Xác Định Nhiệt Độ Dung Dịch Trong Bình Sinh Hơi:

hån (vç  =

q0 =

l

T0 TK T0

) nhưng diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị

bay hơi lớn hơn. Đó là sự lựa chọn giữa chi phí vận hành và vốn đầu tư.

- Nhiệt độ bay hơi:theo [TL 4-tr9] ta có

t0 =tm2 - 3,[oC] to = 8- 3 =5oC.

- Nhiệt độ vào của nước tải lạnh:theo[TL 4-tr9]ta có tm1=tm2+4 ,[oC]

tm1=8+4 = 12oC

Vậy t0= 5oC tra bảng ‘’ nước và hơi nước bão hòa, theo [TL 5-tr284] P0=0,00872 Bar

3.2.3.Xác định nhiệt độ ngưng tụ:

tK= tW3+ tK, [oC]

Để tiết kiệm nguồn nước ta cho nước giếng khoan vào làm mát thiết bị hấp thụ trước rồi đưa lên làm mát thiết bi ngưng tụ, do đó nhiệt độ vào của nước giải nhiệt thiết bị ngưng tụ cũng chính là nhiệt độ ra của nước giải nhiệt thiết bị hấp thụ, theo [TL 2-tr158] nhiệt độ nước đầu vào và đầu ra chênh nhau (26)

tW3 = tW2=tW1 + tW2 , [oC]

chọn tW2 = 2oC vì nếu chọn tW2 lớn thì tK lớn do đó làm giảm hệ số lạnh của chu trình

tW3= tW2= 25,6 + 2 = 27,6 0C

tK=27,6 + 7 = 34,6 oC

ta chọn tK= 7oC ,[TL3-tr10].

Vậy ta chọn tk = 35oC ,tra bảng nước và hơi nước bão hòa, theo [TL5- tr284]

PK= 0.0562 Bar

3.2.4.Xác định nhiệt độ dung dịch trong bình sinh hơi:

- Nhiệt ra của nước gia nhiệt: theo[TL2- tr158].

tH2 = tH1- 2 ,[oC] tH2= 90 - 2 = 88 oC

- Nhiệt độ dung dịch trong bình sinh hơi: theo [TL1- tr108]

th = tH1- 5 ,[oC]

th = 90 - 5 = 85 oC

3.2.5.Xác định các điểm nút:

- Điểm 1: Dung dịch đậm sôi đặc ra khỏi bình hấp thụ.

Là giao điểm của hai đường P0= 0,00872 Bar và tK = 35 oC , tra bảng theo [TL1- tr39] ta xác định được.

r= 0,43 kgH2O/kg dung dịch theo công (1.2) ta xác định được entanpi

i1 = 95,4 kj/kg.

- Điểm 2:Hơi nước quá nhiệt khỏi bình sinh hơi. Có áp suất PK= 0,0562 Bar và nhiệt độ tK= 85oC.

Tra bảng nước chưa sôi và hơi quá nhiệt, theo [TL5-tr292] ta xác định được entanpi

i2 = 2620kj/kg .

- Điểm 3:Dung dịch loãng sôi ra khỏi bình sinh hơi.

Là giao điểm của hai đường PK = 0,0562 Bar và th = 85oC,tra đồ thị theo [TL1- tr39] xác định được.

a = 0,365 kgH2O/kg dung dịch theo công (1.2) ta xác định được entanpi

i3= 205,1 kj/kg .

- Điểm 4: Dung dịch loãng sôi vào bình hấp thụ.

Là giao điểm của hai đường Po= 0,00872 Bar và a= 0.365 kgH2O/kg dung dịch,

- Điểm 5: Nước ngưng ra khỏi thiết bị ngưng tụ.

Là giao điểm của hai đường PK= 0,0562 Bar và  = 1 kgH2O/kg dung dịch. Theo công thức (1.17) với PK= 0,0562 Bar tìm được i5=145,4kj/kg

- Điểm 6: Hơi nước bão hào ra khỏi thiết bị bay hơi.

Là giao điểm của hai đường Po= 0,00872 Bar và  = 1 kgH2O/kg dung dịch.

theo cônh thức (1.2) với Po= 0,00872 Bar tìm được i6= 2510 kj/kg.

*Vậy ta có vùng khử khí .

 = r- a ,[kgH2O/kg dung dịch ]

 = 0,43 - 0,365 = 0.065 kgH2O/kg dung dịch thỏa mãn điều kiện  > 0.

3.2.6. Xác định lưu lượng dung dịch tuần hoàn:

Để tính toán lưu lượng tuần hoàn cần phải cân bằng chất ở bình hấp thụ hoặc bình sinh hơi.

Gọi Gd là lưu lượng khối lượng qua dàn bay hơi

+ Cân bằng môi chất lạnh tại bình sinh hơi :

rGr = aGa+ 1.Gd.

+ Cân bằng dung dịch và môi chất lạnh:

Gr= Ga+ Gd.

trong đó :

r : nồng độ của nước trong dung dịch đậm đặc [kgH2O/kg dung dịch ]

a : nồng độ của nước trong dung dịch loãng [kgH2O/kg dung dịch ] Gr : lưu lượng khối lượng của dung dịch đậm đặc [ kg/s]

Ga : lưu lượng khối lượng của dung dịch loãng [ kg/s]

Gd : lưu lượng khối lượng của môi chất lạnh (nước) [kg/s]

+ lưu lượng môi chất lạnh được tính theo công thức [TL1- tr40]

Gd = Qo

qo

,[kg/s]

Ở đây q0 = r(to) là nhiệt ẩn hóa hơi của nước ở nhiệt độ to r(to = 5oC) = 2489 kj/kg tra theo [TL5- tr284].

Gd =

7 kg/s

2489

Gd = 0,0028 kg/s

suy ra lưu lượng khối lượng của dung dịch đậm đặc.

Gr =

1 a

r a

.Gd ,[kg/s]

Gr =

1  0,365

0,43  0,365

 0,0028 = 0,027 kg/s

vậy lưu lượng khối lượng của dung dịch loãng là.

Ga = Gr - Gd ,[kg/s]

Ga = 0,027 - 0,0028 = 0,024 kg/s

Nhận xét:

 Lưu lượng dung dịch tuần hoàn rõ rànglớn hơn nhiều so với lưu lượng môi chất lạnh tuần hoàn .

3.2.7.Xác định nhiệt độ ra khỏi thiết bị hồi nhiệt:

+ t1,t1’: Nhiệt độ vào và ra của dung dich đậm đặc: t1= tk

+ t3, t3’:Nhiệt độ vào và ra của dung dịch loãng: t3= th

Theo [TL1- tr46], độ chênh nhiệt độ cực tiểu tmin nằm ở đầu lạnh của thiết bị hồi nhiệt được xác định là:

t3’ = t1+tmin =tK + 10 (tmin=10oC) t3’ = 35 + 10 = 45oC

- Phụ tải nhiệt của thiết bị hồi nhiệt:

Qhn = Ga.Cpa(t1’ - t1) = Gr .Cpr (t3 - t3’)

Cpa: Nhiệt dung riêng đẳng áp của dung dịch loãng Cpr : Nhiệt dung riêng đẳng áp của dung dịch đậm đặc Theo công thức (1.3) ta có Cpr = 3,657 kj/kg

Qhn = 0,024 3,657  (85 - 45) = 3,5 KW

Suy ra: t1’ =

Qhn Ga .C pa

+ t1

Theo công thức (1.3) ta có Cpa= 3,71 kj/kg

t1’ =

3,5

0,024  3,71

+ 35 = 74oC

3.2.8.Chu trình máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr một cấp:

lgP PK

5

23

sinh hơi

=1

r

0

P

6

a

1/T

1

hấp thụ

26

1/T

4

1/T

1/T

0 K H

Hình 3.2 .Chu trình máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr một cấp.

3.2.9.Lập bảng thông số các điểm nút:

Điểm

Trạng thái	t [oC]	P [Bar]	 [kgH2O/kgd d]	i [kj/kg ]
1	Dung dịch đậm đặc sôi ra khỏi bình hấp thụ	35	0,0087	0,43	95,4
1’	Dung dịch đậm đặc sôi ra khỏi bình hồi nhiệt	74	0,0087	0,43	181,1
2	Hơi nước bão hòa khô ra khỏi bình sinh hơi	72	0,0562	0,43	2660
3	Dung dịch loãng sôi ra khỏi bình sinh hơi	85	0,0562	0,365	205,1
3’	Dung dịch loãng quá lạnh ra khỏi bình hồi nhiệt ( xem gần đúng dung dịch là sôi)	45	0,0562	0,365	117,1
4	Dung dịch loãng sôi vào bình hấp thụ	45	0,0087	0.365	121,5
5	Nước ngưng ra khỏi thiết bị ngưng tụ	35	0,0562	1	145,4
6	Hơi nước bão hòa ra khỏi thiết bị bay hơi	5	0,0087	1	2510

Có thể bạn quan tâm!

• Chuyên đề máy lạnh mới Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Cao đẳng - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp - 1
• Chuyên đề máy lạnh mới Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Cao đẳng - Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp - 2
• Tính Toán Nhiệt Bức Xạ Truyền Qua Kết Cấu Bao Che:
• Tính Diện Tích Trao Đổi Nhiệt Của Thiết Bị Ngưng Tụ:
• Giới Hạn Vùng Làm Việc Của Máy Lạnh Hấp Thụ Một Cấp .
• Giới Hạn Của Nhiệt Độ Nguồn Gia Nhiệt Trong Máy Lạnh Hấp Thụ H2O/ Libr Một Cấp :

Xem toàn bộ 81 trang tài liệu này.

3.2.10.Xác định phụ tải của các thiết bị:

- Thiết bị hấp thụ: Qa = Gd.i6 + Ga.i3’ - Gr.i1

Qa = 0,0028  2510 + 0,024  117,1- 0,027  95,4 = 7.26 KW

- Thiết bị ngưng tụ: QK = Gd.(i2- i5)

QK = 0,0028  (2660 - 145,4) = 7,04KW

- Thiết bị sinh hơi: QH = Gd.i2 + Gr.i3 - Ga.i 1’

QH = 0,0028  2660 + 0,027  205,1 - 0,024181,1 = 8,64 KW

- Thiết bị hồi nhiệt: Qhn= 3,5 KW

3.3.Xác định hệ số làm lạnh:

 = Qo

QH

= 7 = 0,98

7,13

Chương 4:

TÍNH CÁC THIẾT BỊ CỦA MÁY LẠNH HẤP THỤ H2O/LiBr MỘT CẤP

Chương này nhằm mục đích xác định diện tích truyền nhiệt của các thiết bị trao đổi nhiệt của máy lạnh hấp thụ H2O/LiBr một cấp dùng trong điều hòa không khí.

4.1.Thiết bị bay hơi và hấp thụ:

4.1.1.Tính diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi:

Nguyên lý làm việc: Môi chất lạnh (nước) sau khi chảy qua ống mao để giảm áp suất rồi chảy vào dàn bay hơi do áp suất ở đây thấp hơn ở thiết bị ngưng tụ và nhận nhệt của nước tải lạnh nên môi chất lạnh bay hơi. Nước tải lạnh chuyển động cưỡng bức trong ống và nhả nhiệt cho môi chất lạnh sôi màng do bơm tưới liên tục bên ngoài ống.

Trong thiết kế này các ống trao đổi nhiệt được làm bằng inox Đường kính trong dt= 0,009 m

Đường kính ngoài dn= 0,011 m

mäi chátúlaûnh vaoì

A

Dung dëch loanî g âi vaoì

Næåcï taíi laûnh âi ra

Næåcï taíi lanûh âi vaoì

Næåcï lamì maït âi ra

A

Dung dëch âámû âàûc âi ra

Næåcï laìm matï âi vaoì

A-A

Hình 4.1. Thiết bị bay hơi và hấp thụ kiểu ống vỏ nằm ngang.

Phụ tải nhiệt của thiết bị bay hơi:

Qo = Gn .Cpn . (tn1- tn2). Qo = Ko .Fo .ttbo ,[kw]

Trong đó:

 Gn: Lưu lượng khối lượng của nước tải lạnh [kg/s].

 Cpn: Nhiệt dung riêng đẳng áp của nước tải lạnh [kj/kg.độ].

 tn1, tn2: Nhiệt độ vào và ra của nước tải lạnh [oC].

 Fo: Diện tích truyền nhiệt của thiết bị bay hơi [m2].

ttbo : Độ chênh nhiệt độ trung bình [oC].

 K0: Hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi(ống trơn nên xem như phẳng) [w/m2.độ]

Q0 = 7 KW

Cpn= 4,186 kj/kg.độ

tn1 = to+7 , tn1= 5 + 7 = 12 [oC] theo [TL4-tr9] tn2 = to+3 , tn2= 5 + 3 = 8 [oC] theo [TL4-tr9]

Vậy suy ra lưu lượng khối lượng của nước tải lạnh:

Gn =

Gn =

Q0

C pn .(tn1 tn2 ) 7

4,186.(12  8)

,[kg/s]

= 0,4 kg/s

Độ chênh nhiệt độ trung bình:

ttb0 =

ttb0 =

tn1 tn 2 ln tn1 t0 tn 2 t0

12  8

ln 12  5

8  5

,[oC]

= 4,72 oC

Hệ số truyền nhiệt:

K0 =

1

1 i  1

Với:

n i 0

- i : Nhiệt trở của các chất bẩn và của vách ống.

i

Trong tính toán này giá trị i

i

được chọn theo [TL4-tr9] ta được

i

i

= 0 0001433m2.độ/W

n : Hệ số tỏa nhiệt của nước tải lạnh, nước tải lạnh chuyển động cưỡng bức trong ống , hệ số tỏa nhiệt được tính theo [TL4-tr9]:

n = 1780.n0,8/ dt00,2 ,[w/m2.độ]

+ dt0 : Đường kính trong của ống trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi,[ m2] , trong thiết kế này chọn dt0=0,009 m2.

+ n : Tốc độ của nước tải lạnh

n =

4Gn

2

.n0 ..dt 0

, [m/s]

: Khối lượng riêng của nước tải lạnh,  = 1000 kg/m3

n0: Số ống trong một hành trình (chọn theo[TL4-tr9] n = 1,5 m/s , tính ra n0, rồi làm tròn số n0 và tính ngược lại n)

n0 =

4Gn

2

n ...dt 0

,[ống]

n0 =

4  0,4

1,5 1000  0,0092

= 4,19 chọn n0 = 4 ống

suy ra n =

4  0,4

1000 1 0,0092

=1,57 m/s

Vậy hệ số tỏa nhiệt của nước tải lạnh

n= 1780  1,570,8/0,0090,2 = 6550,75 W/m2.độ

- 0: Hệ số tỏa nhiệt của môi chất lạnh (nước), hệ tỏa nhệt khi sôi do dòng môi chất lạnh được tưới chảy màng trên bề mặt ống chùm nằm ngang:

0 = 1,03(Re0.Pr0. 0

L0

)0,46. 0

0

,[W/m2.độ]

387,8

Tiêu chuẩn Re0 được xác định như sau: Re0=

0 =

0

0,6 =

1547.106

+ 0: Mật độ tưới nước , 0 = (0,417 0,83) kg/m.s ,chọn

0= 0,6 kg/m.s

+ L0=

.d n0 ; dn0: Đường kính ngoài của ống trao đổi nhiệt

2

chọn dn0 = 0,022 m. Suy ra L0 =

3.0 .0

 0,011 2

= 0,017m.

+ 0 = 1,27. 3

2.g.0

: Độ dày lớp màng mỏng của môi chất lạnh ,[m]

Trong đó : 0[w/m.độ], 0[Ns/m2], 0[m2/s], 0[kg/m3],g[m/s2], Pr0: hệ số dẫn nhiệt ,độ nhớt độn lực học, độ nhớt động học, khối lượng riêng, gia tốc trọng trường,Prăng(Pr =.Cp/) của môi chất lạnh (nước ở nhiêt độ t0).

Tra bảng thông số vật lý của nước trên đường bão hòa với t0 = 5oC , theo [TL5-tr330] ta có

- 0 = 56,2.10-2 W/m.độ

- 0 = 1547.10-6 Ns/m2

- 0 = 1,547.10-6 m2/s

- 0 = 999,8 kg/m3

- Pr0= 11,6

- Cp0= 4.2 kj/kg.độ Suy ra :

0 3

 = 1,2731,547.106  0,6 = 0,66.10-3 m

2  9,8  999,8

Suy ra hệ số tỏa nhiệt của môi chất lạnh 0 là:

3 2

 = 1,03(387,811,60,66.10) 0,4656,2.10

= 9428,[W/m2.độ]

0 0,017

0,66.103

Suy ra hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi là:

K0 =

1

6550,75

1

 0,0001433 

1

9428

= 2487,4W/m2độ

 Vậy diện tích truyền nhiệt của thiết bị bay hơi là:

F0 =

Q0 =

K 0 .ttb0

7000

2487,4  4,72

= 0,6 m2

4.1.2.Tính toán thiết kế thiết bị sinh hơi:

Chọn các thông số kết cấu: Các ống được bố trí trên mặt sàng theo đỉnh của tam giác đều.

- bước ống ngang : theo[TL1- tr86]

S = 1,3dn0 = 1,3  0,011 = 0,0143m

- diện tích xung quanh của ống trao đổi nhiệt ứng với chiều dài l0=1,2 m Fxq0= .dn0.l0 =  0,011 1,2 = 0,041 m2

- tổng số ống của thiết bị bay hơi

N0=

F0 =

Fxq0

0,6

0,041

= 14,6 ống, chọn N0 = 16 ống

4.1.3.Tính diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị hấp thụ: