báo cáo nghiên cứu khoa học ' thiết kế hệ thống sấy dầu fo dùng cho lò hơi bằng thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống sử dụng năng lượng mặt trời'

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

7
THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY DẦU FO DÙNG CHO LÒ HƠI BẰNG
THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT ỐNG LỒNG ỐNG SỬ DỤNG
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
DESIGNING A SYSTEM FOR DRYING BOILER FUEL OIL WITH A DOUBLE
TUBE HEAT EXCHANGER DEVICE USING SOLAR ENGERGY

Hồ Trần Anh Ngọc
Trường Cao đẳng Công nghệ, Đại học Đà Nẵng
Võ Chí Chính, Hoàng Dương Hùng
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Bài báo đề cập đến việc xây dựng một hệ thống để sấy dầu FO bằng thiết bị trao
đổi nhiệt kiểu ống lồng ống dùng năng lượng mặt trời, đưa ra cách thức để vận hành, điều
chỉnh hệ thống sấy dầu sao cho phù hợp với từng điều kiện cụ thể. Việc sấy dầu FO là
khâu bắt bu
ộc tạo ra độ nhớt nhất định để phun tơi sương cần thiết trước khi được đưa vào
đốt trong lò hơi, cho nên ta dùng năng lượng mặt trời để sấy nóng dầu này, tiết kiệm được
một lượng điện năng khá lớn. Đồng thời bài báo trình bày các bước thực hiện và xây dựng
công thức tính tóan trao đổi nhiệt ống lồng ống giữa dầu thô FO với nước nóng và tính tóan
bộ thu n
ăng lượng mặt trời để cấp nước nóng sấy dầu FO sử dụng cho lò hơi công suất
100kg/h.
ABSTRACT
The article refers to the manufacture of a system for drying Fuel Oil with a double tube
heat exchanger device using solar energy and the techniques for operating and adjusting the oil
drying system in such a way to be suited to every specific condition. The drying Fuel Oil stage is
required to create a certain viscosity for spraying an appropriate amount of dew before putting it

into the boiler combustion so that we can use the solar energy for drying the oil, saving a large
of amount of electricity. The article also presents some execution steps and formulas in making
calculations on the heat transfer of the double tubes between Fuel Oil and hot water and on
the solar collectors that supply hot water for drying Fuel Oil, using a boiler with the capacity
of 100kg/h.
1. Đặt vấn đề
Dầu FO- Fuel Oil- hay còn gọi là dầu mazut là phân đoạn nặng thu được khi
chưng cất dầu thô parafin và asphalt ở áp suất khí quyển và trong chân không. Trước
khi bị đốt cháy dầu FO được gia nhiệt để có một độ nhớt nhất định, độ nhớt của dầu ảnh
hưởng đến việc trộn lẫn của nhiên liệu với không khí, khả năng bay hơi, trở lực ma sát
trong hệ th
ống bơm, quá trình cháy và phát thải ra môi trường bên ngoài. Sau khi được
sấy, dầu được phun ra dưới dạng sương, nó sẽ bay hơi tạo với không khí hỗn hợp cháy.
Vì vậy, dầu FO cần phải được sấy trước khi đưa vào đốt trong lò hơi.
TP CH KHOA HC V CễNG NGH, I HC NNG - S 4(39).2010

8
Bng 1. c tớnh ca du thụ ( FO)
Thnh phn
Khi
lng
riờng
kg/m
3

Nhit

ụng
c
0

C

nht ng
hc
m
2
/s
Nhit
dung
riờng
J/kg.K
H s
dn
nhit
W/m.K
sỏp
Parafin
Keo
Gelatin
Lu
hựynh
S
Nha
ng
Bitum
Nit
N
Nc
H2O
927,5 19

1
7,44.106 2,683 0,1964 14,3 10,3 0,13 0 0,29 16,8
gia nhit cho du FO, cn phi tiờu th mt lng in nng ln cho in tr
sy du, cho nờn tit kim lng in nng ny ta tn dng ngun nng lng mt
tri lm núng nc, sau ú dựng thit b trao i nhit ng lng ng sy du FO
a vo thựng cha trc khi a vo t
lũ hi.
2. S nguyờn lý h thng dựng nng lng mt tri sy du FO dựng thit b
trao i nhit ng lng ng
2.1. S nguyờn lý h thng: Ta xõy dng s nguyờn lý h thng nh sau:












Hỡnh 1. S nguyờn lý h thng sy du FO bng nng lng mt tri
H thng b thu nng lng
mt tri (3) cú nhiu collector c b
trớ thnh mt dóy.
Qua tớnh túan, kim tra v so
sỏnh, vic chn panel cú dng song
song hp th nng lng bc x
mt tri l khỏ hiu qu. Tm hp thu

c gn vo ng hp th bng cỏch
an xen tng di nh; Mt cm ng
trao i nhit ng lng ng gia nhi
t
Hỡnh 2.
Panel thu nng lng mt tri dng dóy ng
B mt TN
dng dóy ng
Tm
hp th
1
1-Thù ng chứa nứơc nhỏ
2-TBTN ống l ồng ống
3-Tấm thu năng luợ ng mặt trời
4- Thù ng chứa dầu lạ nh
5-Bơm nứơc
6-Bơm dầu
7- Đ i ểm cảm biến nhi ệt độ
8-Van ba ngã
9-Thù ng nứớ c nóng dự trữ
10- Đ iện trở
11-Thù ng chứa dầu nóng
12 : 23 -V an chặn cá c l oạ i
3
12
6
5
8
7
Dầu nóng ra

2

uờng nuớc
uờng dầu
9
4
11
10
21
22
19
20
13
14
15
16
5
18
17
Sơ đồ nguyê n lý hệ thống sấy dầu bằng nă ng lựơng
mặt trời dù ng thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống
23

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

9
cho dầu thô, hai thùng chứa nước dự trữ được cách nhiệt để tránh tổn thất nhiệt, thùng
chứa dầu, một số van và một thiết bị sấy dầu bằng điện trở.
2.2. Nguyên lý họat động của hệ thống
Nguyên lý họat động mô hình như sau: vào ban ngày, bơm tuần hoàn 5 hoạt

động lúc đó các van 15,17, 19, 20 mở, van 18 đóng lại, nước nóng tích trữ được của dàn
năng lượng mặt tr
ời chảy từ tank nhỏ vào ống trong của TBTĐN ống lồng ống gia nhiệt
cho dầu chảy bên ngòai ống trong không gian hình xuyến, sau đó nước lạnh được bơm
tuần hòan thông qua các Collector thu nhiệt mặt trời rồi đi vào tank chứa nhỏ. Dầu thô
tuần hòan trong không gian hình xuyến có thể đi qua hoặc quay ngược lại để tiếp tục
sấy đạt nhiệt độ yêu cầu.
Điện trở gia nhiệt thêm cho dầ
u có họat động hay không là phụ thuộc vào nhiệt
độ dầu tại vỏ ngòai không gian hình xuyến của bộ trao đổi nhiệt ống lồng ống, nó tùy
thuộc vào điều kiện thời tiết. Điện trở sấy dầu (10) chỉ họat động khi mà nhiệt độ ngòai
trời xuống khá thấp ví dụ như khi mùa đông ( có nghĩa là nó hoạt động khi nước nóng
để gia nhiệt cho dầu không đạt được tới 65
0
C ) lúc đó bơm dầu số 6 họat động, van 22
đóng, van 21 mở, dầu lạnh sẽ được điện trở 10 sấy đạt đến nhiệt độ yêu cầu.
Khi bức xạ mặt trời cung cấp đầy đủ năng lượng nhiệt và nhiệt độ nước ở bộ thu
ngòai đạt đến giá trị yêu cầu, lúc đó bơm nước 5A họat động bình thường. Trường hợp
nhiệ
t độ gia nhiệt dầu đủ, lúc đó, van 12, 15, 18 đóng lại, các van 13, 17, 19, 23 mở ra
để cho nước của dàn năng lượng mặt trời gia nhiệt cho tank lớn để dự trữ.
Trong trường hợp nhiệt độ của môi trường không đủ để gia nhiệt cho dàn trao
đổi nhiệt ống lồng ống, lúc đó sẽ sử dụng nước dự trữ ở tank lớn để gia nhiệt cho tank
nhỏ bằng cách đóng các van 13, 23, mở các van 12, 14 , 15, 16, 17, 19, 20, hai b
ơm 5 và
5A họat động, lúc đó nước nóng trong tank lớn sẽ gia nhiệt cho tank nhỏ qua dàn ống
xoắn để từ đó nước nóng đi bên trong đường ống của thiết bị ống lồng ống để gia nhiệt
cho dầu đi trong không gian hình xuyến bên ngòai đến nhiệt độ yêu cầu.
3. Tính tóan thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống để gia nhiệt cho dầu FO
3.1. Tính tóan lượng dầu FO cấp cho lò hơi ứng với các công suất khác nhau

Bảng 2. Xác định lượng dầu thô ( FO) tiêu thụ theo công suất và hiệu suất lò hơi
NHIỆT TRỊ CỦA DẦU FO: 9800Kcal/Kg
KHỐI LƯỢNG RIÊNG: 0,991Kg/m
3

; NHIỆT LƯỢNG TRONG 1 KG HƠI: 663 Kcal

ĐỘ NHỚT ĐỘNG HỌC: 180cSt( mm
2
/S ); NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC: 20
0
C
N(tấn/h)
H( %)
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 2 3 4 5
70 9,7 19,3 29,0 38,7 48,3 57,9 67,7 77,3 86,9 96,5 193 290 387 483
80 8,5 16,9 25,4 33,8 42,3 50,7 59,2 67,6 76,1 84,6 169 254 338 423
90 7,5 15,0 22,6 30,1 37,6 45,1 52,6 60,1 67,6 75,2 150 226 301 376
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

10
3.2. Tính tốn thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống giữa dầu FO và nước nóng
Với cơng suất lò hơi 100kg/h, hiệu suất lò 80%, ta tính ra được lượng dầu tiêu thụ
cần thiết là 8,5lít/h. Từ đây, áp dụng phương pháp tính TĐN ống lồng ống giữa dầu và
nước nóng với các đặc tính sau: Nước nóng chảy trong ống thép nhỏ có hệ số dẫn nhiệt
λ
=120W/mK, d
2
/d
1

=28/26,2mm, nhiệt độ nước nóng vào là t
’
1
=80
0
C, lưu lượng G
1
=
5,4 kg/h. Dầu lạnh FO chuyển động trong khơng gian hình xuyến giữa ống nhỏ và ống
lớn có D=32,6mm, nhiệt độ dầu FO vào t
’
2
= 30
0
C, nhiệt độ dầu ra là t
’’
2
=65
0
C với lưu
lượng dầu được tính dự phòng là G
2
=10,8 kg/h. Biết chiều dài của đoạn ống nhỏ nằm
ngang l=1,0 m. Ta đi xác định diện tích truyền nhiệt F của thiết bị, số đoạn ống thẳng N.

3.2.1.Chọn nhiệt độ t
w1
= (t
1
+ t
2
)/2
Khi bỏ qua tổn thất nhiệt (
t
η
= 100%), ta có Q = Q
1
= Q
2
vậy:
Q = G
2
.C
p2
( t
2
’’
– t
’
2
) = 435,225)3065.(147,2.
3600
8,10

=− , [W]
Nhiệt độ trung bình của dầu lạnh : t
2
= (t
2
’’
+ t
2
’
)/2 = (30+65)/2 = 47,5 [
0
C]
Nhiệt dung riêng của dầu ở t
2
= 47, 5
0
C là C
p2
= 2, 147 kJ/kg.K.
Phương trình cân bằng nhiệt: Q = G
1
.C
p1
.(t
1
’’
- t
1
’
) = G

2
.C
p2
.( t
2
’’
– t
’
2
)
t
44
1000.174,4.4,5
3600.435,225
80
C.G
Q
t
1p1
'
1
''
1
=−=−=
, [
0
C]
Từ đó nhiệt độ trung bình t
1
của nước nóng: t

1
= 0, 5 (t
’
1
+ t
’’
1
) = 0, 5 (80+44) = 62 [
0
C]
Với t
1
= 62
0
C tra bảng ta xác định được: C
pl
= 4, 174 [kJ/kg.K].

894,2Pr;./6605,0;/10.4654,0;/04,982
11
26
1
3
1
====
−
f
KmWsmmkg
λγρ

Với nhiệt độ trung bình của dầu lạnh t
2
= 47,5 [
0
C], sử dụng bảng, tốn đồ ta xác định
độ nhớt, nhiệt dung riêng, hệ số dẫn nhiệt của dầu và dùng phương pháp nội suy ta có:

665,34Pr;./1236,0;/10.32,2;/2,860
12
26
2
3
2
====
−
f
KmWsmmkg
λγρ

Từ đó tốc độ của nước nóng chảy trong ống nhỏ khi n = 1 được tính bằng:

0028,0
3600.)0262,0.(14,3.04,982
4,5.4
d.
G.4
22
11
1
1

==
πρ
=ω
, [m/s]
Hình 4.
Mặt cắt của ống lồng ống

t
2
G
2
C
p
2
,
,
t
1
G
1
C
p
1
,
,
t
1
G
1
C

p
1
,
,
,
,
2
p
C
2
G
2
t


DẦU FO NÓNG RA



DẦU FO LẠNH VÀO


NƯỚC RA


NƯỚC NÓNG VÀO
DẦU FO LẠNH VÀO
DẦU FO NĨNG RA G
2
, C

P2
, t
2
’’
G
2
, C
P2
, t
2
’
NƯỚC RA
G
1
, C
P1
, t
1
’’
G
1
, C
P1
, t
1
’
NƯỚC
NĨNG VÀO
Hình 3. Ống lồng ống thẳng
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

11
Tốc độ dầu chảy giữa ống to và ống nhỏ: G
4
)(

2
2
2
222
dD −
=
πωρ


016,0
3600).028,00326,0.(14,3.2,860
8,10.4
)dD(.
G.4
222
2
2
2
2
2
=
−
=
−πρ

=ω
, [m/s]
Tiêu chuẩn Re của nước nóng: Re
1
=
4
6
1
11
1066,113
10.4654,0
0262,0.0028,0
<==
−
γ
ω
d

Vậy nước nóng chảy tầng trong ống, ta có: Nu
f1
= 0, 15.Re
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
1
1
25,0

1,0
1
43,0
1
33,0
1
Pr
Pr
Pr.
w
f
fff
Gr

Vì vách bằng kim loại mỏng và hai phía vách ống đều là chất lỏng nên ta chọn nhiệt độ
vách t
w1
bằng: t
w1
= 0,5 (t
1
+t
2
) = 0,5(62+47,5) = 54,75 [
0
C].
Ta chọn t
w1
= 54,5
0

C, ở nhiệt độ này thì ta có: Pr
w1
= 3,316. Ta có :
2
3
γ
β
tlg
Gr
∆
=

Với t
1
= 62
0
C tra bảng và dùng phương pháp nội suy, ta có :
4
10.3,5
−
=
β
1−
Τ

2
3
1
γ
β

tlg
Gr
f
∆
=
==
=
−
−
−
26
34
)10.4654,0(
)5,5462.(0262,0.10.3,5.81,9
3237853, 96
Nu
f1
= 0, 15.Re
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
1
1
25,0
1,0
1
43,0

1
33,0
1
Pr
Pr
Pr.
w
f
fff
Gr
=4, 88
Hệ số tỏa nhiệt đối lưu
α
1
của nước nóng chảy trong ống với bề mặt trong của ống
không có bám bẩn và chất lỏng không có ảnh hưởng của bức xạ nên:

]./[02,123
0262,0
6605,0
.88,4
2
1
1
11
KmW
d
Nu
ft
===

λ
α

q
l1t
=
()
1111
dtt
wt
π
α
− = 123, 02.(62- 54, 75).3,14.0,0262 = 73,37 [ W/m]
3.2.1.Tính tw
2:
Ta có:
1
2
21
21
ln
2
1
d
d
tt
qq
ww
tltl
πλ

−
==
, [W/m]
→
433,54
0262,0
028,0
ln.
120.14,3.2
1
05,765.54ln
2
1
.
1
2
112
=−=−=
d
d
qtt
tlww
πλ
[
0
C]
Vì vách kim loại mỏng, có hệ số dẫn nhiệt lớn, ta có thể lấy
5,54
12
=

=
ww
tt [
0
C]
Với nhiệt độ trung bình của dầu được đun nóng:t
2
=
5,47
2
6530
2
,,
2
,
2
=
+
=
+ tt
[
0
C]
ta sử dụng bảng tra các thông số và dùng phương pháp nội suy, ta có:
665,354Pr;./1236,0;/10.32,2;/2,860
22
26
2
3
2

====
−
f
KmWsmmkg
λγρ

Tiêu chuẩn Re của dòng dầu cần đun nóng chảy giữa hai ống với đường kính tương
đương
()
()
()
2
2
2
2
2
4
4
4
dD
dD
dD
u
f
d
td
−=
+
−
==

π
π
= (0,0326 - 0,028)=0,0046 [m] được tính như
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

12
sau: Re
2
=
4
6
2
2
1072,31
10.32,2
0046,0.016,0
<==
−
γ
ω
td
d

Vậy dầu cũng chảy tầng trong ống, ta có: Nu
f2
= 0,15.Re
25,0
2w
2f
1,0

2f
43,0
2f
33,0
2f
Pr
Pr
GrPr.
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

Với nhiệt độ bề mặt ngoài của ống nhỏ t
w2
= 54,5 , [
0
C], sử dụng bảng tra các thông số
và dùng phương pháp nội suy, ta có:
=
2
Pr
w
26,05

2

3
2
γ
β
tlg
Gr
f
∆
=
=
=
−−
−
−
26
34
)10.32,2(
)5,475,54.()028,00326,0(10.02,7.81,9
871,769
Nu
f2
= 0, 15.Re
25,0
2w
2f
1,0
2f
43,0
2f
33,0

2f
Pr
Pr
GrPr.
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=4.557
Hệ số tỏa nhiệt của dầu FO chạy giữa hai ống:
α
2t
=
45,122
0046,0
1236,0.557,4
.
22
==
td
f
d
Nu
λ
[W/m
2

.K]
q
l2t
=
(
)
2222
dtt
wt
π
α
− = 122, 45.(54, 5-47, 5).3, 14.0, 028 = 75,36 [ W/m]
Sau khi kiểm tra ta thấy thỏa mãn, vậy chọn:
α
1t
= 123, 27 [W/m
2
.K] và α
2t
= 122, 45 [W/m
2
.K]
Nhiệt độ trung bình logarit:
t∆
↓↑ =
min
max
minmax
ln
t

t
tt
∆
∆
∆
−
∆
, [
0
C]
∆t
max
, ∆t
min
: hiệu nhiệt độ giữa hai môi chất vào và ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt

t∆ ↓↑ =
()()
'
2
''
1
''
2
;
1
'
2
''''
2

'
1
ln
tt
tt
tttt
−
−
−−−
(
)
(
)
49,14
3044
6580
ln
30446580
=
−
−
−
−
−
=
, [
0
C]
Vì
4,1068,1

0262,0
028,0
1
2
<==
d
d
: coi vách trụ là vách phẳng, nên : k
t
=
tt 21
11
1
αλ
δ
α
++

Với δ=
()
12
2
1
dd −
=
0009,0
2
0262,0028,0
=
−

[m]
k
t
=
tt
4,61
45,122
1
120
0009,0
27,123
1
1
11
1
21
=
++
=
++
αλ
δ
α
[W/m
2
.K]
Tổng diện tích truyền nhiệt qua ống: Q=k
t
.F
t

. t∆→F
t
=
253,0
49,14.4,61
435,225
.
==
∆t
k
Q
t
[m
2
]
Số đoạn ống thẳng N
t
khi n = 1:
nld
F
N
t
t

1
π
=

075,3
1.1.0262,0.14,3

253.0
==

Vậy chiều dài thiết bị ống lồng thẳng: L
t
= N
t
.l = 3, 075.1 = 3,075 [m]
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

13
4. Tính chọn bộ thu năng lượng mặt trời để cung cấp nước nóng cho sấy dầu FO
Với lượng dầu tiêu thụ cần được gia nhiệt và diện tích trao đổi nhiệt ống lồng
ống giữa dầu FO với nước nóng, nước nóng cần gia nhiệt đến 80
0
C và lưu lượng nước
nóng cần thiết tương ứng được tính đi qua bộ thu là 0,01kg/s ( Lưu lượng tính toán là
5,4kg/h, tuy nhiên do yêu cầu dự phòng và do dòng chảy đối lưu tự nhiên của nước
nóng là rất chậm nên ở đây ta tính lượng nước đi qua thực tế được chọn là 0,01kg/s).
Tính cụ thể cho bộ thu tấm phẳng có bề mặt hấp thụ được đan xen vào dãy ống.
Bảng 3. Các số liệu tính toán cho Collector tấm phẳng .
STT Thông số tính toán Công thức tính Giá trị Đơn vị
1 Hệ số toả nhiệt ra không khí
n
kk
GrC Pr).(
∑
=
δ
λ

α

12.25 W/m
2
K
2 Hệ số truyền nhiệt bên trên
1
1
)
3,1
1
(
−
++=
αλ
δ
λ
δ
kk
kk
k
k
k

2,27 W/mK
3 Hệ số truyền nhiệt qua cách nhiệt
1
2
)
1

(
−
+=
αλ
δ
c
c
k

1,24 W/mK
4 Khối lượng vỏ hộp thu
)42(
δ
δ
ρ
+
=
rtto
Fm

16,01 Kg
5 Khối lượng nước tĩnh
)2(
tt
Fm
δ
δ
ρ
−
=

8 Kg
6 Nhiệt dung hộp nước
poo
mCCmC +=

40752 J/Kg
7 Dòng nhiệt dung qua hộp
pi
11 2 2 33
WGC F
i
p
k
GC k F k F k F
=+
=+++
∑

14.27 W/K
8 Công suất hấp thụ max
P=ε.D.E
n
.F
1
848,35 W
9 Tốc độ gia nhiệt max a=P/C 0,0207 K/s
10 Tần số dao động riêng bộ thu b=W/C 3,49.10
-4

s
-1
11 Tốc độ góc tia nắng
ω=2Π/τ
n
0,727.10
-4
rad/s
4.1. Tính tóan các thông số đặc trưng của Collector
Bảng 4. Các thông số đặc trưng của Collector tấm phẳng 1
2
m .
STT Thông số đặc trưng Công thức tính Giá trị Đơn vị
1
Độ gia nhiệt cực đại
m
T

)
4
1(
2
22
ω
+
+
b
b
b
a

T
m

63,7
o
C
2
Nhiệt độ cực đại
m
t
).
4
1(
2
22
0
ω
+
++=
b
b
b
a
tt
m

93,7
C
o

3
Nhiệt độ cuối ngày
c
t
)4(
2
222
2
ω
ω
+
+=
bb
a
tt
oc

35,2
C
o

4
Độ gia nhiệt trung bình
n
T
b
a
T
n
2

=

33,12
C
o

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(39).2010

14
5
Thời điểm đạt
m
T

)
2
1
8
3
(
ω
ττ
b
arctg
nm
−=

86,6
h
6 Công suất hữu ích trung bình

pn
GC
b
a
P
2
=
.
276,48 W
7 Sản lượng nhiệt một ngày
p
n
GC
b
a
Q
4
τ
=
.
11943,37 KJ
8 Sản lượng nước nóng
GM
n
2
τ
=
.
86 Kg
9 Hiệu suất nhiệt bộ thu

1
F4bE
aGC
p
π
η
=
.
41,4
Vậy nhiệt lượng cần cung cấp:

0875,2)3080.(175,4.01.0tGCQ
p
=
−
=Λ=
(Kw)= 2087,5 [W]
Diện tích bề mặt collector cần thiết:
E
Q
F
η
=
= =
940.414,0
5,2087
5,364 [m
2
]
5. Kết luận

Sấy dầu FO là cần thiết để tạo ra độ nhớt nhất định thuận tiện cho quá trình phun
sương khi đốt cháy trong lò hơi, cho nên việc gia nhiệt cho dầu FO bằng thiết bị trao đổi
nhiệt ống lồng ống sử dụng năng lượng mặt trời vừa đạt được hiệu quả trao đổi nhiệt
cao lại tiết kiệm được một lượng điện năng khá lớ
n cho sấy bằng điện trở trước đây.
Dựa vào bài toán tính trao đổi nhiệt giữa dầu và nước nóng qua thiết bị trao đổi
nhiệt ống lồng ống ở trên ta có thể áp dụng để tính tóan trao đổi nhiệt giữa các dòng môi
chất có nhiệt độ nóng, lạnh khác nhau.
Có thể dựa vào mô hình họat động, sơ đồ nguyên lý và cách điều chỉnh việc sấy
dầu FO bằng năng lượng mặt trờ
i thông qua thiết bị trao đổi nhiệt ống lồng ống để thiết
kế các hệ thống tương tự cung cấp dầu FO nóng cho các lò hơi tại các xí nghiệp công
nghiệp phục vụ cho sản xuất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Bốn, Hoàng Dương Hùng, Giáo trình chuyên đề năng lượng mặt trời, Khoa
công nghệ Nhiệt điện lạnh, trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng, 2004.
[2]
Nguyễn Bốn, Tính tóan thiết bị trao đổi nhiệt, Nhà xuất bản Đà Nẵng, 2005.
[3]
Đinh Văn Thuận, Võ Chí Chính, Hệ thống máy và thiết bị lạnh, Nhà xuất bản khoa
học và kỹ thuật, 2005.
[4]
Bùi Hải, Dương Đức Hồng, Hà Mạnh Thư, Thiết bị trao đổi nhiệt, Nhà xuất bản
Khoa học và kỹ thụât, Hà Nội, 1999.
[5]
Hồ Trần Anh Ngọc, Võ Chí Chính, Nghiên cứu thiết bị ngưng tụ ống lồng ống sử
dụng trong hệ thống lạnh,
Tạp chí KHCN- ĐHĐN, số 5(34), 2009.
[6]

Hòang Dương Hùng, Nghiên cứu nâng cao hiệu quả thiết bị thu năng lượng mặt
trời để cấp nhiệt và làm lạnh, Luận án tiến sĩ KHKT, Đại học Bách khoa ĐN, 2002.