Bố trí song song :
1 , 0
2
1
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ư
ư
=
ng
ng s
d S
d S
+ Bố trí so le :
1 , 0
2
1 ' ⎟⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
ư
ư
=
ng
ng s
d S
d S
- Chỉ số n được xác định như sau : 0 , 07;
6 ,
0 ng
trong đó ϕng hệ số làm cánh bên ngoài ϕng = F/Fng ;
F, Fng – Toàn bộ diện tích bên ngoài và diện tích bề ngoài ngoài phần ống, m2/m
- Kích thước xác định của các tiêu chuẩn được xác định như sau: 0 , 785 ( 2 2 )
ng c
o
d D F
F dng F
F
Fo, Fc, F – Diện tích ngoài phần ống giữa các cánh, diện tích mặt ngoài của cánh và tổng diện tích của chúng, m2;
D, dng - Đường kính ngoài của cánh và ống, m
- Đối với cánh chữ nhật:
Khi chùm ống bố trí song song:
m
td
n d
L C
Nu= Re ⎜⎜⎝⎛ ⎟⎟⎠⎞ (6-37)
ở đây dtđ - Đường kính tương đương, m:
) (
) (
) ).(
( 2
1 1
c c ng
c c ng d
S d
S
S d S dt
δ
δ
ư +
ư
ư
ư
L – Tổng chiều dài cánh theo chiều chuyển động của không khí, m;
n = 0,45 + 0,0066.L/dtđ ;
m = -0,28 + 0,08.Re/1000;
C = A (1,36 – 0,24.Re/1000)
Trị số A tra theo bảng sau:
Bảng 6-7: Hệ số A
A 0,412 0,326 0,201 0,125 0,080 0,0475
Trang 2Trong trường hợp bố trí so le vẫn tính như trên nhưng hệ số toả nhiệt α tăng thêm 10%
* Toả nhiệt của màng nước
Khi tính hệ số truyền nhiệt của dàn ngưng kiểu tưới và bay hơi, ta gặp trường hợp trao đổi nhiệt giữa bề mặt ống trao đổi nhiệt với màng nước bao quanh Trong trường hợp này hệ số toả nhiệt về phía màng nước được xác định như sau:
- Đối với ống nằm ngang
+ Nếu Re = 1,1 ữ 200 :
Nu = 0,51.Re0,33.Pr0,48 (6-39) + Nếu Re > 200:
Nu = 0,1.Re0,63.Pr0,48 (6-40)
Trong các công thức trên, xác định Re theo đường kính ngoài và tốc
độ chuyển động trung bình của màng nước qua ống :
m n tb
G
δ ρ
ω
1
= , m/s (6-41)
G1 – Lượng nước xối trên 1m chiều dài ống:
z l
G
2
1 = , kg/m.s (6-42)
Gn – Lưu lượng nước xối tưới, kg/s;
l – Chiều dài ống, m;
Z – Số dãy ống đặt song song (nằm ngang) cùng được xối tưới;
δm – Chiều dày màng nước, m
2 1
94 , 1
ρ
à δ
g
G
m = (6-43)
Kích thước tính toán : dtd = 4.δm
Đối với nước có thể tính hệ số toả nhiệt theo công thức đơn giản sau:
α = 9750.G11/3 (6-44)
- Đối với ống đặt thẳng đứng
+ Nếu Re < 2000:
m Ga
Nu=0,67.9 2.Pr3.Re (6-45) + Nếu Re > 2000:
Trang 3m Ga
Nu=0,01.3 Pr.Re (6-46) trong đó : Rem = 4.G1/à với
n d
G G
tr
n
.
1 =π Chiều dài xác định là chiều cao ống, m;
n – Số ống;
dtr - Đường kính trong của ống, m
* * *
Trang 4Chương VII
Thiết bị bay hơi
7.1 vai trò, vị trí và phân loại thiết bị bay hơi
7.1.1 Vai trò, vị trí của thiết bị bay hơi
Thiết bị bay hơi có nhiệm vụ hoá hơi gas bão hoà ẩm sau tiết lưu
đồng thời làm lạnh môi trường cần làm lạnh Như vậy cùng với thiết
bị ngưng tụ, máy nén và thiết bị tiết lưu, thiết bị bay hơi là một trong những thiết bị quan trọng nhất không thể thiếu được trong các hệ thống lạnh Quá trình làm việc của thiết bị bay hơi ảnh hưởng đến thời gian và hiệu quả làm lạnh Đó là mục đích chính của hệ thống lạnh Vì vậy, dù toàn bộ trang thiết bị hệ thống tốt đến đâu nhưng thiết bị bay hơi làm việc kém hiệu quả thì tất cả trở nên vô ích
Khi quá trình trao đổi nhiệt ở thiết bị bay hơi kém thì thời gian làm lạnh tăng, nhiệt độ phòng không đảm bảo yêu cầu, trong một số trường hợp do không bay hơi hết lỏng trong dàn lạnh dẫn tới máy nén có thể hút ẩm về gây ngập lỏng
Ngược lại, khi thiết bị bay hơi có diện tích quá lớn so với yêu cầu, thì chi phí đầu tư cao và đồng thời còn làm cho độ quá nhiệt hơi ra thiết bị lớn Khi độ quá nhiệt lớn thì nhiệt độ cuối quá trình nén cao, tăng công suất nén
Lựa chọn thiết bị bay hơi dựa trên nhiều yếu tố như hiệu quả làm việc, đặc điểm và tính chất sản phẩm cần làm lạnh
7.1.2 Phân loại thiết bị bay hơi
Thiết bị bay hơi sử dụng trong các hệ thống lạnh rất đa dạng Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng khác nhau mà nên chọn loại dàn cho thích hợp Có nhiều cách phân loại thiết bị bay hơi
- Theo môi trường cần làm lạnh:
+ Bình bay hơi, được sử dụng để làm lạnh chất lỏng như nước, nước muối, glycol vv
+ Dàn lạnh không khí, được sử dụng để làm lạnh không khí
Trang 5+ Dàn lạnh kiểu tấm, có thể sử dụng làm lạnh không khí, chất lỏng hoặc sản phẩm dạng đặc Ví dụ như các tấm lắc trong tủ đông tiếp xúc, trống làm đá trong tủ đá vảy vv
+ Dàn làm lạnh chất lỏng: dàn lạnh xương cá, panen trong các hệ thống lạnh máy đá cây
- Theo mức độ chứa dịch trong dàn lạnh:
Dàn lạnh kiểu ngập lỏng hoặc không ngập lỏng
Ngoài ra người ta còn phân loại theo tính chất kín hở của môi trường làm lạnh
7.2 THIếT Bị bay hơi
7.2.1 Thiết bị bay hơi làm lạnh chất lỏng
7.2.1.1 Bình bay hơi làm lạnh chất lỏng
a Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bình bay hơi làm lạnh chất lỏng có cấu tạo tương tự bình ngưng tụ ống chùm nằm ngang Có thể phân bình bay hơi làm lạnh chất lỏng thành 02 loại:
- Bình bay hơi hệ thống NH3 : Đặc điểm cơ bản của bình bay hơi kiểu này là môi chất lạnh bay hơi bên ngoài các ống trao đổi nhiệt, tức khoảng không gian giữa các ống, chất lỏng cần làm lạnh chuyển động bên trong các ống trao đổi nhiệt
- Bình bay hơi frêôn : Bình bay hơi frêôn ngược lại môi chất lạnh có thể sôi ở bên trong hoặc ngoài ống trao đổi nhiệt, chất lỏng cần làm lạnh chuyển động dích dắc bên ngoài hoặc bên trong các ống trao đổi nhiệt
Trên hình 7-1 trình bày bình bay hơi NH3 Bình sử dụng các trao đổi nhiệt là thép áp lực trơn C20 đường kính Φ38x3, Φ51x3,5 hoặc Φ57x3,5 Các chùm ống được bố trí so le, cách đều và nằm trên các
đỉnh tam giác đều, mật độ tương đối dày để giảm kích thước bình,
đồng thời giảm dung tích chứa NH3 Thân và nắp bình bằng thép CT3
Để bình có hình dáng đẹp, hợp lý tỷ số giữa chiều dài và đường kính cần duy trì trong khoảng L/D=5ữ8 Các mặt sàng thường được làm bằng thép cácbon hoặc thép hợp kim và có độ dày khá lớn 20ữ30mm ống được núc chặt vào mặt sàng hoặc hàn Khoảng hở cần thiết nhỏ nhất giữa các ống ngoài cùng và mặt trong của thân bình là 15ữ20mm