Tính toán hệ thống cung cấp nhiệt cho nhà máy dệt may

Thiết kế mạng nhiệt

Tên Thầy hướng dẫn: Th.S Trần Huy Cấp

Sinh viên thực hiện đồ án: Đặng Văn Dương Nhiệt lạnh 1_k54

Đề tài đồ án: Tính toán hệ thống cung cấp nhiệt cho nhà máy dệt may

Số liệu ban đầu:

-Cấp hơi bão hòa ở áp suất 5 bar cho 3 phân xưởng (A,B,C) với lượng hơi lầnlượt là 250,300,350 kg/h

-Cấp nước nóng cho 6 phòng tắm cho cán bộ nhân viên

-Cấp hơi cho nhà ăn với lượng hơi 180 kg/h ở áp suất 3 bar

-3 phân xưởng song song cách nhau 25m.Phân xưởng A gần nguồn nhiệt nhấtcách 10m

-Nhà tắm cách nguồn nhiệt 20m.Nhà ăn cách nguồn nhiệt 30m

Mô tả tóm tắt nội dung và các yêu cầu tính toán:

-Lựa chọn nguồn nhiệt và thiết lập sơ đồ cấp nhiệt thích hợp

-Tính chọn thiết bị cấp nhiệt

-Tính toán nhiệt cho hệ thống mạng

-Tính toán thủy động mạng nhiệt

-Tính chọn các thiết bị điển hình (bơm, quạt…)

-Tính chọn vật liệu, chiều dày ống

-Tính toán tổn thất nhiệt và bảo ôn, rút nước đọng

-Tính bù giãn nở nhiệt, chọn giá đỡ giá treo

Hà Nội, ngày tháng năm 2012Xác nhận của thấy giáo hướng dẫn (Chữ ký và Họ tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOÁ HÀ NỘI

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống hiện nay, để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao

phục vụ cho sinh hoạt của con người, nhiệt năng ngày càng trở nên

thông dụng và gần như không thể thiếu được trong sinh hoạt hàng

ngày Các nhu cầu về nhiệt thông thường như: dùng nhiệt để đun nước

lạnh thành nước nóng phục vụ cho sinh hoạt ( như tắm giặt, đun

nấu ), các nhu cầu cao cấp hơn như dùng nhiệt để tạo ra hơi phục vụ

cho công việc sản xuất của các nhà máy, xí nghiệp nhằm tăng năng

suất sản xuất, nâng cao chất lượng sản xuất cũng như bớt vất vả cho

công nhân

Các nhu cầu về nhiệt này hoàn toàn có thể được đáp ứng bằng

cách sử dụng các thiết bị đơn giản như bếp than, điện… nhưng đối với

một công ty, xí nghiệp thì nhu cầu về nhiệt rất lớn, nếu sử dụng các

thiết bị điện thì vốn đầu tư ban đầu cao,bếp than thì hiệu quả thấp,ô

nhiễm môi trường, vấn đề bảo quản, sửa chữa và thay thế các thiết bị

điện phức tạp, chi phí sử dụng hàng ngày đắt Do đó đối với một trung

tâm có nhu cầu về nhiệt lớn thì việc thiết kế một hệ thống cấp nhiệt

trung tâm là hoàn toàn cần thiết

Vì vậy, xuất phát từ nhu cầu thực tế của cuộc sống em xin trình

bày phần tính toán, thiết kế các thiết bị và hệ thống cung cấp nhiệt

phục vụ cho nhà máy dệt may gồm 3 phân xưởng, nhà ăn và khu sinh

hoạt của cán bộ công nhân viên

Trong quá trình thực hiện bản đồ án này, em xin chân thành cảm

ơn sự chỉ bảo tận tình của thày ThS Trần Huy Cấp Mặc dù đã rất

cố gắng nhưng cũng không thể tránh được sai sót trong đồ án Vì vậy

em rất mong nhận được sự góp ý của quý thày cô cùng bạn bè để bản

đồ án của em được hoàn thiện hơn

MỤC LỤC

1.2: Tổng quan về thiết bị nguồn cấp nhiệt 3

1.3: Bố trí thiết bị trong trạm cấp nhiệt trung tâm 4

Chương 2: Xây dựng và tính cân bằng vật chất-năng lượng cho sơ đồ nhiệt

4.4.1.Vật liệu cách nhiệt cho đường nước nóng 29 4.4.2.Vật liệu cách nhiệt cho thiết bị gia nhiệt 31 4.4.3.Vật liệu cách nhiệt cho đường hơi 31

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CẤP NHIỆT VÀ THIẾT

BỊ NGUỒN CẤP NHIỆT

 THÔNG TIN VỀ NHÀ MÁY DỆT MAY

Mô tả đặc điểm của nhà máy dệt may

+ Có 3 phân xưởng A, B, C với lượng hơi bão hòa cần dùng lần lượt

là 250, 300, 350kg/h ở áp suất 5bar

+ Có 6 phòng tắm dùng nước nóng

+ Có 1 nhà ăn với lượng hơi cần dùng là 180kg/h ở áp suất 3bar

+ 3 phân xưởng nằm song song với nhau cách nhau cách nhau 25m

+ Phân xưởng A gần nguồn nhiệt nhất cách 10m

+ Nhà tắm cách nguồn nhiệt 20m

+ Nhà ăn cách nguồn nhiệt 30m

 NHU CẦU NHIỆT CHO NHÀ MÁY DỆT MAY

+ Cấp nước nóng cho khu vực phòng tắm

+ Cấp hơi cho nhà ăn, phân xưởng, gia nhiệt nước nóng

 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI NHIỆT CHO NHÀ MÁY DỆT MAY

Hơi từ lò hơi đi gia nhiệt cho nước lạnh đến nhiệt độ nước nóng

t3 = 700C ở trong bể nước nóng có dung tích 5 m3 Nước nóng được

dẫn đến các điểm sử dụng, tại đây nước nóng được hoà trộn lẫn với

nước lạnh t1 = 200C để thành nước tắm có nhiệt độ t2 = 400C

Lượng nước sử dụng ở 400C trong giờ cao điểm của phòng tắm

trung vào các giờ cao điểm, còn các giờ còn lại thì ít tiêu thụ.Việc tính

toán nhiệt cho hệ thống quy về bài toán tính lựa chọn công suất nhiệt

của hệ thống sao cho đủ cung cấp nhiệt phục vụ cho tắm vào giờ cao

điểm Thời gian cao điểm lấy là 2h, trong 1h tiêu thụ lượng nước nóng

ở 700C là 307,2 lít

1.2 Tổng quan về thiết bị nguồn cấp nhiệt

1.2.1 Tính công suất lò hơi cần dùng

* Lượng hơi cần cung cấp cho nhà máy dệt may bao gồm :

-Lượng nhiệt mà hơi truyền cho nước lạnh để 307,2l từ 200C để trở

Vậy để đảm bảo cung cấp đầy đủ hơi cho 3 phân xưởng A, B, C

và nhà ăn ,ta chọn trạm cấp nhiệt gồm 2 lò hơi, mỗi lò có công suất là

600 kg/h và áp suất làm việc là 5bar

Mỗi lò hơi có thể đảm bảo được 53,99% phụ tải nhiệt của nhà máy

dệt may Do đặc điểm phụ tải nhiệt của khách sạn chỉ sử dụng công

suất cực đại ở một số giờ cao điểm nên bình thương chỉ có 1 lò hơi

chạy, khi nhà máy yêu cầu phụ tải cực đại ta cho cả 2 lò hoạt động

Ưu điểm: Phụ tải nhiệt cung cấp cho nhà máy dệt may liên tục,

không bị gián đoạn Khi một lò bị sự cố hoặc đưa vào sửa chữa định

kỳ thì lò còn lại vẫn đáp ứng được 53,99% phụ tải nhiệt của nhà máy

dệt may Chi phí chế tạo lò giảm so với phương án chọn 2 lò công suất

600 kg/h với 1 lò dự phòng

Nhược điểm: Chi phí chế tạo lò cao, chiếm nhiều diện tích nhà

lò Chế độ điều khiển nước cấp phức tạp

1.3 Bố trí thiết bị trong trạm cấp nhiệt trung tâm

Để đảm bảo an toàn và tiện lợi cho công nhân vận hành, khi bố

trí thiết bị trong trạm cấp nhiệt trung tâm ta cần phải tuyệt đối tuân thủ

theo các tiêu chuẩn lắp đặt trong cuốn quy phạm kỹ thuật an toàn các

nồi hơi.Nồi hơi cố định phải đặt trong nhà riêng biệt.Cấm làm việc và

đặt những máy móc, thiết bị trong nhà lò hơi nếu việc đó không liên

quan trực tiếp đến vận hành và sửa chữa nồi hơi

1.3.1 Thiết kế nhà lò hơi

Từ các điều này ta sẽ thiết kế một trạm cấp nhiệt trung tâm riêng

biệt, bên trong sẽ bao gồm các thiết bị sau: 2 lò hơi, ống góp phân phối

hơi, thùng dầu cấp cho lò, hệ thống xử lí nước cho lò hơi bao gồm:

thùng nước cứng, thiết bị xử lí nước và bể nước mềm, hệ thống đo

lường cho lò hơi, các thiết bị điều khiển trung tâm cho hệ thống cấp

nhiệt

- Đối với các lò hơi không cần thao tác hai bên sườn thì chiều

rộng của các lối qua lại giữa các lò hơi và giữa 2 lò với tường sau

không nhỏ hơn 1 m

- Đối với các lò cần thao tác hai bên sườn thì khoảng cách này

không nhỏ hơn 1,5 m (đối với các lò có công suất hơi đến 4 T/h)

- Vậy ta cần xây dựng gian nhà lò có kích thước 6,5 ¿ 4,5 m cao

3,5 m Mái nhà có thể đổ trần hoặc chồng diêm Còn nền nhà ta phải

đổ bê tông và có các kênh thải toàn nhà Ta bố trí cửa ra vào cao 3 m;

một cửa rộng 2,2 m đủ để vận chuyển các thiết bị vào ra

1.3.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng

Nhà lò phải đủ sáng cả ngày cũng như về đêm, những chỗ không

đủ sáng tự nhiên thì thực hiện chiếu sáng nhân tạo Tiêu chuẩn về

chiếu sáng không được thấp hơn tiêu chuẩn về chiếu sáng nơi làm việc

và công trình công nghiệp

Phải bố trí hệ thống chiếu sáng dự phòng cho những khu vực sau đây:

+ Tủ hoặc trung tâm điều khiển

+ Mặt trước và lối đi giữa các lò hơi, phía sau và phía trên lò hơi

+ Thiết bị đo lường, đo mức nước (ống thủy)

+ Thiết bị xử lí nước

1.4 So sánh lựa chọn nhiên liệu

Việc lựa chọn loại nhiên liệu phù hợp cho hệ thống cấp nhiệt nhà

máy dệt may phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: công suất lò

hơi,thông số hơi, giá cả nhiên liệu, vị trí nhà lò,vấn đề môi trường, xử

lí khói thải…Đối với lò mà ta đã chọn ở trên với công suất 600kg/h ta

có thể dùng 3 loại nhiên liệu là điện, dầu DO và dầu FO.Nếu dùng dầu,

do dầu được phun vào lò hơi nhờ bơm dầu có gắn hệ thống tự động

nên khả năng tự động hóa cao, có tác động nhanh với những thay đổi

của phụ tải, thời gian khởi động ngắn.Sau đây là phần so sánh tính

trong đó :  = 0,97 - hiệu suất của các thiết bị điện.

Vậy giá thành của việc gia nhiệt cho 100 (l) nước bằng điện là :

T1 = 6,0 3500 = 21000đ/100 lít

* Chi phí khi gia nhiệt cho 100 lít nước bằng lò đốt dầu.

- Khi đốt n kg dầu thì lượng nhiệt sinh ra là: Q3 =n.Qlvt =n 40000 (kJ)

Trong đó : Qlvt = 40.000 kJ/kg : nhiệt trị của dầu D.O

- Để dùng dầu cung cấp nhiệt cho nước thì lượng nhiệt do dầu toả

ra (sau khi đã tính tổn thất ) phải bằng lượng nhiệt Q1:

 Q1 = Q3. = n.Qlvt 

Trong đó :  = 0,85 là hiệu suất của lò đốt bằng dầu D.O

Từ phương trình ta có:

+ Khi gia nhiệt bằng thiết bị điện : 21000 (đ/ 100 lít)

+ Khi gia nhiệt bằng lò đốt dầu : 13020 (đ/ 100 lít)

Vậy chi phí vận hành khi cấp nhiệt bằng dầu chỉ bằng 62 % so

với khi cấp nhiệt bằng điện.Từ các phân tính ,tính toán trên ta thấy

phương án cấp nhiệt bằng dầu có độ ổn định cao và kinh tế hơn so với

phương án cấp nhiệt bằng điện.Hiện nay có 2 loại dầu khá phổ biến là

dầu FO và dầu DO

*Dầu FO:

- Ưu điểm: có nhiệt trị cao, nhiệt thế thể tích của lò lớn nên kết cấu

lò nhỏ gọn, thuận lợi cho việc tự động hoá và bố trí lắp đặt, giá thành

rẻ hơn các loại nhiên liệu sạch còn lại

- Nhược điểm: do dầu FO đặc ( độ nhớt cao tại nhiệt độ khí quyển )

do đó trước khi đưa vào vòi đốt thì phải được sấy sơ bộ giảm độ nhớt

của dầu để vòi phun có thể tạo phun dưới dạng sương mù đảm bảo chế

độ cháy của lò Vì vậy cần phải có thêm thiết bị sấy dầu nên chi phí

xây dựng nhà lò tăng lên do có thêm thiết bị sấy dầu và làm tăng công

suất lò vì phải sử dụng hơi để sấy dầu

*Dầu DO:

- Ưu điểm: Có đầy đủ các ưu điểm kỹ thuật như dầu FO Ngoài ra

dầu DO có độ nhớt thấp hơn nên không đòi hỏi cần phải có thiết bị sấy

dầu trước khi đưa vào vòi phun

- Nhược điểm: Giá thành cao hơn so với đốt dầu FO.

Căn cứ vào yêu cầu về môi trường,kỹ thuật và kinh tế ta chọn dầu DO

Các thông số kỹ thuật của dầu DO:

¿ Lượng dầu tiêu hao:

- Lượng nhiệt mà nước nhận được từ lò hơi: Q = D(inr - inv)

Ở đây ta tính toán tại giờ cao điểm và nhiệt độ nước vào thấp

nhất bằng nhiệt độ môi trường do đó ta có các số liệu sau:

+Công suất sinh hơi: D = 1200 kg hơi/h

+Entanpy của nước cấp ở nhiệt độ 200C: inv = 83,91 kJ/kg

+Entanpy của hơi bão hòa ở áp suất 5 at: inr = 2749 kJ/kg

Ở đây ta tính suất tiêu hao nhiên liệu của lò khi nhiệt độ nước cấp

vào lò thấp nhất bằng với nhiệt độ môi trường và lò làm việc vào giờ

cao điểm Khi hoạt động bình thường không phải giờ cao điểm với

năng suất hơi cần cung cấp thấp hơn, nhiệt độ nước cấp vào lò cao hơn

vì có lượng nước ngưng từ bình trao đổi nhiệt quay trở về thì suất tiêu

hao nhiên liệu còn thấp hơn nhiều

CHƯƠNG 2

XÂY DỰNG VÀ TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT –

NĂNG LƯỢNG CHO SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ

Dựa vào nhu cầu phụ tải và kết cấu của nhà máy dệt may cũng

như phần chọn sơ đồ đã nói ở chương 1 ta lựa chọn phương án kỹ

thuật trạm cấp nhiệt bằng lò hơi như sau:

2.1- Cấp hơi

Hơi bão hòa từ 2 lò hơi cấp vào ống góp phân phối hơi Từ ống

góp phân phối hơi cấp hơi cho các hộ tiêu thụ nhiệt bằng ống thép đen

Có 1 đường cấp hơi chính từ ống góp hơi, được chia làm 5 đường nhỏ

cấp hơi đi.3 đường cấp hơi đến 3 phân xưởng (A,B,C),đường thứ 4 cấp

hơi tới bình gia nhiệt bề mặt (kiểu bình ngưng ống vỏ) ở tầng mái để

gia nhiệt cho nước lạnh cấp đến các phòng tắm và đường thứ 5 cấp hơi

tới khu nhà ăn

2.2- Gia nhiệt cho nước

Nước lạnh từ nguồn cấp bổ sung vào bể nước hồi, tại đây nước

được hòa trộn với nước hồi và được gia nhiệt lên 1 chút bởi nước hồi

có nhiệt độ cao hơn Khi bắt đầu chạy lò, nguồn nước dự trữ và nước

hồi không có thì nhiệt độ nước tại bể hồi chính bằng nhiệt độ nước

lạnh, sau đó nước được dẫn qua bình trao đổi nhiệt kiểu ống vỏ Tại

đây, nước nhận nhiệt của hơi để chuyển thành nước nóng có nhiệt độ

700C, nước này sẽ được dẫn đi cấp cho các phòng tắm nước nóng

2.3- Cấp nước nóng cho 6 nhà tắm

Để lợi dụng trọng lượng của cột nước ta áp dụng phương pháp

cấp nước nóng ở trên cao bằng cách đặt bể nước nóng ở trên mái các

nhà tắm Nước nóng sau khi qua bình gia nhiệt mạng đặt tại trên mái

được đưa tới bể dự trữ nước nóng Tại đây, nước nóng theo đường

nước nóng chính đi tới ống phân phối nước nóng chia ra các đường

nước cấp nước nóng theo các hộp kỹ thuật dẫn xuống các phòng tắm

sử dụng nước nóng ở dưới Từ các đường ống cấp nước nóng đi trong

các hộp kỹ thuật đó ta chia làm nhiều nhánh nhỏ đến các phòng.Tại

mỗi đường nước nóng đi trong hộp kỹ thuật ở độ cao của tầng kỹ

thuật, ta cho đặt một cụm van từ điều khiển theo nhiệt độ để hồi nước

về bể nước nóng trên cao

2.4- Hệ thống đường ống hồi

Hơi sau khi gia nhiệt cho nước ở bình trao đổi nhiệt bề mặt (bình

ngưng ống vỏ) ngưng tụ lại thành nước Nước ngưng được hồi cùng

với nước bổ sung đã được xử lí ở bể nước mềm cấp cho lò hơi Chúng

ta phải bổ sung nước mềm cho lò hơi là do: nước ngưng trở về lò bị

tổn thất do rò rỉ hoặc do hơi thoát khi xả khí không ngưng trong hệ

thống đường ống hơi

Do tổn thất nhiệt nên khi ta để nước quá lâu thì nhiệt độ nước

nóng trong hệ thống giảm Khi nhiệt độ nước nóng xuống thấp quá

không đủ đảm bảo sinh hoạt thì cần phải hồi về bể hồi đặt ở trên cao

Sở dĩ ta hồi về bể nước hồi mà không hồi về bể nước nóng tổng là vì

để nhiệt độ của nước nóng tại bể tổng vẫn đảm bảo nhiệt độ yêu cầu

cấp cho các phòng, không bị giảm đi bởi lượng nước hồi hòa trộn vào

ở cuối mỗi nhánh chính, tại tầng kỹ thuật, ta bố trí đường hồi khi nhiệt

độ t < 500C Để thực hiện việc hồi nước, sử dụng một cụm van từ: Lấy

tín hiệu nhiệt độ nước nóng ở cuối mỗi đường ống cấp nước nóng

chính, đưa tín hiệu về điều khiển trung tâm, khi nhiệt độ nước nóng

trong ống nhỏ hơn nhiệt độ chỉ định thì van từ mở cho nước hồi về

Còn một lượng nước nóng cung cấp cho điểm sử dụng ở tầng dưới,

chúng ta có thể xả bỏ khi nhiệt độ quá thấp vì nếu lắp đặt đường hồi

thì sẽ không kinh tế vì đường ống hồi quá dài, trong khi đó lượng hồi

- Bộ khống chế nhiệt độ nước nóng trong hệ thống: Khi nhiệt độ

trong hệ thống lớn hơn 700C thì van từ cấp hơi đóng, ngừng cấp hơi

gia nhiệt và lò hơi tự động ngừng đốt, khi nhiệt độ trong hệ thống nhỏ

hơn 700C thì van từ cấp hơi mở cấp hơi gia nhiệt để gia nhiệt cho nước

và lò hơi tự động đốt trở lại

Khống chế mức nước trong bể nước nóng: Khi mực nước trong

bể giảm nhỏ hơn mức cho phép thì bơm cấp tự hoạt động cấp nước cho

bể, khi mực nước cao hơn mức cho phép thì bơm cấp tự ngừng cấp

nước cho bể

2.6- Các đường ống nhánh

Các đường ống nhánh dẫn tới từng buồng trong từng đơn nguyên

sẽ đi trong hộp kỹ thuật (ống có bảo ôn cách nhiệt) hoặc đi ngầm trong

tường ( với đoạn ngắn tới từng vòi nước nóng)

Ưu điểm:

- Lò không phải hoạt động liên tục và luôn hoạt động ở phụ tải

kinh tế nên hiệu suất lò cao

- Dung tích két nước nóng và công suất lò nhỏ vì ta có thể chạy

lò bù nhiệt liên tục cho thiết bị trao đổi nhiệt và cấp nước cho bình trao

đổi nhiệt những lúc có phụ tải

- Do ta sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt kiểu liên tục nên có thể đáp

ứng nhu cầu nước nóng và hơi cho nhà máy một cách nhanh nhất

- Hệ thống này có khả năng khống chế nhiệt độ nước nóng tốt,

khả năng tự động hóa cao Có khả năng đáp ứng tốt nhu cầu nước

nóng và hơi của nhà máy

- Hệ số an toàn của hệ thống cao

Nhược điểm:

- Quản lí và vận hành tương đối phức tạp

- Chi phí đầu tư khá cao do lắp đặt bình gia nhiệt, các thiết bị tự

động

CHƯƠNG 3 TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH

3.1 Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt

Trong sơ đồ nhiệt ta thấy rằng môi chất truyền nhiệt ở đây là hơi,

còn môi chất nhận nhiệt là nước lạnh Vì vậy ta chọn thiết bị trao đổi

nhiệt kiểu bình ngưng ống vỏ Ta tính trong trường hợp hoạt động của

1 bình đủ cung cấp cho nhu cầu dùng nước nóng của 6 nhà tắm trong

thời gian cao điểm

Trong thiết bị này, ta cho nước lạnh đi trong ống thép còn hơi sẽ

ngưng tụ ở không gian giữa các chùm ống Vì nước lạnh có chất lượng

không cao nên ta cho đi trong ống thép để dễ dàng vệ sinh đường ống

khi có cặn bẩn bám vào thành ống làm giảm khả năng truyền nhiệt

Bình gia nhiệt phải thỏa mãn điều kiện làm việc trong trường hợp

xấu nhất đó là: vào giờ cao điểm hoặc khi bắt đầu đốt lò, lượng nước

hồi coi như bằng không, nhiệt độ đầu vào của nước lạnh cần gia nhiệt

bằng nhiệt độ nước thấp nhất do đó cần độ gia nhiệt lớn Còn trong

trường hợp có nước hồi và không phải giờ cao điểm thì chỉ cần giảm

công suất lò hoặc tắt một lò

Nước lạnh cần gia nhiệt có nhiệt độ đầu vào t = 200C và nhiệt độ

đầu ra là 700C đảm bảo nhiệt độ yêu cầu dùng nhiệt

Các thông số cần thiết khi tính chọn bình ngưng ống vỏ:

Bình ngưng hơi nước kiểu ống vỏ nằm ngang, ở nhiệt độ ngưng

tụ 151,6050C Hơi ngưng bên ngoài các ống không có cánh, với đường

kính d2/d1 = 19/16 mm , ống bằng thép có λ = 45 W/m.0K, bước ống

s = 1,5d2 Nước được gia nhiệt chảy trong ống với tốc độ ω1 = 0,45

m/s , nhiệt độ nước vào t1' = 200C, nhiệt độ nước ra t1'' = 700C Nhiệt

tỏa ra môi trường Qt = 2%.Qk, số hành trình N = 4

Cân bằng nhiệt bình ngưng với nhiệt do nước lạnh nhận là Q1:

Q2=Q1+Q t

Từ nhiệt độ 450C tra bảng các thông số vật lí của nước trên

đường bão hòa ta có:

ℜf = ω1 d1

ν1 = 0,605.100,45.0,016−6 = 11900,83 > 104

Như vậy nước chảy rối trong ống.Khi giả thiết l>50.d2, ta có:

Nu f=0,021.Ref0,8.Prf 0,43 A

Coi như hơi nước ngưng bên ngoài ống có nhiệt độ không đổi,

nghĩa là không có sự quá lạnh của nước ngưng bên ngoài không gian

giữa các chùm ống nên sơ đồ cùng chiều và ngược chiều như nhau

Vậy độ chênh nhiệt độ trung bình Δ t bằng:

Prw)0 , 25 , muốn tìm Prw phải biết nhiệt độ bề mặt trong

ống tw1 Ta có thể chọn nhiệt độ tw1 như sau (sau này sẽ kiểm tra lại

việc chọn này)

t w 1 = t k −¿ ∆ t

2 = 151,605 – 104,6

2 = 81,3050C Tra bảng thông số vật lí của nước trên đường bão hòa ta có:

Để xác định hệ số tỏa nhiệt khi ngưng hơi nước bên ngoài ống

nằm ngang ta dùng công thức: α2=1,2.αN ε i

Theo(2-31a), ta có : α N=0, 728.

(λ3 ρ2 g r)0, 25

(μ Δt d ) 0, 25

- Với nhiệt độ ngưng tụ của hơi nước tk = 151,6050C, tra bảng

thông số vật lí của nước ta có:

Vậy:

α N =0,728

0,6843 9152.103.2108,6 9,81 ¿0,25 ¿

( 185,6.10−6.46,105 19 10−3)0,25 = 12551,09W/m2.0K

tra lại tốc độ nước chảy trong ống xem có thỏa mãn giá trị chọn lúc

toán, sai số đáng kể và ta phải chọn lại nhiệt độ để tính lại.

Chọn tw1 = 98,90C, tra bảng thông số vật lí của nước trên đường

bão hòa ta được : Prw = 1,75

l = n π d F

tb = 4 π 17,5 100,1009 −3 = 0,459(m)Kiểm tra lại việc chọn nhiệt độ bề mặt ống

không đáng kể và ta không phải tính lại nữa

Khi chọn hệ số điền đầy ống của mặt sàng η = 0,6 theo công

thức (2-93) đường kính trong của vỏ thiết bị bằng:

2

4 1,1 1,1.1,5.19.