Thiết bị trao đổi nhiệt dàn bay hơi kiểu tưới

Chào mừng các bạn đến với bài thuyết trình
của nhóm 5
Thành viên trong nhóm:
1.Nguyễn Văn Khương
2.Phạm Doãn Khang
3.Trần Ngọc Khánh
4.Nguyễn Văn Kiên
5.Lê Văn Kiên
6.Phạm Thành Trung Kiên
7.Lê Tùng Lâm
8.Vương Chí Lập
9.Nguyễn Thanh Liêm
10.Trần Duy Linh


Thiết bị trao đổi nhiệt
Tên bài tập lớn:

THIẾT BỊ BAY HƠI LÀM LẠNH
CHẤT LỎNG KIỂU TƯỚ I




Những vấn đề được trình bày
Cấu tạo của thiết bị
Nguyên lý và hướng chuyển động
Công dụng và ưu,nhược điểm
Các thông số và ví dụ

Tên gọi: Thiết bị bay hơi làm lạnh chất lỏng
tưới.

Cấu tạo:
1. Máng tưới chất lỏng cần làm lạnh.
2. Cụm ống xoắn nằm ngang.
3. Máng hứng chất lỏng.
4. Cụm ống đứng

kiểu


Nguyên lí làm việc:
Nước lạnh ở thể lỏng sau khi đi qua ống góp đi từ
dưới lên trên trong óng xoắn nằm ngang sẽ nhận
nhiệt của chất lỏng cần làm lạnh được tưới từ trên
máng tưới xuống bên ngoài ống. Môi chất lạnh sẽ sôi
bên trong các ống biến thành hơi rồi qua các ống góp
trên và đi ra ngoài. Chất lỏng cần làm lạnh sau khi nhả
nhiệt độ chảy vào máng hứng rồi đưa ra ngoài.


• Môi chất lạnh tham gia vào quá trình trao đổi nhiệt
là R22 (CHClF2)


• Trong quá trình làm việc R22 đi bên trong và nước
đi bên ngoài.
Lí do: Vì khi R22 bay hơi và nhận nhiệt nếu đi bên
ngoài thì sẽ nhận cả nhiệt của môi trường. Nên trao

đổi nhiệt không hiệt quả và nếu nước đi bên trong
sẽ gây tắc bẩn ống dẫn đến khó trong việc vệ sinh
ống vì ống sử dụng là ống xoắn. Ngoài ra còn làm
tắc, đóng băng, vỡ ống.


• Hướng chuyển động của môi chất là từ dưới lên.
Còn nước đi từ trên xuống.
Lí do: Vì trao đổi nhiệt tốt hơn. R22 sẽ điền đầy các
ống khi đi từ trên xuống. Cùng với đo nước sẽ được
tưới từ trên xuống và hứng bằng máng hứng. Nếu
làm ngược lại sẽ cần thêm bơm đẩy. R22 và nước
chuyển động ngược chiều nhau sẽ giúp khả năng
trao đổi nhiệt được tốt hơn.


Ưu điểm:- Do cấu tạo dạng dàn
ống nên công suất của nó có thể
thiết kế đạt rất lớn mà không bị
hạn
chế vì bất cứ lý do gì.
- So với các thiết bị ngưng tụ
kiểu khác, dàn ngưng tụ bay hơi
ít tiêu tốn nước hơn, vì nước
sử dụng theo kiểu tuần hoàn.
- Các dàn ống kích cỡ nhỏ nên
làm việc an toàn.
- Dễ dàng chế tạo, vận hành và
sửa chữa.

Nhược điểm:
- Do năng suất lạnh riêng bé nên
suất tiêu hao vật liệu khá lớn.
- Các cụm ống trao đổi nhiệt
thường xuyên tiếp xúc với nước
và không khí, đó là môi trường
ăn mòn mạnh, nên chóng bị
hỏng. Do đó bắt buộc phải
nhúng kẽm nóng để chống ăn
mòn.
.


 Công dụng của thiết bị bay hơi làm lạnh chất lỏng
kiểu tưới là dùng môi chất lạnh để làm lạnh chất
lỏng cần làm lạnh phục vụ cho công nghiệp và bảo
quản.
Với những công dụng đã nêu thiết bị thường được
sử dụng trong những hệ thống lạnh có công suất
vừa và lớn, những nơi có nguồn nước dồi dào.


• Bài toán 2.4b
Là bài toán thiết kế.

Thông số cần xác định:
1. F ( diện tích bề mặt các ống )
2. tổng số đoạn ống nằm ngang
3. số ống nằm ngang trong cụm ống m
4. Chiều cao và chiều sâu của bình bay hơi.

• Qo – Công suất lạnh yêu cầu của thiết bị bay hơi, W
• k – Hệ số truyền nhiệt, W/m2.K;
• delta to -Độ chênh nhiệt độ trung bình lôgarit, oK;
• qof – Mật độ dòng nhiệt của thiết bị bay hơi, W/m2.
• Xác định hệ số truyền nhiệt k
• Hệ số truyền nhiệt k có thể xác định theo kinh nghiệm theo
bảng 7-1 dưới đây. Trong trường hợp cụ thể có thể tiến hành
tính toán theo các công thức tính toán truyền nhiệt thông
thường. Đối với thiết bị bay hơi hệ thống lạnh, hệ số toả nhiệt
về các môi trường ở thiết bị bay hơi có những đặc điểm khác.


•

BÀI TẬP VÍ DỤ:

Bình bay hơi kiểu tưới,môi chất lạnh R22 sôi trong
ống soắn nằm ngang ở nhiệt độ = 0 . Ống thép đường
kính = , =50 chiều dài đoạn ống nằm ngang l = 1,5 m,
bước ống s = 2, thiết bị gồm cụm ống (N = 4). Chất
lỏng tưới cần làm lạnh là nước với lưu lượng = 9,4 ở
nhiệt độ vào t’n = 12, nhiệt độ ra t’’n = 8. Xác định
tổng diện tích các ống F, tổng số đoạn ống nằm ngang
n, số ống nằm ngang trong cụm ống m, chiều cao và
chiều sâu của bình bay hơi.


•• Giải

Nhiệt độ trung bình của nước cần làm lạnh:
= 0,5(t’n + t’’n) = 0,5(12 + 8) = 10
Lượng nhiệt trao đổi qua vách của thiết bị (khi
qua vỏ cách nhiệt và sự bay hơi của nước):
Q = Q2 = G2.Cp2(t’n – t’’n)
Q = 9,44,191(12 – 8) = 157,6 kW
Các thông số vật lí của nước ở tn = 10:
Cp = 4,191 ; 𝛌 = 0,574 ;
= 1,306.10-6 ; = 1000 ;
Độ chênh nhiệt độ trung bình:
= tn – ts = 10 – 0 = 10
Bề ngang tưới:
B = 2,1N = 2,15,4 = 12 m

bỏ qua nhiệt truyền

Pr = 9,52


•Tiêu chuẩn Re:
Re = = = 600
Chiều dày lớp nước tưới trên bề mặt các ống với Re >
400:
Tiêu chuẩn Nu với Re < 800 theo (2-80a):
Nu =
Nu =0,00112.


•Hệ số tỏa nhiệt của nước tưới:
= = 1177 W/.°K

Hệ số tỏa nhiệt khi R22 sôi trong ống theo (2-24a):
Theo đồ thị ở hình 2-2a ở với R12 ta có: với R22 ta
thay
(tăng 20% so với R12) .Vậy ta có:


•Giả thiết nhiệt độ vách tỏng và ngoài của ống như
nhau :
và, ta có:
q=
Đầu tiên ta gia sử == 1 từ đó===
tỏa nhiệt:
1,8=1,8
=320,5 kcal/.h.°K = 351 W/°K
sai khác nhiều so với số đã chọn.

5°C và hệ số


Vậy
• ta chọn lần thứ hai:

từ đó tìm đượcvà
= 649 W/.°K
nên ta không phải tính lại .
Ở đây/= 52/46 = 1,09 < 1,4 nên hệ số truyền nhiệt tính theo
vách phẳngvà vì nước sạch không có bám bẩn.


•ta có:

k= =
k= 412 W/
q= k.= 412.10=4120 W/.
, phù hợp với việc

chọn lần cuối

do vậy không phải tính lại .


Diện
• tích bề mặt các ống F:
Tổng số đoạn ống nằm ngang :
169 ống .
Số ống trong một cụm ống :
m=

=42 ống .

Chiều cao của thiết bị :
H ~m.s=42.0,1=4,2 m .
Chiều sâu của thiết bị :
b ~N.s=4.0,1=0,1 m .
chiều rộng của thiết bị :
a ~ l=1,5 m.

= 38,25


Kết quả hướng tới

Nắm được cấu tạo của thiết bị

 Hiểu được nguyên lý hoạt động
 Biết được ưu,nhược điểm
 Đưa ra mục đích sử dụng