Nhiệt để sản xuất
Tên xưởng sản xuất Lưu lượng (Kg/h)
+ Công suất cần cấp cho lò là : C s1 = 3300.2109 3600 33,25 (kW )
Trong đó r = 2109 (kJ/kG ) là nhiệt ẩn hóa hơi của 1kG nước ở 5kG/cm 2 (bảng 2 – Truyền nhiệt – tr328)
Nhiệt cấp cho nhà ăn
- Lượng hơi cần cung cấp cho khu bếp (P = 4 kg/cm 2 ) là:
- Nhiệt dung của gạo là : c00 J/kgK.
( https://chilinhkgcc.forumvi.com/t321-topic)
- Lượng gạo cần dung để nấu cho 1000 suất ăn (0.2kg/người) là: Ggạo = 200 kg.
- Lượng nước để nấu gạo ứng với 200 kg gạo là 350 lít với cnước= 4200 J/kgK
- Lượng canh cần nấu cho 1000 suất ăn( 0.3 lít/người) là 300 lít.
Để chuẩn bị 1000 suất ăn, cần sử dụng 300 kg rau củ quả và 300 kg thịt hoặc cá Nhiệt dung của rau là 940 J/kgK, trong khi nhiệt dung riêng của thịt/cá là 80 J/kgK.
(https://voer.edu.vn/c/tinh-phu-tai-nhiet-kho-lanh/019be81f/ce300fc9)
- Lượng nhiệt cần để nấu ăn cho nhà bếp là:
- Giả thiết cho thời gian ủ cơm thức ăn chín và dự phòng nó thêm 50% nên tổng nhiệt cần nấu cơm là Q a2720kJ và coi thời gian nấu ăn khoảng 1,1h:
Trong đó η : hiệu suất của thiết bị gia nhiệt r : nhiệt ẩn hoá hơi của nước ở áp suất 4 bar
- Tổng công suất cần cấp cho lò hơi là :
Sản xuất nước nóng ở nhiệt độ 70 o C cho khu nhà văn phòng nhà ăn
+ Nhiệt độ nước yêu cầu : t2 = 70 o C
+ Lượng nhiệt cần cấp cho nước từ t1 lên t2 trong 1 h
Với nhiệt dung riêng của nước Cp = 4,2 kJ/kgK. η : hiệu suất của thiết bị gia nhiệt r : nhiệt ẩn hoá hơi của nước ở áp suất 5 bar
+ Công suất cần cấp cho lò là : C s 3 = 2100000
- Tổng hơi cần cung cấp cho toàn bộ hệ thống là:
- Tổng công suất cấp cho lò là :
Cs = Cs1 + Cs2 + Cs3 = 1933,25+ 182,03+686,27 (01,55 (kW )
XÂY DỰNG VÀ TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO SƠ ĐỒ NHIỆT NGUYÊN LÝ
Cấp hơi
Hơi từ tua bin trích hơi được phân phối đến các hộ tiêu thụ thông qua ống dẫn, trong đó hơi được coi là hơi bão hòa khô để thuận tiện cho tính toán Hơi bão hòa từ lò hơi được cấp vào ống góp phân phối, từ đó, hơi được cung cấp cho các xưởng tiêu thụ nhiệt qua ống thép bọc cách nhiệt Hệ thống bao gồm một đường cấp hơi chính từ ống góp, chia thành hai nhánh cung cấp hơi đến các phân xưởng sản xuất, nhà ăn và thiết bị trao đổi nhiệt để gia nhiệt cho nước lạnh phục vụ khu văn phòng.
Gia nhiệt cho nước
Do nhu cầu sử dụng nước nóng tại nhà máy không liên tục, việc lựa chọn phương pháp trao đổi nhiệt theo chu kỳ tích nhiệt là cần thiết để gia nhiệt cho nước trong thời gian nhất định Để tiết kiệm chi phí, nguồn nhiệt thải sau sản xuất sẽ được tận dụng để gia nhiệt cho nước lạnh, từ đó cung cấp nước nóng phục vụ cho nhu cầu tắm giặt.
Hệ thống đường nước hồi
Sau quá trình sản xuất, nước ngưng sẽ được xử lý và hồi về cùng với nước bổ sung đã được xử lý từ bể làm mềm nước trước khi bơm vào lò hơi Việc bổ sung nước mềm cho lò hơi là cần thiết do tổn thất nước ngưng trong quá trình vận hành Nếu nước nóng để lâu sẽ bị giảm nhiệt độ, không đủ yêu cầu sử dụng, do đó cần hồi về bể chứa ngưng Đường ống dẫn nước ngưng được thiết kế song song với đường dẫn hơi và không cần bọc cách nhiệt vì nằm sát mặt đất.
Hệ thống tự động hoá
Lò hơi được trang bị hoàn toàn tự động :
Hệ thống tự động điều chỉnh mực nước trong lò hơi giúp duy trì mức nước ổn định, ngăn ngừa tình trạng lò hơi bị cháy do mực nước quá thấp hoặc tràn ra ngoài khi mực nước quá cao.
Đo mức nước là quá trình sử dụng thiết bị đo trực tiếp để xác định mức nước trong lò hơi và ba long Cảm biến mực nước lò hơi đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát và báo động mức nước theo yêu cầu thiết kế, nhằm đảm bảo cung cấp lượng nước phù hợp tại từng thời điểm.
+ Tự động hóa quá trình đốt lò
Hệ thống tự động duy trì áp suất hơi là yếu tố quan trọng trong quản lý hoạt động của lò hơi Áp suất hơi cần được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo luôn nằm trong giới hạn cho phép Khi áp suất hơi đạt giá trị xác định, quá trình đốt sẽ tự động dừng lại, và khi áp suất giảm đến mức cài đặt, lò hơi sẽ tự động khởi động lại để duy trì hiệu suất hoạt động ổn định.
+ Tự động kiểm tra, báo động và bảo vệ lò hơi.
Bộ khống chế nhiệt độ nước nóng trong hệ thống hoạt động bằng cách tự động điều chỉnh van cấp hơi Khi nhiệt độ vượt quá mức cho phép, van sẽ đóng lại, ngừng cung cấp hơi gia nhiệt và dừng hoạt động của lò hơi Ngược lại, khi nhiệt độ giảm xuống dưới mức cho phép, van sẽ mở ra để cấp hơi gia nhiệt cho nước và lò hơi sẽ tự động khởi động trở lại.
Các đường ống nhánh
Các đường ống nhánh dẫn đến từng buồng trong mỗi đơn nguyên sẽ được lắp đặt trong hộp kỹ thuật với ống có bảo ôn cách nhiệt hoặc đi ngầm trong tường, chỉ với đoạn ngắn tới từng vòi nước nóng Hệ thống này có những ưu nhược điểm riêng cần được xem xét kỹ lưỡng.
+ Lò không phải hoạt động liên tục và luôn hoạt động ở phụ tải kinh tế nên hiệu suất lò cao.
Dung tích của két nước nóng và công suất lò trung bình cho phép chúng ta vận hành lò bù nhiệt liên tục, cung cấp nước cho thiết bị trao đổi nhiệt trong những thời điểm có phụ tải.
Thiết bị trao đổi nhiệt kiểu liên tục mang lại khả năng cung cấp nước nóng và hơi một cách nhanh chóng, đáp ứng hiệu quả nhu cầu của nhà máy.
Hệ thống này sở hữu khả năng khống chế nhiệt độ nước nóng hiệu quả và tự động hóa cao, đáp ứng tốt nhu cầu nước nóng và hơi cho nhà máy Đặc biệt, hệ số an toàn của hệ thống rất cao, đảm bảo hoạt động ổn định và tin cậy.
+ 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.
Phương pháp xử lý nước lò hơi
Để đảm bảo chất lượng cho lò hơi, việc xử lý nước lò hơi là cần thiết Cần lựa chọn phương án xử lý nước trước khi đưa vào lò nhằm loại bỏ các tạp chất rắn tan và không tan, vì chúng có thể gây đóng cáu cặn trên bề mặt sinh hơi Tùy thuộc vào yêu cầu chất lượng, có thể áp dụng các biện pháp xử lý khác nhau Trong trường hợp này, phương pháp cấp nhiệt bằng trung tâm nhiệt điện sẽ sử dụng phương pháp trao đổi cation Phương pháp này sử dụng các hạt cationit để trao đổi ion canxi và magie trong nước, từ đó tạo ra các hợp chất tan không gây đóng cặn, giúp làm mềm nước Các loại cationit phổ biến bao gồm cationit Natri (NaR), cationit Hydro (HR) và cationit amoni (NH4R), trong đó R là gốc không tan trong nước, đóng vai trò là anion.
Bài viết đề cập đến các thiết bị và quy trình liên quan đến dung dịch muối trong hệ thống xử lý nước, bao gồm: bình pha dung dịch muối, bình lọc dung dịch muối, bình chừa dung dịch muối, bình trao đổi cation, và bơm dung dịch muối Ngoài ra, còn có bơm xử lý nước cấp, các đường ống như đường nước rửa, đường tái tuần hoàn bơm nước muối, đường dung dịch muối hoàn nguyên, đường nước chưa xử lý, đường nước đã xử lý, đường nước rửa bình xử lý, và đường nước xả.
2.6 So sánh lựa chọn phương án sử dụng nhiên liệu
Hiện nay, các trung tâm cấp nhiệt bằng lò hơi ở Việt Nam chủ yếu sử dụng hai loại nhiên liệu chính là than và dầu Việc lựa chọn nguồn nhiên liệu cho các trung tâm này là một bài toán tối ưu về kinh tế và kỹ thuật Để xác định phương án cấp nhiệt phù hợp, cần dựa trên các tiêu chí nhất định.
Hệ thống cấp nhiệt sử dụng nhiên liệu dầu yêu cầu chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với hệ thống sử dụng nhiên liệu than, do giá thành các thiết bị cần thiết cho hệ thống dầu cao hơn.
Chi phí vận hành của hệ thống cấp nhiệt sử dụng nhiên liệu than thấp hơn so với dầu do than có giá rẻ hơn và dễ dàng tìm thấy ở Việt Nam Mặc dù vậy, hệ thống sử dụng dầu lại có khả năng tự động hóa cao, mang lại sự vận hành đơn giản và an toàn hơn so với hệ thống dùng than.
* Ta so sánh chi phí nhiên liệu để đun 100 kg nước từ 20 0 C lên 70 0 C
+ Nhiệt trị của dầu D.O: Qt lv = 39000 kJ/kg
+ Nhiệt trị của than đá: Qt lv = 25000 kJ/kg
(https://hex-boilers.com/nhiet-tri-dau-fo-la-gi-fossil-fuel-la-gi.html)
+ Tính toán gia nhiệt cho: 100 kg nước.
Tính nhiệt và chi phí sản xuất nước nóng: ¿ Lượng nhiệt cần thiết cung cấp cho 100 kg nước để tăng nhiệt độ từ 20 0 C đến 70 0 C: Q = G C p ( t 2 −t 1 )
Q (kJ): nhiệt lượng cần cung cấp cho nước.
G (kg): khối lượng nước cần gia nhiệt: G = 100 kg
Nhiệt dung riêng của nước là Cp = 4,2 kJ/kg.K Nhiệt độ nước nóng yêu cầu là t2 = 70 0 C, trong khi nhiệt độ nước lạnh ban đầu là t1 = 20 0 C Thay số vào phương trình để tính toán.
* Chi phí khi gia nhiệt cho 100 kg nước bằng lò hơi đốt than.
+ Lượng than cần thiết để gia nhiệt cho 100 kg nước là :
= 2100025000.0,75 =1,12(kg) trong đó η t h = 0,75 – tích hiệu suất của lò hơi đốt than và thiết bị gia nhiệt cho nước.
Giá thành gia nhiệt 100 kg nước bằng lò hơi đốt than là 1825,6 đồng, tính theo công thức T1 = 1,12 x 1630 Giá than hiện tại trên thị trường là 74,12 USD/tấn, tương đương 30 VNĐ/kg Chi phí gia nhiệt cho 100 kg nước bằng lò hơi đốt dầu cũng cần được xem xét để so sánh hiệu quả kinh tế.
+ Lượng dầu cần thiết để gia nhiệt cho 100 kg nước là:
= 21000 39000.0,9 =0,58 (kg) = 0,60 lít trong đó: η d = 0,9 – tích hiệu suất của lò hơi đốt dầu và thiết bị gia nhiệt cho nước.
Vậy chi phí khi gia nhiệt cho 100 kg nước bằng lò hơi đốt dầu là:
T2 = 0,60.11740= 7044 (vnđ/100 kg nước) trong đó: giá thành của dầu trên thị trường hiện nay là 11740 vnđ/lít
(http://petec.com.vn/vn/dau-fo-3-5-s.html)
Theo tính toán, lò hơi đốt than mang lại hiệu quả kinh tế cao gấp gần 4 lần so với lò đốt dầu Do đó, chúng ta quyết định chọn lò hơi đốt than có công suất 4 tấn hơi và áp suất 5 kg/cm² để phục vụ cho sản xuất.
Chương 3: Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt
3.1.Chọn thiết bị trao đổi nhiệt
Trong sơ đồ nhiệt, môi chất truyền nhiệt là hơi, trong khi môi chất nhận nhiệt là nước lạnh Do đó, thiết bị trao đổi nhiệt được lựa chọn là bình ngưng ống vỏ.
Nước lạnh cần gia nhiệt có nhiệt độ đầu vào t và nhiệt độ đầu ra là tp℃ ℃ đảm bảo nhiệt độ yêu cầu dùng nhiệt
Các thông số cần thiết khi tính chọn bình ngưng ống vỏ:
Thiết bị ngưng tụ kiểu ống vỏ nằm ngang (1 bước vỏ - 4 bước ống) được sử dụng để gia nhiệt nước từ 20°C lên 70°C với lưu lượng 10 m³/h (tương đương 2,78 kg/s) Nước được gia nhiệt qua ống thép cacbon có đường kính 19/16 mm, với chùm ống bố trí hình vuông và tỷ số bước ống 1,875, bước ống s = 1,5d2 Khoảng cách tấm chắn là B = 0,6D vỏ và phần bị cắt chiếm 25% Trở kháng bám bẩn là 0,000176 m²K/W và diện tích dự trữ không vượt quá 20% Tốc độ dòng chảy tối đa không quá 1,5 m/s để tránh ăn mòn Hơi nước bão hòa với áp suất 5 kg/cm² nằm bên ngoài, trong khi ống thép có hệ số dẫn nhiệt λ = 45 W/mK.
Bình hơi nước kiểu ống nằm ngang hoạt động ở nhiệt độ ngưng tụ 1.84 °C với áp suất hơi cấp 5 bar Hơi ngưng tụ bên ngoài các ống không có cánh, có đường kính d2/d1 là 19/16 mm Ống thép có hệ số dẫn nhiệt λ = 45 W/m.K và khoảng cách giữa các ống s = 1,5.d2 Nước được gia nhiệt chảy trong ống với tốc độ 0,45 m/s, nhiệt độ nước vào là 20 °C và nhiệt độ nước ra là 70 °C, với lưu lượng nước đạt 10 m³/h.
Nhiệt tỏa ra môi trường Qt = 2%.Qk, số hành trình N = 4.
Cân bằng nhiệt bình ngưng với nhiệt do nước lạnh nhận được Q1:
- Nhiệt độ trung bình của nước lạnh t2= 0,5 (t2 ’’+t2 ’) = 0,5 ( 20 +70 ) = 45 o C
- Tra bảng thông số vật lí của nước tại nhiệt độ t = 45 o C có :
Cp2 = 4,174kJ/kg.K ρ2 = 990,15kg/m 3 υ2 = 0,6075.10 -6 m 2 /s λ2= 64,15.10 −2 W/mk
Vậy lượng nhiệt mà nước lạnh cần nhận được là
Lượng nhiệt mà hơi nước cần tỏa ra là:
Tiêu chuẩn Reynold của nước trong ống:
2 = 0,45 0,6075.10 16 10 −6 −3 = 11851,85> 10 4 Vậy nước chảy trong ống là chảy rối Theo công thức ( 2 – 18 TBTĐN), ta có:
Giả thiết l > 50.d2 => ε 1 = 1, phần uốn cong rất nhỏ so với chiều dài đường ống nên ta bỏ qua ảnh hưởng uốn cong => ε R = 1
Hơi nước ngưng tụ bên ngoài ống với nhiệt độ ổn định, điều này đồng nghĩa với việc không có sự chênh lệch nhiệt độ giữa nước ngưng bên ngoài và không gian giữa các chum ống Do đó, sơ đồ chuyển động theo cùng chiều và ngược chiều là tương đương nhau.
Vậy chênh lệch nhiệt độ trung bình ∆ t bằng:
Để tính Prw trong công thức A = (Pr Pr w f) 0,25, cần xác định nhiệt độ bề mặt trong ống, ký hiệu là tw1 Nhiệt độ tw2 được chọn là 99,4 °C, được tính từ tk = 151,84 °C và thông số 104,9 °C Việc lựa chọn nhiệt độ này sẽ được kiểm tra lại sau.
Tra bảng thông số vật lí của nước trên đường bão hòa ta có: Prw =1,75 và tính được:
Hệ số tỏa nhiệt α 2 của nước: α 2 = Nuf λ 2 d 2 ,75 64,15.10 16 10 −3 −2 357,85 W/m 2 K Để xác định hệ số tỏa nhiệt khi ngưng hơi nước bên ngoài ống nằm ngang ta dùng công thức ( 2-31 TBTĐN): α1=1,2.αN.εi
Với nhiệt độ ngưng tụ của hơi nước tk = 151,84 o C, tra bảng thông số vật lý của nước ta có: ρ5,16kg/m 3 r!09.10 3 J/kg v2= 0,2.10-8 λ2h,38.10 -2 W/m 0 K μ4,04.10 -6 N.s/m 2
Chọn nhiệt độ tw2 = tw1 = 99,4 0 C Δt=tk-tw21,84 – 99,4 = 52,44 0 C
Số ống trong một hành trình là : m= π d 2 4 2 ω G
Sau khi tính toán các thông số trong hành trình m = 31, cần kiểm tra tốc độ nước chảy trong ống để xác định xem có đạt giá trị ban đầu ω 2 = 0,45 m/s hay không Tiết diện của ống trong hành trình này cũng sẽ được xem xét để đảm bảo tính chính xác của kết quả.
Tốc độ nước chảy lúc này là : ω 2 , = V n f 1 = 6,23.10 11 −3 3600 ≈ 0,49( m/s)
Do không lệch nhiều với giả thiết nên không phải tính lại.
Tổng số ống trong thiết bị trao đổi nhiệt là : n= m.N1.4= 124 (ống) với tổng số ống n = 124 ống ta có thể chọn số hàng ống z = 31 và hệ số theo (2-
Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng hơi bên ngoài chùm ống được tính bằng công thức α1 = 1,2.αN εi = 1,2.9149,17.0,56 = 6148,24 (W/m² K) Với giá trị = 1,1875 < 1,4, ta có thể áp dụng công thức cho vách phẳng để tính hệ số truyền nhiệt với chiều dày δ = 0,5(d2-d1) = 1,5mm như sau: k = 1/(1/α2 + δ/λ + 1/α1 + R) = 1.
6148,24 +0,000176 = 1493 (W/m 2 K) Trong đó lấy R= 0,000176 m 2 K/W – nhiệt trở của lớp cáu cặn phía nước lạnh. Tổng diện tích bề mặt ống là :
Chiều dài của thiết bị với dtb=0,5(d1+d2),5 mm, ta có : l= = 124 π 17,5.10 3,7 −3 = 0,543m
Kiểm tra lại việc chọn nhiệt độ bề mặt ống : tw2= tk - α q
Như vậy so với giá trị đã chọn, ta thấy có sai số lớn nên chọn lại tw2 để tính lại. Chọn nhiệt độ tw1 1 0 C, ta có Δt 1,84 – 100 = 50,84 0 C αN = 0,728(0,6415 3 915,16 2 2109.10 3 9,81) 0,25
Hệ số tỏa nhiệt khi ngưng bên ngoài chùm ống là : α1= 1,2.αN.εi = 1,2 9220,31.0,56 = 6196,04(W/m 2 K)
Vậy hệ số truyền nhiệt k là : k = 1 1 α 2 + δ λ + 1 α 1 + R = 1
Tổng diện tích bề mặt ống : F = = 580,186.10 1496 104,9 3 = 3,69(m 2 )
Kiểm tra lại việc chọn nhiệt độ bề mặt ống: tw2= tk - α q
Vậy so với giá trị đã chọn và giá trị tính toán được, sai số không đáng kể, không cần phải tính lại.
Khi chọn hệ số điền đầy ống của mặt sàng η=0,7 (tài liệu TBTĐN thầy Quang) ta có đường kính trong của vỏ thiết bị là :
Vậy thiết bị trao đổi nhiệt cho tòa nhà tính được :
D(mm) Số ống din(mm) dout(mm) l(m) N
3.2.Tính chọn bơm cấp nước
TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
Tính chọn bơm cấp nước
Để đảm bảo lò hơi hoạt động hiệu quả và liên tục, chúng tôi chọn sử dụng hai bơm ly tâm cho mỗi lò, với mỗi bơm có công suất đạt 100% yêu cầu Trong đó, một bơm sẽ hoạt động trong khi bơm còn lại ở trạng thái dự phòng.
_ Mỗi bơm có thông số tối thiểu như sau:
Trong đó: = 1,25 là hệ số dự phòng.
D - lưu lượng hơi của mỗi lò.
D = 2500 kg/h Vậy Q = 1,25.2500 = 3125 (kg/h)8,05 (m/s) _ Áp suất làm việc của bơm:
Plv - áp suất làm việc của lò hơi: Plv = 5 bar.
_ Công suất điện của động cơ 1
H - cột áp của bơm, bar.
TÍNH TOÁN MẠNG NHIỆT
Tính toán thủy lực ống dẫn cấp nước nóng
Ống thép tiêu chuẩn chịu nhiệt CT3 theo tiêu chuẩn Liên Xô được sử dụng cho các ứng dụng dẫn hơi nước, nước nóng và nước ngưng Đối với ống dẫn hơi nước, độ dày tiêu chuẩn là Ktđ = 0,2 mm; ống dẫn nước nóng có Ktđ = 0,5 mm; và ống dẫn nước ngưng có Ktđ = 1 mm Trong hệ thống, ống cái chính là ống dài nhất, đóng vai trò quan trọng trong việc vận chuyển chất lỏng và hơi.
Bảng 4.1 Vận tốc tới hạn nước trong ống
- Theo yêu cầu ta phải cung cấp nước nóng cho khu văn phòng nhà ăn với nhiệt độ 70 o C với lưu lượng 10 m 3 /h Chọn sơ bộ vận tốc là ω = 0,5 m/s.
- Đường kính ống dẫn nước nóng với tốc độ lớn nhất là: d = √ π ω 4 G = √ 4 10 3600 = 0,08823 m = 88,23 mm.
- Ta chọn đường kính ống là 90 mm
- Vận tốc thực trong ống là: ω = π d 4 G 2 = 4 10 3600
- Vậy vận tốc thực gần đúng với vặn tốc chọn nên ta chọn đường kính ống là 90 mm.
Tính toán thủy lực ống dẫn cấp nước ngưng23 4.3 Tính toán thủy lực ống dẫn cấp hơi
Hơi bão hòa khô có thể chuyển thành hơi bão hòa ẩm trong quá trình chuyển động, làm cho việc tính toán trở nên phức tạp Để đơn giản hóa, ta giả định rằng hơi chuyển động trong ống vẫn giữ trạng thái hơi bão hòa khô.
- Áp suất làm việc của lò hơi: P LH = 5 bar
- Nhiệt độ hơi ra khỏi lò: t 1 1,84 o C
- Khối lượng riêng của hơi khi ra khỏi lò hơi: 2,67 kg/m 3
- Độ nhám tương đương của ống dẫn hơi: k td = 0,2 mm.
- Lưu lượng hơi chuyển động trong ống: 5000kg/h =1,4 kg/s.
- Tốc độ lớn nhất của hơi trong ống dẫn hơi: ω max = 28 m/s.
- Chiều dài ống dẫn hơi (tính sơ bộ): 50 m.
- Chênh lệch độ cao điểm đầu và điểm cuối: H = Z 2 - Z 1 = 5 m
- Áp suất hơi ở đầu ra của lò hơi: p p = 500000 Pa
- Áp suất hơi cuối của ống dẫn hơi: p 2=¿¿ 490000 Pa.
- Các thông số ứng với áp suất hơi ở cuối của ống:
+ Nhiệt độ hơi bão hòa t 2 = 150,3 o C
- Khối lượng riêng trung bình: ρ tb = ρ 1 + 2 ρ 2 = 1,02+2,67 2 =1,85 kg/ m 3
- Tra bảng ta có độ nhớt động học của hơi: ν = 5,19.10 -6 m 2 /s
- Đường kính ống dẫn hơi ứng với tốc độ lớn nhất: d = √ π ω ρ 4 G = √ 3,14.35 1,85 4.1,4 = 0,165 m = 165 mm.
- Theo phụ lục 10 giáo trình “Bài tập cung cấp nhiệt ” ta chọn đường kính ống trong d = 184 mm, dày 5 mm, đường kính ngoài
- Xác định lại tốc độ hơi trung bình trong ống dẫn hơi: ω = π d 4.G 2 ρ tb = 3,14.0,184 4.1,4 2 1,85 = 28,47 m/s.
- Nhận thấy Re ¿ 568 k d tđ = 522560 do đó λ được tính theo công thức sau: λ = 0,11.( k d tđ ¿¿ 0,25 = 0,11.( 184 0,2 ¿¿ 0,25 = 0,01997
R dd = λ ω 2 2 d ρ =0,01997 28,47 2 2 0,184 1,85 = 81,37 Pa/m δp dd = R dd l ,37.50 = 4068,5 Pa.
- Chiều dài tương đương của các trở lực cục bộ (4 khuỷu cong r- và 1 khuỷu hàn 3 mối r=1,5d ): 2 khuỷu hàn 3 mối 3 bộ bù đệm
- Dựa vào phụ lục 7.2 ta có:
Chiều dài quy dẫn: l qd = l + l tđ = 50 + 30,03 = 80,03 m.
- Giáng áp tổng trên đường ống dẫn hơi: δp = R dd l qd ,37.80,03 e12 Pa.
- Áp suất ở cuối ống dẫn hơi: p 2 = p 1 – δp – (Z 1 – Z 2 ).g.ρ I3397 Pa.
- Sai số của phép tính: Δ = 493397−490000
- Như vậy ta chấp nhân kết quả áp suất đầu 493397 Pa.
- Khối lượng riêng trung bình của hơi: ρ tb =1,85 kg/m 3
- Nhiệt độ trung bình của hơi: t tb = 151,07 o C.
- Độ nhớt động học của hơi: ν = 5,19.10 -6 m 2 /s. Đoạn Lưu lượng (kg/s) Đường kính ống (mm)
_ Giả sử lượng nước ngưng chỉ đạt 60 % và ktd = 1 mm với nhiệt độ nước hồi là 80 o C nên ta chọn tốc độ lớn nhất là ω = 0,23 m/s. Đoạn Lưu lượng
Tính bảo ôn các thiết bị và đường dẫn
4.4.1.Yêu cầu của vật liệu cách nhiệt.
_ Hệ số dẫn nhiệt λ, W/mK nhỏ.
_ Khối lượng riêng ρ , kg/m 3 nhỏ.
_ Độ thấm ướt, háo nước và độ thấm hơi không quá cao.
_ Có độ bền cơ học, bền nhệt và tính dẻo Khó bắt lửa, khó cháy.
_ Có cấu trúc bọc mịn đồng nhất, không bắt mùi.
Sản phẩm không gây ăn mòn kim loại và đảm bảo bề mặt ốp cách nhiệt cho đường ống và thiết bị Ngoài ra, nó hoàn toàn không độc hại cho sức khỏe trong quá trình lắp ráp cũng như trong suốt quá trình sử dụng sau này.
_ Không tạo điều kiện phát triển vi sinh trùng, không bị loại gặm nhấm phá hoại.
_ Rẻ tiền, thuận tiện chuyên trở lắp ráp, sửa chữa, có tuổi thọ cao.
4.4.2.Chọn loại vật liệu cách nhiệt.
_ Với công trình này và phương pháp lắp đặt đường ống đã lựa chọn ta sử dụng vật liệu cách nhiệt.
+ Bông thủy tinh bọc cách nhiệt đường hơi.
+ Xốp polyurethan bọc cách nhiệt đường nước nóng.
Chi tiết bọc cách nhiệt đường hơi Chi tiết bọc cách nhiệt đường nước nóng
1 Ống thép đen 1 Ôngs thép tráng kẽm.
2 Lớp cách nhiệt bông thủy tinh 2 Xốp polyurethane
3 Lớp inox bọc ngoài 3 Ống nhựa PVC
_ Xác định bề dày lớp cách nhiệt theo công thức:
Để tính chiều dày cách nhiệt cho các ống có tỉ số (d2/d1
