Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Δtch= t – Tnt (CT VI.18 – T67- ST2)

Δtch= t – Tnt (CT VI.18 – T67- ST2)

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



Nồi 1: ts1 = 109,825 + 1,218 + 2,115 = 113,158

˚C

Nồi 2: ts2 = 62,5 + 3,482 + 9,215 = 75,197 0C

Chênh lệch nhiệt độ hữu ích của mỗi nồi:

Nồi 1: thi1 = thđ1 - ts1 = 146,18 – 113,158 = 33,022 0C

Nồi 2: thi2 = thđ2 - ts2 = 108,25 – 75,197 = 33,053 0C

BẢNG SỐ LIỆU 3

Nồi

thứ i



( C)



(oC)



(oC)



1



1,218



2,115



1



Hiệu số

nhiệt độ

hữu ích

33,022



2



3,482



9,215



1



33,053



o



Nhiệt độ

sơi của

dung dịch

113,158

75,197



Kiểm tra:

= == 0,9%

2.2.4. Phương trình cân bằng nhiệt lượng.

Tính lượng hơi thứ ra khỏi nỗi nồi và lượng hơi đốt.

Wi



2 2



Wi



1 1



G ct

â



â â



Q



Q



2m



1m



Di



h



Dc 

n1



Wc 



1



1



n2



2



(G -W )c t

â



1



1 s1



(G -W -W )c t

â



1



2



2 s2



18

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Mơn QT&TB



Hình 1: sơ đồ cân bằng nhiệt lượng cơ đặc hai nồi xi

chiều

Trong đ ó:

Gd: Lượng hỗn hợp đi vào thiết bị( kg/h)

D: L ượng hơi đốt vào nồi thứ 1 (kg/h)

W1, W2: Lượng hơi thứ bốc lên từ nồi 1 và nồi 2 (kg/h)

C0, C1, C2: Nhiệt dung riêng của hơi đốt nồi 1, nồi 2, ra khỏi

nồi 2 ( J/ kg. độ) Cnc1, Cnc2: Nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi

1, nồi 2 ( J/kg. độ)

tso, ts1, ts2: nhiệt độ sôi của dung dịch đầu, dung dịch ra khỏi

nồi 1, ra khỏi nồi 2 (˚C)

1, 2:nhiệt độ nước ngưng nồi 1, nồi 2 ( 0C)

Qm1,Qm2 : nhiệt mất mát ở nồi 1, nồi 2 (J)

i1, i2: nhiệt lượng riêng của hơi đốt vào nồi 1, vào nồi 2 (J/

kg. độ)

i'1, i2': nhiệt lượng riêng của hơi thứ ra khỏi nồi 1, ra khỏi

nồi 2 (J/kg. độ)

Phương trình cân bằng nhiệt lượn

nhiệt vào = nhiệt ra

Nồi 1:



D1i1+



Gd . C0 . tso = W1i'1 + ( Gd– W1 )C1.ts1 +



DCncθ1+ Qm1 (1)

Nồi 2:W1i2+( Gd–W1 )C1.ts1 =W2. i2 +( Gd–W1–W2 ).C2ts2 + W1

Cncθ2+ Qm2 (2)

W = W 1 + W2

Lượng nhiệt vào gồm có:

Nồi 1: -nhiệt do hơi đốt mang vào : D1i1

- nhiệt do dung dịch đầu: GđC0 tso

19

GVHD: Vũ Minh Khôi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Mơn QT&TB



Nồi 2: - nhiệt do hơi thứ mang vào W1i1

- nhiệt do dung dịch sau nồi một mang vào: (G đ –

W1 )C1ts1

Lượng nhiệt ra gồm có:

Nồi 1: - hơi thứ mang ra :W1i1

- do dung dịch mang ra: (Gđ – W1 )C1ts1

- do hơi nước ngưng tụ: DCnc1θ1

- do lượng nhiệt mất mát ra môi trường xung quanh:

Qm1

Nồi 2:

-do hơi thứ mang ra :W2i'2

-do dung dịch mang ra: ( Gđ - W)c2ts2

- do hơi nước ngưng tụ: W1Cnc2θ2

-do tổn thất ra môi trường xung quanh: Q m2

Qm1 = 0,05D (i1- Cnc1.θ1)

Qm2 = 0,05W1(i2- Cnc2θ2)

Thay vào phương trình cân bằng nhiệt lượng ta có:

W1 =

Thay W1 vào (1) D1

- Nhiệt độ nước ngưng lấy bằng nhiệt độ hơi đốt



-Nhiệt độ sôi của dung dịch:

Tra bảng I204/ Tr 236/ ST1 x0 = 10%

Đã tính được :



ts1 = 113,158 oC

20



GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



ts2 = 75,197 oC

- Nhiệt dung riêng của nước ngưng ở từng nồi tra theo bảng

(I.249/ST1 – T310)

1 = 146,18 oC



 Cn1 = 4302,85 (J/kg độ)



2 = 108,844 oC  Cn2 = 4230,42 (J/kg độ)

- Nhiệt dung riêng của hơi đốt vào nồi 1 ,nồi 2, ra khỏi nồi 2 :

- Dung dịch vào nồi 1 có nồng độ xd = 10%

Áp dụng công thức I.41 /ST1 – T152 ta có:

Cd = 4186 (1- x) = 4186 (1- 0,1) = 3767,4 (J/kg độ)

- Dung dịch trong nồi 1 có nồng độ x1 = 15,238 %

Cũng áp dụng cơng thức trên ta được:

C1 = 4186 (1- x) = 4186 (1- 0,15238) =3548,13722 (J/kg độ)

- Dung dịch trong nồi 2 có nồng độ xc = 31,976 %

Áp dụng cơng thức I.44/ST1 – T152 ta có:

C2 = Cht.x + 4186 (1- x)

Với Chr là nhiệt dung riêng của



được xác định theo công



thức I.41/ST1 – T152:

M.Cht = n1.c1 + n2.c2 + n3.c3

trong đó : M : KLPT của NHNO : M1 = 80

n1 : Số nguyên tử N : n1 = 2

n2 : Số nguyên tử H: n2 = 4

n3 : Số nguyên tử O : n3 = 3

c1 , c2 c3 : Nhiệt dung riêng của nguyên tử N, H, O .

21

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



Tra từ bảng I.141 /ST1 – T152

c1 = 26000 J/kg.nguyên tử. độ

c2 = 9630 J/kg.nguyên tử. độ

c3 = 16800 J/kg.nguyên tử. độ

Vậy :

(J/kg độ)

Vậy:



C2



=



1761,5.0,0,31976+



4186.(1-



0,31976)



=



3410,46(J/kg độ)

- Xác định hàm nhiệt hới đốt và hơi thứ;

Tra bảng ( I.250/ST1 – 312 )

t1 = 146,18 °C → i = 2748416 J/kg

t2 = 108,25 °C → i2 = 2692850 J/kg

t1’ = 109,25 °C → i1’ = 2695685 J/kg

t2’ = 146,18 °C → i2’ = 2612900 J/kg

Thay các kết quả ta đã tính tốn được vào pt (1) và pt (2) ta

được kết quả sau :

Vậy lượng hơi nồi 1: W1 = 4276,314 (kg/h)

Vậy lượng hơi nồi 2: W2 = 4351,811 (kg/h)

Lượng hơi đốt: D1 = 4711,878 (kg/h)

Vậy tỉ lệ hơi thứ trong mỗi nồi là” W1 / W2 = 0,983

2.2.5. Tính hệ số truyền nhiệt.

Để tính hệ số truyền nhiệt ta cần tính hệ số cấp nhiệt ở

phía hơi đốt và phía dung dịch



22

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Mơn QT&TB



1

tht







2



hình 2.2

2.2.5.1.Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi.

Hệ số cấp nhiệt phía hơi đốt là hơi bão hòa khơng chứa khí

trơ, màng nước ngưng chảy dòng thì hệ số cấp nhiệt phía hơi

đốt được tính theo công thức:

α1i = 2.04A( (W/m2.độ) (TTQTTB- T1 – T332)

Trong đó:

r : ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi đốt (J/kg. độ) (tra theo nhiệt độ hơi

đốt)

r1=2138,6.103 ( J/ kg. độ)

r2 = 2328,2 .103 ( J/ kg. độ)

-



t1i : hiệu số nhiệt độ giữa hơi ngưng tụ và nhiệt độ phía mặt



tưòng tiếp xúc với hơi ngưng (˚C)

t1i = Ti - tTi ,0C (T1 nhiệt độ hơi đốt 0C ; tTi .nhiệt độ tường phía

hơi đốt ; A. - hệ số tra theo nhiệt độ màng tm (0C)

tmi= 0,5.( Ti+ tTi)



( T29- ST2)



Vậy : tmi = Ti- 0,5Δt1i

Chọn t11= 3,63 ˚C

t12 =3,5 ˚C

Với:



t1 = 146,18 oC

t2 = 108,25 oC



tm1 = 146,18 – 0,5.3,65 = 144,365 oC

tm2 = 108,25 – 0,5.3,5 = 106,5oC

23



GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



Tra bảng giá trị A phụ thuộc vào tm : (ST2 – T 29 )

với:



t1 = 147,61oC



A1 = 194,6548



t2 = 108,904 oC



A2 = 181,925



Vậy:



4.2. Xác định nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ:

( CT 4.14/QTTB1 – T1 )

W/m

q11 = 8359,315 . 3,65 = 30344,314 (W/m2)

q12 = 8053,419 . 3,5 = 28186,967 (W/m2)



ta có các thơng số ở bảng sau:

Nồi



Ti (ºC)



Δt1i

(ºC)



1



148,18



3,63



2



108,25



3,5



α1i

(W/m2.đ

ộ)

8359,31



194,65 30344,3



5

8053,41



48

14

181,92 28186,9



9



q1i

(W/m2)



A



5



67



2.2.5.2. Tính hệ số cấp nhiệt phía dung dịch.

Với dung dịch sơi ta có thể tính theo cơng thức:

α2i = 45,3. p.Δt.Ψi (W/m2. độ) (CT SBTQTTT1- T332)

Trong đó:

+ α2i - Hệ số cấp nhiệt của nước (W/m2.độ)

24

GVHD: Vũ Minh Khôi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Mơn QT&TB



+pi – áp suất làm việc(áp suất hơi thứ) nồi

thứ i (at)

P1’= 1,456 (at)

P2’=0,2311 (at)

: hiệu số nhiệt độ giữa thành ống với dung dịch sôi.



- Hiệu số nhiệt độ giữa 2 mặt thành ống truyền nhiệt

, oC

- Tổng nhiệt trở của thành ống truyền nhiệt

m2 độ/W

r1 , r2 : nhiệt trở của cặn bẩn 2 phía tường ( bên ngoài cặn bẩn

của nước ngưng ,bên trong cặn bẩn do dung dịch.

- Tra theo bảng ( V.I/ ST2 – T4 )

r1 = 0,387.10-3 m2 độ/W

r2 = 0,232.10-3 m2 độ/W

- Tra bảng ( VI.6/ST2 – T80 ) ta chọn bề dày thành ống truyền

nhiệt là



- Chọn vật liệu làm ống truyền nhiệt là thép X18H10T, hệ số dẫn

nhiệt của nó là: = 16,3 W/m. độ ( bảng PL. 14/ Bt T1/ 348 )





m2 độ/W





Vậy :

25

GVHD: Vũ Minh Khôi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội

+Ψi = ()0.565[()2() ()]0.435



Đồ Án Mơn QT&TB



(CT 1.71 – QTTB- T3- T45)



Trong đó:

: hệ số dẫn nhiệt , W/m. độ

:khối lượng riêng , kg/m3

C: nhiệt dung riêng , J/kg. độ

: độ nhớt , Cp

: lấy theo nhiệt độ sôi của dung dịch.

ts1 = 113,158 oC

ts2 = 75,197 oC

+Khối lượng riêng :

- Khối lượng riêng của nước: tra bảng (I.249/ST1 – T310)



- Khối lượng riêng của dung dịch NHNO3 :tra bảng ( I.46 /ST1 –

42 )



+Nhiệt dung riêng :

- Nhiệt dung riêng của nước :tra bảng ( I.249 /ST1 – T 310 )

Cnc1 = 4238,369J/kg. độ

Cnc2 = 4191,158 J/kg. độ

- Nhiệt dung riêng của dung dịch NH4NO3:( theo bảng 3 )

Cdd1 = 3548,13722 J/kg. độ

Cdd2 = 3410,46 J/kg. độ

+ Hệ số dẫn nhiệt:

26

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



- Hệ số dẫn nhiệt của nước: tra bảng (I.129/ST1 – T133 )

W/m. độ

W/m. độ

- Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch được xác định theo công thức

(I.32/ST1 – T123 )



A – hệ số phụ thuộc vào mức độ liên kết của chất lỏng

A=3.58.10-8

Cp – nhiệt dung đẳng áp của dung dịch (J/kgđộ)

- khối lượng riêng của dung dịch (kg/m3)

M – phân tử lượng của chất lỏng

M =a.Mdd +(1-a)MH2O= 80 a + 18 (1-a)

a : nồng độ phần mol

Nồi 1:

a1 = = = 0,039( phần mol )

 M1 = 0,039.80 + ( 1- 0,039) .18 = 20,418

Nồi 2

a2 = = = 0,096( phần mol )

M2 = 0,096.80 + (1- 0,096 ).18 = 23,952 Vậy :

W/m. độ

W/m. độ

Tính độ nhớt của dung dịch:

Áp dụng công thức Pavơlop (QTTB&CNHH T1- T27)

(*)

Trong đó

27

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



t1, t2: nhiệt độ mà tại đó chất lỏng A có độ nhớt tương ứng

là 1 và 2

1,2: nhiệt độ mà tại đó chất lỏng chuẩn có cùng độ nhớt

là 1 và 2

Nồi 1: Tra bảng I.107- ST1- T100 và T101 ta có độ nhớt của

dung dịch NH4NO3 15,238 % tương ứng với nhiệt độ

t1= 30 oC



 NHNO = 0,79.10-3



t2= 40 oC



 NHNO = 0,6705.10-3



Ns/m2

Ns/m2



chọn nước làm chất chuẩn tra bảng I.102 – ST1- T94

H20 = 0,79.10-3



Ns/m2



 1 =



30,6407 oC



H20 = 0,668888.10-3 Ns/m2  2=



38,84496 oC



Thay vào (*):

K= 1,218

Dung dịch NH4NO3 có nhiệt độ sôi 113,158 oC :

Suy ra H2O = 98,909oC

Vậy NHNO



 H20 = 0,2844.10-3 Ns/m2



=0,2844.10-3 Ns/m2



Nồi 2: Tra bảng I.107 – ST1- T100 và T101 ta có độ nhớt của

dung dịch NH4NO3 31,976 % tương ứng với nhiệt độ

t1= 30 oC



 NHNO = 0,86.10-3



Ns/m2



t2= 40 oC



 NHNO =



Ns/m2



0,75.10-3



chọn nước làm chất chuẩn tra bảng I.102 – ST1 – T94

H20 = 0,86.10-3

H20 = 0,75.10-3



Ns/m2  1= 26,717 oC

Ns/m2  2= 33,147 oC



Thay vào (*):

K =

Dung dịch NH4NO3 có nhiệt độ sơi 75,197 0C

1,555

28

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Δtch= t – Tnt (CT VI.18 – T67- ST2)

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×