Chuong 5 Thiet bi trao doi nhiet

Phương pháp tính toán thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn: • Phương pháp độ chênh nhiệt độ trung bình logarit Logarithmic Mean Temperature Difference... Truyền nhiệt phức tạp: Khi

CHƯƠNG 8 THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT

1 Truyền nhiệt phức tạp

2 Thiết bị trao đổi nhiệt

3 Phương pháp tính toán thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn:

• Phương pháp độ chênh nhiệt độ trung bình logarit

(Logarithmic Mean Temperature Difference)

2

1 Truyền nhiệt phức tạp:

Khi các phương thức trao đổi nhiệt cơ bản diễn ra đồng thời

Dẫn nhiệt Đối lưu Bức xạ

Truyền nhiệt qua vách phẳng

Truyền nhiệt qua vách có cánh

δ - Chiều dày vách phằng

λ - Hệ số dẫn nhiệt của vách

F1 - Diện tích bề măt không có cánh

F2 - Diện tích bề mặt có cánh bao gồm cả cánh và phần không cánh

Trong trường hợp cánh có chiều cao thấp, ta có thể xem nhiệt độ trên bề mặt có cánh bao gồm cả phần cánh và không cánh như nhau tw2

Truyền nhiệt qua vách có cánh

Nếu tính theo 1 đơn vị diện tích BM không cánh

8

Phân loại theo nguyên lý làm việc:

• Thiết bị trao đổi nhiệt loại ngăn cách

• Thiết bị trao đổi nhiệt hồi nhiệt

• Thiết bị trao đổi nhiệt loại hỗn hợp

2 Thiết bị trao đổi nhiệt:

Nhiệm vụ: đem nhiệt lượng của lưu chất nóng truyền cho lưu chất lạnh

Thiết bị trao đổi nhiệt loại ngăn cách bao gồm

 Thiết bị trao đổi nhiệt loại vỏ bọc chùm ống

 Thiết bị trao đổi nhiệt loại có cánh

 Thiết bị trao đổi nhiệt loại tấm gợn sóng

 Thiết bị trao đổi nhiệt loại tấm xoắn ốc

 ……

Dạng ống lồng ống

Dạng vỏ bọc chùm ống

10

Phân loại theo chiều chuyển động của dòng lưu chất:

12

3 Phương pháp tính toán thiết bị trao đổi nhiệt loại vách ngăn:

a) Lưu chất chuyển động cùng chiều b)Lưu chất chuyển động ngược chiều

 Ký hiệu cho lưu chất nóng

 Ký hiệu cho lưu chất lạnh

G1, G2 Lưu lượng khối lượng của lưu chất nóng và lạnh , kg/s

cp1, cp2 Nhiệt dung riêng của lưu chất nóng và lạnh , kJ/(kg.K)

Nhiệt độ của lưu chất nóng và lạnh ở đầu vào, oC

Nhiệt độ của lưu chất nóng và lạnh ở đầu ra, oC

C=Gcp Nhiệt dung lưu lượng khối lượng

Δt - Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa chất lỏng nóng và lạnh

Phương trình truyền nhiệt:

( - )

dQ  k t t dF   k tdF

Quy trình Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt:

Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt có 2 loại bài toán:

 Bài toán thiết kế:

– Biết

– ( có thể xác định từ pt cân bằng nhiệt) – k : hệ số truyền nhiệt, dựa vào dạng bề mặt, quy luật

truyền nhiệt của lưu chất

– Tính diện tích F: căn cứ theo yêu cầu công nghệ, quy

mô công nghệ  lựa chọn cấu trúc thiết bị, lựa chọn vật liệu sử dụng…

– Tính sức bền – Tính trở kháng thuỷ lực chọn bơm, quạt…

16

 Bài toán kiểm tra:

– Có sẵn thiết bị, cần phải kiểm tra xem có đạt yêu cầu

về năng lượng hay không?

– Biết diện tích

– Biết hệ số truyền nhiệt k (xác định theo bề mặt truyền

nhiệt và quy luật truyền nhiệt)

– Cần tính:

+ Tính nhiệt lượng truyền Q

+ Tính nhiệt độ của lưu chất ở đầu ra

3.1 Phương pháp độ chênh nhiệt độ trung bình logarit

18

 Trường hợp 1: lưu động cùng chiều và lưu động ngược chiều

max min max min

ln

t

t t

, ,

Cùng chiều Ngược chiều

Nếu Δtmax/ Δtmin <2 ta cĩ thể xem:

t = f (P; R)- hệ số hiệu chỉnh Tra thông số theo đồ thị biễu diễn các

quan hệ cho sẵn

20

22

3.2 Phương pháp hiệu suất  - NTU

được truyền

nhất lớn

lượng Nhiệt

bị thiết qua

truyền tế

thực lượng

Hiệu quả truyền nhiệt  là hàm số của những quan hệ sau:

f C NTU

min max

min

F

C C

NTU: đơn vị chuyển nhiệt (Number of Transfer Units)

Hàm f: là hàm phụ thuộc sơ đồ chuyển động của chất lỏng

nóng và lạnh trong thiết bị

NTU NTU

HẾT CHƯƠNG 8