Giáo trình điều chỉnh cấp lỏng theo độ quá nhiệt hơi hút ra khỏi thiết bị bay hơi p5 pdf

- 49 -






t1
t1
1
C
v
.GF =

Trong õoù, G laỡ lổu lổồỹng hồi trong 1 giỏy õaợ cho trổồùc
Vồùi doỡng chaớy õúng nhióỷt tióỳt dióỷn beù nhỏỳt cuớa ọỳng phun, cuợng nhổ caùc thọng
sọỳ hồi ổùng vồùi tióỳt dióỷn ỏỳy, õóửu truỡng vồùi caùc giaù trở tồùi haỷn, tổùc laỡ, tọỳc õọỹ cuớa doỡng
hồi C
1
taỷi tióỳt dióỷn beù nhỏỳt cuớa ọỳng phun õaỷt tồùi tọỳc õọỹ truyóửn ỏm thanh a.
*Thọng sọỳ haợm
óứ tờnh toaùn doỡng mọỹt chióửu trong caùc raợnh ngổồỡi ta õổa ra khaùi nióỷm vóử caùc
thọng sọỳ haợm hoaỡn toaỡn cuớa doỡng taỷi tióỳt dióỷn õang xeùt.
Ta bióỳt rũng, sọỳ gia õọỹng nng cuớa doỡng chỏỳt loớng chởu neùn coù daỷng :
)vpvp(
1k
k
2
CC
11oo

2
0
2
1


=


Do õoù ,
2
C
)vpvp(
1k
k
2
C
2
o
11oo
2
1
+

= (3-21)
Ta thỏỳy rũng, õọỹng nng cuớa doỡng hồi khi ra khoới ọỳng phun do sổỷ thay õọứi caùc
thọng sọỳ nhióỷt õọỹng xaùc õởnh vaỡ phuỷ thuọỹc vaỡo õọỹng nng ban õỏửu.
Nóỳu õọỹng nng ban õỏửu C
o
2

/2 beù vaỡ coù thóứ boớ qua õổồỹc, thỗ tọỳc õọỹ doỡng chaớy
chố laỡ haỡm sọỳ cuớa caùc thọng sọỳ nhióỷt õọỹng maỡ thọi.

)(
12
11
2
1
vpvp
k
k
C
oo


= (3-21)
Nóỳu khọng thóứ boớ qua õọỹng nng ban õỏửu, thỗ coù thóứ coi rũng, õọỹng nng ỏỳy laỡ
kóỳt quaớ giaợn nồớ õúng entrọpi cuớa hồi tổỡ caùc thọng sọỳ aớo
o
p ,
o
v
naỡo õoù vồùi tọỳc õọỹ ban
õỏửu bũng khọng (C
o
= 0) tồùi thọng sọỳ cuớa doỡng p
o
, v
o
ồớ trổồùc ọỳng phun vồùi tọỳc õọỹ

bũng C
o
. Noùi mọỹt caùch khaùc, seợ õaỷt õổồỹc thọng sọỳ
o
p ,
o
v
nóỳu õem haợm hoaỡn toaỡn
doỡng õang chuyóứn õọỹng vồùi tọỳc õọỹ C
o
theo quaù trỗnh õúng entrọpi cho õóỳn khi coù tọỳc
õọỹ bũng khọng ( C
o
= 0).
Tổỡ õỏỳy, caùc thọng sọỳ
o
p
,
o
v
,
o
i õổồỹc goỹi laỡ thọng sọỳ haợm õúng entrọpi cuớa
doỡng, hay goỹi từt laỡ
caùc thọng sọỳ haợm
.
Ta seợ bióứu thở õọỹng nng ban õỏửu cuớa doỡng qua caùc thọng sọỳ haợm :

)vpvp(
1k

k
2
C
oo
o
o
2
o


=
(3-22)
Thay vaỡo phổồng trỗnh (3.21), ta coù :

)vpvp(
1k
k
2
C
11
o
o
2
1


= (3-23)
hay laỡ

- 50 -

=

k
1k
o
o
2
1
1vp
1k
k
2
C
(3-24)
Trong õoù :

o
1
p
p
= - Tyớ sọỳ aùp suỏỳt tộnh p
1
trón aùp suỏỳt haợm cuớa doỡng
o
p
Aẽp suỏỳt p
o
vaỡ p
1
õổồỹc goỹi laỡ aùp suỏỳt tộnh, khaùc vồùi aùp suỏỳt haợm (aùp suỏỳt toaỡn
phỏửn).
Coù thóứ tỗm thọng sọỳ haợm bũng nhióửu caùch;
Nóỳu duỡng giaớn õọử i-s (Hỗnh 3.8) thỗ õỷt
õoaỷn thúng entrọpi AA = C
o
2
/2 tổỡ õióứm A , ổùng
vồùi thọng sọỳ ban õỏửu p
o
vaỡ t
o
, ta tỗm õổồỹc ồớ
õióứm A caùc thọng sọỳ cuớa doỡng bở haợm
o
p ,

o
v
,
o
t

Nóỳu tờnh toaùn bũng phổồng phaùp giaới
tờch, õọỳi vồùi hồi quaù nhióỷt, õóứ xaùc õởnh
o
p ,
o
v
phaới thóm vaỡo phổồng trỗnh (3.22)
phổồng trỗnh õúng entrọpi pv
k
= const, tổùc laỡ p
o

v
o
k
=
o
p
o
v
= const.

Sau khi bióỳn õọứi ta coù :
1k

k
oo
2
o
o
o
vkp
C
2
1k
1
p
p










+=
(3-25)
Vaỡ
1k
k
oo
2

o
o
o
vkp
C
2
1k
1
v
v










+=

Nóỳu tọỳc õọỹ C
o
khọng lồùn lừm vaỡ khọng vổồỹt quaù 100
ữ
150m/s, thỗ coù thóứ
duỡng cọng thổùc gỏửn õuùng õóứ xaùc õởnh caùc thọng sọỳ haợm :

o

2
o
oo
v2
C
pp +=

o
2
o
o
o
kp2
C
vv +=
(3-26)
Tọỳc õọỹ ỏm thanh, tọỳc õọỹ giồùi haỷn.
ọỳi vồùi caùc õỷc tờnh cuớa doỡng tọỳc õọỹ ỏm thanh vaỡ tọỳc õọỹ tồùi haỷn coù yù nghộa
quan troỹng.
Tọỳc õọỹ ỏm thanh laỡ tọỳc õọỹ truyóửn ỏm õổồỹc xaùc õởnh theo caùc thọng sọỳ tộnh cuớa
doỡng :
i

s


t


t

p


p

A

A
'

C


2
2

Hỗnh.3.8. Xaùc õởnh thọng sọỳ haợm
bũng õọử thở i-s

- 51 -





a = kRTkpv = (3-27)
Coù thóứ bióỳn õọứi cọng thổùc (3.24) dổồùi daỷng :

11
2
1
vp
1k
k
2
C

+
0
o
vp
1k
k

=
(3-28)

hay laỡ :
1k
a
1k
a
2
C
2
o
2
1

2
1

=

+

õỏy, a
1
- tọỳc õọỹ ỏm thanh vồùi caùc thọng sọỳ hồi p
1
, v
1
;

o
a
- tọỳc õọỹ ỏm thanh vồùi caùc thọng sọỳ haợm
o
p
,
o
v
,
Nóỳu õem chia phổồng trỗnh (3.28) cho
1k
v
p
k
11

ta coù :
11
o
o
2
1
vp
v
p
1
2
1
k
M =+

(3-29)
Trong õoù :
M
1
= C
1
/a
1
- tọỳc õọỹ ỏm thanh cuỷc bọỹ tổồng õọỳi cuớa doỡng. Tyớ sọỳ tọỳc õọỹ naỡy
õổồỹc goỹi laỡ sọỳ Max.
Trổồỡng hồỹp coù giaợn nồớ õúng entrọpi, coù thóứ vióỳt :
k
k
1

11
o
o
vp
vp

=

vaỡ phổồng trỗnh (3.29) coù daỷng :

=+

1
2
1
k
M
2
1
k
k
1

(3-29)
Giaới õúng thổùc naỡy, ta tỗm õổồỹc :
M
1
=
()
k

k1
1
1k
2




Nóỳu trong quaù trỗnh giaợn nồớ, tọỳc õọỹ cuớa doỡng õaỷt õổồỹc tọỳc õọỹ ỏm thanh C
1
= a
1
= a
*

thỗ tọỳc õọỹ ỏỳy õổồỹc goỹi laỡ tọỳc õọỹ tồùi haỷn, vaỡ caùc thọng sọỳ tổồng ổùng - thọng sọỳ tồùi haỷn.
Roợ raỡng laỡ vồùi tọỳc õọỹ tồùi haỷn M
1t
= 1.
Thay giaù trở M
1t
vaỡo phổồng trỗnh (3.29), ta tỗm õổồỹc tyớ sọỳ aùp suỏỳt tồùi haỷn.
1k
k
1k
2

+
=
(3-30)
ọửng thồỡi tổỡ phổồng trỗnh (3.28) ta tỗm tọỳc õọỹ tồùi haỷn cuớa doỡng

1k
a
1k
a
2
a
2
o
2
*
2
*

=

+


- 52 -

Vaỡ a
*
=
o
a
o
o
vp
1k
k
2
1k
2
+
=
+
(3-31)
* Lổu lổồỹng tồùi haỷn :
Ta seợ aùp duỷng phổồng trỗnh lión tuỷc
FC
1
= Gv
1

vaỡ thay thóỳ bũng caùc thọỳng sọỳ tồùi haỷn

*

*
*
v
a
F
G
=







Chuù yù rũng, vồùi quaù trỗnh õúng entrọpi

k
1
*
k
1
*
o
o
*
p
p
v
v
=

=

Ta tỗm õổồỹc :
)1k(2
1
k
o
o
k
1
*
*
*
1k
2
v
a
v
a
F
G

+






+
==







Sau khi bióỳn õọứi phổồng trỗnh naỡy, ta coù :

1k
1k
o
o
*
1k
2
v
pk
F
G

+






+
=






(3.32)
Nóỳu thay caùc giaù trở bũng sọỳ cuớa sọỳ muợ k vaỡo cọng (3.30) vaỡ (3.32) caùc thọng
sọỳ tồùi haỷn seợ coù daỷng nhổ trong baớng 3-1.
Baớng 3-1 : Caùc thọng sọỳ tồùi haỷn cuớa doỡng khi giaợn nồớ õúng entrọpi.


Mọi chỏỳt
Sọỳ muợ
õúng
entrọpi
k
Tyớ sọỳ
aùp suỏỳt
tồùi haỷn

*


Tọỳc õọỹ tồùi haỷn., C
*
m/s

Lổu lổồỹng tồùi haỷn
(G/F)
*
, kg/s.m
2

Khọng khờ
1,4 0,5283
C
*
= 0,913
o
o
o
vp08,1a =
(G/F)
*
= 0,57
o
o
va

= 0,685

o
o
vp /

Hồi quaù nhióỷt 1,3 0,5457
C
*
=0,932
o
o
o
vp064,1a =

(G/F)
*
= 0,585
o
o
va
= 0,667
o
o
v/p

Hồi baớo hoỡa
khọ
1,135 0,5774
C
*
= ,967

o
o
o
vp032,1a =

(G/F)
*
= 0,598
o
o
va
= 0,635
o
o
v/p



- 53 -





Caùc thổù nguyón duỡng ồớ õỏy nhổ sau :

o
p
- N/m
2

( 1bar = 10
5
N/m
2
) ;
o
v
- m
3
/kg ;
o
a
- m/s ; F - m
2
vaỡ G - kg ;
* Sổỷ thay õọứi caùc thọng sọỳ vaỡ tióỳt dióỷn ngang cuớa raợnh.
Ta seợ xem xeùt caùc thọng sọỳ vaỡ tióỳt dióỷn ngang cuớa raợnh thay õọứi nhổ thóỳ naỡo.
Chỏỳp nhỏỷn bióỳn sọỳ ồớ õỏy laỡ õọỹ giaợn nồớ, tổùc laỡ

= p
1
/
o
p

Bióỳn õọứi phổồng trỗnh (3.24) theo daỷng sau õỏy :

)1(
1k
2

aC
k
1k
o
t1



=
()
k
k
k
k
a
1
*
1
1
1
.



+
=


(3-33)
Nóỳu chia 2 vóỳ cuớa õúng thổùc trón cho tọỳc õọỹ tồùi haỷn a

*
, ta õổồỹc bióứu thổùc :










+
==

k
k
t
k
k
a
C
1
*
1
1
1
1

(3.34)

où laỡ sổỷ phuỷ thuọỹc cuớa tọỳc õọỹ khọng thổù nguyón (tờnh theo mọỹt phỏửn cuớa tọỳc
õọỹ tồùi haỷn) vaỡo õọỹ giaợn nồớ

.
Nóỳu hồi giaợn nồớ tồùi chỏn khọng tuyóỷt õọỳi ( = 0), tọỳc õọỹ cổỷc õaỷi seợ bũng:

1k
1k
max

+
=

ọỳi vồùi hồi quaù nhióỷt k = 1,3 ,
max
= 2,77 aùp duỷng phổồng trỗnh lión tuỷc õọỳi
vồùi bỏỳt kyỡ naỡo ta coù thóứ tỗm õổồỹc bióứu thổùc :











===
+

k
1k
k
2
o
o
k
1
o
1
1
1
1k
2
v
a
v
C
v
C
F
G

=
+
k
1k
k
2
o
o
v
p
1k
k2
(3-35)
Mọỹt thọng sọỳ khọng thổù nguyón quan troỹng nổợa laỡ lổu lổồỹng quy dỏựn.
Lổu lổồỹng quy dỏựn hay lổu lổồỹng tổồng õọỳi laỡ tyớ sọỳ cuớa lổu lổồỹng troỹng lổồỹng õi qua
õồn vở dióỷn tờch G/F cuớa tióỳt dióỷn õang xeùt trón lổu lổồỹng troỹng lổồỹng õi qua õồn vở
dióỷn tờch G
*
/F cuớa tióỳt dióỷn ỏỳy vồùi caùc thọng sọỳ tồùi haỷn, tổùc laỡ
q =
**
G
G
G
F
.

F
G
=

Hay laỡ, sau khi thay thóỳ giaù trở cuớa
F
G
vaỡ
F
G
*

Ta coù q =
















+

=
+

+
k
1k
k
2
k1
k1
*
1k
2
1k
2
G
G
(3-36)