Chương 2
tính toán thiết kế mô hình thí nghiệm về hệ thống chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời
2.1 yêu cầu đối với hệ thống thiết bị và chất lượng nước ngưng
Để thiết kế một hệ thống chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố : Vùng, khí hậu, khả năng hấp thụ năng lượng mặt trời .v.v…Khi thiết kế chế tạo mô hình thí nghiệm về hệ thống chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời phải bảo đảm các yêu cầu sau:
- Chưng cất nước biển với công suất 8 lít nước ngọt /
27 trang |
Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 2791 | Lượt tải: 4
Tóm tắt tài liệu Chưng cất nước biển thành nước ngọt, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ngày, với thời gian làm việc trong một ngày là 6 giờ.
- Năng lượng mặt trời được mô tả trong phòng thí nghiệm bằng nguồn nước nóng có nhiệt độ từ 60 oC đến 90 oC. (các bộ thu mặt trời dùng để đun nước nóng ở nước ta thường mỗi ngày trung bình hoạt động được khoảng 6 giờ và nhiệt độ nước nóng đạt được từ 50 oC đến 95 oC)
- Cho phép nghiên cứu ảnh hưởng của :
Chế độ bay hơi: bay hơi trên bề mặt đốt nóng và bay hơi trên màng nước.
Chế độ ngưng tụ: ngưng tụ kiểu ngập và ngưng tụ kiểu tưới.
Nhiệt độ nguồn năng lượng cấp (nguồn nước được đun bởi năng lượng mặt trời được thay thế bằng nguồn nước nóng đốt bằng điện) đến hiệu quả chưng cất nước
- Có khả năng làm việc lâu dài, chống được ăn mòn.
2.2 chọn sơ đồ nguyên lý
Để bảo vệ bộ thu chống ăn mòn, chống cáu cặn cần lựa chọn phương án cấp nhiệt gián tiếp : mặt trời nung nóng nước sạch (nước cất) nước này là nguồn cấp nhiệt cho quá trình bay hơi nước biển. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống được trình bày trên hình H.2-1. Nước cất (nước sạch) được gia nhiệt trong bình gia nhiệt bằng điện (mô phỏng qúa trình này như bằng năng lượng mặt trời) đến khoảng nhiệt độ tương thích với nhiệt độ nước nóng trong các bộ thu mặt trời (BTMT) nước – chất tải nhiệt nóng – chuyển động tự nhiên giữa bình (1) và lớp vỏ bình (2) và gia nhiệt cho nước muối trong rãnh bình (2). Việc bay hơi ở thiết bị bay hơi (2) được chọn là bay hơi trên màng nước. Thiết bị bay hơi có nhiệm vụ bay hơi, màng nước biển sẽ nhận nhiệt từ chất gia nhiệt để bay hơi, hơi này theo đường ống đi vào thiết bị ngưng tụ (3). Nước biển bắt đầu đi từ bình chữa nước biển (5) đến làm mát dàn ống ngưng ở (3), nhận một phần nhiệt rồi đi đến (2) nhận nhiệt của nước nóng đi từ (1) đến (2) để bay hơi. Hơi này theo đường ống dẫn về (3), được làm mát nhờ nước biển từ (5) và ngưng thành nước ngọt đi về bình nước cất (4). Phần nước biển dùng để làm mát BN không dùng hết trong bình bay hơi được xả ra ở đáy bình (2) và (3).
Để tránh tổn thất nhiệt qua vỏ bình ta dùng bông thuỷ tinh để bọc cách nhiệt.
Thiết bị ngưng tụ được thiết kế để có thể làm việc trong cả hai trường hợp làm mát kiểu tưới và kiểu ngập, bộ phận quan trọng nhất của bình ngưng (3) là dàn ống ngưng.
Các thiết bị làm việc tiếp xúc với nước biển nên được chế tạo bằng vật liệu Inox- chống ăn mòn.
Công suất nhiệt cần thiết cấp cho hệ thống :
kW
Trong đó :
G = 8 lít/ngày : Lượng nước ngưng theo yêu cầu.
r = 2250 kJ/kg.K : Nhiệt ẩn hoá hơi của nước ở nhiệt độ bay hơi trung bình của thiết bị t = 60 0C.
= 6 giờ : Thời gian làm việc trong 1 ngày của hệ thống chưng cất (thời gian làm việc hiệu quả của bộ thu mặt trời).
H.2-1. Sơ đồ nguyên lý thiết bị chưng cất nước biển, bay hơi kiểu màng, ngưng tụ kiểu tưới hoặc ngập
1- Bình gia nhiệt ; 2- Bình bay hơi ; 3- Bình ngưng tụ ;
4- Bình nước cất ; 5- Bình nước biển
2.3 tính toán thiết kế bình bay hơI
2.3.1 mô tả thiết bị
Thiết bị kiểu hình trụ : có tất cả 3 lớp vỏ- gọi là áo của bình bay hơi (BH), thiết bị làm việc với nước biển nên các lớp vỏ được chế tạo bằng vật liệu Inox chống lại sự ăn mòn của nước biển. Mặt trong của lớp 1 là bề mặt trao đổi nhiệt giữa màng nước biển và chất tải nhiệt – là khối nước nóng được gia nhiệt bằng dây điện trở. Nước nóng gia nhiệt được chứa trong áo nước- là thể tích trống giữa lớp 1 và lớp 2. Giữa lớp thứ 2 và 3 được nhồi bông thuỷ tinh để bọc cách nhiệt tránh tổn thất trong quá trình thí nghiệm.
Nước biển được cấp từ trên theo đường ống dẫn, lượng nước biển cấp vào bình sẽ điền đầy một thể tích chờ chảy tràn trên bề mặt bay hơi (gọi là rãnh chảy tràn), nước chảy tràn từ trên xuống theo bề mặt bay hơi sẽ tạo được một lớp màng mỏng, nước sẽ bay hơi và theo đường ống dẫn ở nắp trên của bình đi vào thiết bị ngưng tụ, một phần nước muối không bay hơi hết sẽ được xả ở dưới đáy bình. Như vậy đây là thiết bị bay hơi (sôi) trên màng mỏng.
Để xác định nhiệt độ của quá trình bay hơi ta sẽ bố trí 3 đầu đo trên lớp trong cùng của bình BH, vì 3 đầu đo là rất nhỏ nên ta khoan 3 lỗ có đường kính 5 mm dẫn dây đo gắn vào bề mặt trao đổi nhiệt.
Ngoài ra còn 2 đường dẫn nước nóng vào và ra ở bình BH : đường trên là đường nước nóng đến, đường dưới là đường nước nóng đi, ở đây nước sẽ thực hiện quá trình trao đổi nhiệt đối lưu tự nhiên- phần tử nước có nhiệt độ cao hơn sẽ đi lên còn phần tử có nhiệt độ thấp sẽ đi xuống dưới để tiếp tục nhận nhiệt và quá trình cứ tiếp tục như vậy.
Bình bay hơi thực hiện quá trình sôi trên màng nước chảy- sôi ở áp suất thấp, việc đảm bảo hệ kín là rất quan trọng, ta sẽ chế tạo nắp tạo kín trong quá trình thí nghiệm, nắp được bắt chặt với thân bằng bulông và các đầu kẹp.
H. 2-2. K iểu dáng thiết kế bình bay hơi
1 – Nước nóng đi ra ; 2 – Lớp nước tạo màng ; 3 – Hơi đi đến bình ngưng ;
4 – Nước nóng vào ; 5 – ống dẫn đầu đo nhiệt độ ; 6 - Đường xả
2.3.2 tính toán thiết kế
Tính diện tích bề mặt bay hơi của bình bay hơi F :
k : Là hệ số trao đổi nhiệt của thiết bị làm bằng vật liệu Inox :
Trong đó :
là hệ số toả nhiệt khi sôi trên màng :
Hiện chưa có các nghiên cứu đầy đủ và chưa có công thức tính toán hệ số toả nhiệt khi sôi trên màng nước chảy do đó dựa theo [8] W/m2K, chúng tôi chọn :
= 3000 W/m2K
là hệ số toả nhiệt đối lưu tự nhiên :
Hệ số toả nhiệt đối lưu của môi trường nước trong không gian hữu hạn khi thoả mãn điều kiện là tỷ số giữa chiều cao và khoảng cách của không gian trao đổi nhiệt thì tính toán toả nhiệt trong không gian hữu hạn có thể tính toán theo công thức toả nhiệt đối lưu trong không gian vô hạn.
Theo tài liệu [1] :
Các thông số vật lý của nước tra theo nhiệt độ trung bình tf.
Theo mục 4 phần thứ nhất tài liệu [4] thì nước biển bay hơi ở áp suất không được lớn hơn 12 – 24 kilo pascal (0,123 – 0,246 at). Khi đó nhiệt độ hơi bão hoà khoảng 50 – 60
Chọn nhiệt độ của hơi bão hoà là : o C
Chọn độ chênh nhiệt độ giữa bề mặt với nước bay hơi là : o C. Ta có nhiệt độ bề mặt bay hơi là : (o C )
Nhiệt độ trung bình của nước trong không gian hưu hạn lấy tương ứng với nhiệt độ bề mặt vách oC. Theo phụ lục 6 [1] ta có :
Độ nhớt của nước : m2 /s
Nhiệt dung riêng đẳng áp : kJ/kg.K
Khối lượng riêng của nước : kg/m3
Hệ số dẫn nhiệt của nước : W/mK
Hệ số giãn nở nhiệt của nước : 1/K
Độ nhớt động lực học của nước : Ns/m2
Hệ số dẫn nhiệt độ của nước : m2 /s
Độ chênh nhiệt độ của nước nóng vào và ra khỏi bình bay hơi chọn = 10 0C
Ta có :
l : Là chiều cao thiết bị nên không thể quá bé :
Nếu
Như thế l quá bé.
Nếu
Như thế l quá lớn
Vậy: nên theo [1] chọn C = 0,135, n = 1/3
Ta có :
(W/m2K)
Vì độ dẫn nhiệt của Inox rất tốt nên coi ta có :
W/m2K
Chiều dày màng nước tính theo công thức :
Diện tích trao đổi nhiệt cần thiết :
(m2)
Chiều dày lớp nước cấp nhiệt () hình H.2-3. được tính theo công thức (5-19) tài liệu [1] :
Chọn độ chênh nhiệt độ bề mặt là :
tw1= 65 oC tw1= 65 +2 =67 (oC)
Trong đó : - hệ số dẫn nhiệt tương đương xác định bằng biểu thức (5-20) [1] :
- là hệ số đối lưu, phụ thuộc vào đối lưu tự nhiên :
Thông số vật lý của nước tra theo nhiệt độ trung bình (tf1) theo phụ lục 6 [1]
Độ nhớt của nước : m2 /s
Nhiệt dung riêng đẳng áp : kJ/kg.K
Khối lượng riêng của nước : kg/m3
Hệ số dẫn nhiệt của nước : W/mK
Hệ số giãn nở nhiệt của nước : 1/K
Độ chênh nhiệt độ : = 0C
Ta có :
Khi Gr.Pr > 103 thì tính theo công thức (5-20) [1] :
Đường kính trong của bình bay hơi (d1) hình H.2-3 là :
Chọn l = h = 0,4 m ta có :
chọn
Vậy đường kính lớp giữa (d2) của bình bay hơi sẽ là :
mm
Lượng nước cấp nhiệt lưu lại trong bình :
H.2-3. Thiết bị bay hơi H.2- 4. Lớp cách nhiệt
1 – Lớp nước tải nhiệt
2 – Lớp cách nhiệt
Để gia nhiệt cho bề mặt bay hơi ta có khoang nước nóng- lớp 1, như vậy ta cần bọc cách nhiệt ở lớp vỏ của bình BH- lớp 2.
Tổn thất nhiệt cho phép :
Chọn :
Chọn chất cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh W/mK
Độ chênh nhiệt độ :
(lấy nhiệt độ trong phòng)
Chiều dày cách nhiệt :
(mm)
Đảm bảo bọc cách nhiệt là tốt ta chọn : =1,5.33 = 49,5 mm = 50 mm
trong đó 1,5 – là hệ số an toàn, hệ số an toàn càng cao tổn thất nhiệt càng thấp (càng được đảm bảo).
Khi đó tổn thất nhiệt là : (W)
Đường kính ngoại hình thiết bị (hình H.2-3) :
Trước khi nước biển tạo màng ở thiết bị bay hơi. Nước biển được gia nhiệt một phần để tăng cường khản năng bay hơi của nước biển. Cách gia nhiệt và tạo được lớp màng có hai cách thiết kế như trên hình H.2- 5.
H.2- 5. Cấu tạo rãnh nước chảy tràn
Trong trường hợp (a) về mặt chế tạo có phần đơn giản hơn nhưng về mặt gia nhiệt cho nước biển kém trường hợp (b).Vì trường hợp (b) bề mặt tiếp xúc của nước gia nhiệt và nước biển lớn hơn, nên trong trường hợp (b) sẽ tốt hơn.
Tính chọn chiều cao rãnh chảy tràn h’ , dựa vào thể tích của rãnh. Gọi thể tích rãnh là V2 thì mối quan hệ giữa h’ và V2 cho bởi biểu thức :
Chọn góc nghiêng là : oC
Chiều cao khe chứa nước :
(mm)
Vì với góc oC và chiều cao h’= 40 mm thì việc chế tạo (hàn kín) rất khó khăn. Vì thế chọn h’= 30 mm để tạo góc lượn. Khi đó thể tích nước biển trên rãnh chảy tràn là :
(mm3) = 0,45 (l)
Chiều cao cần thiết của thiết bị bay hơi (H) tính cả chiều dày mm, chiều cao của nắp bình h’’= 100 mm và chiều cao h’’’ = 50 mm (khoảng cách từ đỉnh rãnh chảy tràn tới thành bình không nắp ) :
(mm)
Kết quả tính bình bay hơi
1
Hệ số toả nhiệt khi sôi trên màng ()
3000
W/m2K
2
Hệ số toả nhiệt đối lưu tự nhiên ()
757
W/m2K
3
Hệ số trao đổi nhiệt của thiết bị (k)
605
W/m2K
4
rt giữa bề mặt TĐN với nước bay hơi
5
K
5
Độ nhớt của nước ()
0,42.10-6
m2 /s
6
Hệ số giãn nở về nhiệt (β)
5,85.10-4
1/K
7
Khối lượng riêng ()
976,3
Kg/m3
8
Hệ số dẫn nhiệt của nước ()
0,669
W/mK
9
Chiều dày màng nước
0,332
mm
10
Chiều cao cần thiết của màng nước (h)
400
mm
11
Diện tích trao đổi nhiệt cần thiết (F)
0,270
m2
12
Đường kính thiết bị 1 (d1)
200
mm
13
Lượng nước cấp nhiệt lưu lại ở bình BH
12,1
lít
14
Chiều dày chứa nước cấp nhiệt tính
35
mm
15
Chiều dày chứa nước cấp nhiệt chọn ()
40
mm
16
Đường kính thiết bị 2 (d2)
280
mm
17
Chiều dày bảo ôn bằng tính
33
mm
18
Chọn chiều dày bảo ôn bằng ()
50
mm
19
Đường kính ngoại hình thiết bị (d3)
380
mm
20
Lượng nước chờ chảy tràn (V2)
0,45
lít
21
Chiều cao khe chứa nước tính
40
mm
22
Chiều cao khe chứa nước chọn (h’)
30
mm
23
Chiều cao cần thiết của thiết bị (H)
600
mm
H.2- 6. Mặt cắt thiết bị bay hơi
2.4 tính toán thiết kế bình ngưng tụ
2.4.1 Mô tả thiết bị
Bình ngưng (BN) thân hình trụ có nắp trên, đáy hình côn được chế tạo bằng vật liệu Inox, nắp bình cần đóng kín ở trường hợp khi ta cần thu lượng hơi nước từ nước tưới (chính là nước biển) bay hơi sau khi trao đổi nhiệt ở bình ngưng với hơi nóng trong ống ngưng thì ta sẽ cần đóng kín bình- đây chính là trường hợp 2 hay là nhiệm vụ thứ 2 của bình ngưng tụ, vì thế ở thân bình ngưng có bố trí thêm một đường ống dẫn hơi từ bình ngưng tụ quay về bình nước biển. BN được thiết kế hai trường hợp : Ngưng tụ kiểu tưới và ngưng tụ kiểu ngập, ở ngưng tụ kiểu tưới cần phải chế tạo thêm sàn tưới để đảm bảo lượng nước tưới cho dàn ống ngưng.
Bộ phận quan trọng nhất của bình ngưng là dàn ống ngưng- là một dàn ống được gắn bởi 2 ống góp ở hai đầu, dàn ống được đặt nghiêng 21o nhằm tạo độ dốc thuận lợi cho việc ngưng. Khi chế tạo dàn ống ngưng phải đảm bảo kín để hơi trong ống ngưng không thoát ra ngoài và việc ngưng trong ống tốt hơn.
Bên ngoài ống ngưng nước biển- dùng làm mát sẽ được tưới đều lên trên bề mặt tạo một lớp màng nước mỏng bám trên bề mặt ống ngưng. Nước ngưng được dẫn vào bình nước cất đặt ở phía dưới, nước biển được chứa trong một bình gọi là bình nước biển đặt trên cao tạo cột áp cấp nước cho BN, như vậy sẽ không cần dùng tới bơm cấp. Nước biển sau khi nhận nhiệt của hơi ở dàn ống ngưng rơi xuống đáy bình, đáy bình hình côn có van xả tràn để tạo mức lỏng có độ cao chỉ hơn mức lỏng tràn ở bình bay hơi khoảng 1mm, bố trí như vậy sẽ tạo được màng nước mỏng trên bề mặt trao đổi nhiệt của bình bay hơi, BN và bình bay hơi được nối thông bởi một đường ống dẫn nước biên từ BN đến bình bay hơi và một đường dẫn hơi từ bình bay hơi về BN.
Đáy côn bình ngưng có bố trí van xả khi cần vệ sinh BN. Hình dạng thể hiện trên hình H.2-7.
H.2-7. K iểu dáng thiết kế bình ngưng tụ
1 - Đường xả tràn ; 2 - Đường hơi đi vào ; 3 - Đường hơi cho trường hợp hai ;
4- Sàn tưới ; 5- Nước biển vào ; 6 - Đường nước ngưng ; 7 - Đường xả nước;
2.4.2 tính toán thiết kế bình ngưng tụ
Hệ số truyền nhiệt :
Theo [3] hệ số truyền nhiệt và độ chênh nhiệt độ ở bình ngưng tụ kiểu tưới có quạt và không có quạt lấy trong khoảng :
kn = 700 900 W/m2K
o C
ở đây chọn :
Nhiệt ngưng tụ bằng công suất nhiệt thu được trên một ngày : Q = 833 W
Diện tích bề mặt ngưng : ( m2 ).
Đường kính ống ngưng : chọn d = 10 mm
Ta có tổng chiều dài ống ngưng : ( m )
Để tiện cho việc chế tạo ta chọn :
Đường kính của bình ngưng tương ứng với đường kính của thiết bị bay hơi . Chọn Dn= 280 mm .
Chiều cao bình ngưng tụ lấy bằng chiều cao của bình bay hơi . mm.
Dung tích bình ngưng tụ hình H.2-7 :
Thể tích ngập của dàn ống ngưng :
Theo tài liệu [3] với bình ngưng tưới không quạt thì mật độ tưới Hw= ( 0,23 0,27) kg/m.s, chọn Hw= 0,25 kg/m.s. Trong quá trình trao đổi nhiệt khi ngưng tụ độ chênh nhiệt độ của nước tưới đã chọn o C. Vậy lượng nước tưới Gn:
(kg/s).
Trong đó Cn= 4,18 kJ/kg.K là nhiệt dung riêng của nước tưới .
Việc bố trí ống ngưng trong bình ngưng như hình H.2-7.
Chiều dài lờn nhất của ống ngưng trong bình ngưng là l1= 280 mm. Nhưng ở đây để hơi ngưng tạo thành giọt, thành dòng chảy xuống bình nước cất mà không có hiện tượng nước ngưng quay trở lại bình bay hơi ta đặt ống ngưng nghiêng về phía bình nước cất. Nên chiều dài ống ngưng l1> Dn= 280 mm. Chọn l1= 300 mm.
Góc nghiêng của hàng ống là :
Số ống ngưng trong bình ngưng : ống
Vì bố trí hai hàng ống kiểu so le (N = 2 hàng), chọn khoảng cách giữa hai hàng ống là a = 10 mm. Hai hàng ống nối thông với nhau bởi hai ống góp hai đầu (hình H.2-8) nên : số ống hàng trên là : n1 = 13 ống,
số ống hàng dưới là : n2= 12 ống.
Vậy số ống trong bình ngưng là n = 25 ống.
Chọn bước ống t = 1,9 d = 1,9.10 = 19 (mm).
Như vậy khe hở của vỏ bình ngưng so với hàng ống ngưng là :
Với d2= 13 mm là đường kính ngoài của ống ngưng.
Vậy :
Tổng chiều dài ống ngưng thực tế là :
l = n .l1 = 25 .0,3 = 7,5 (m)
Diện tích bề mặt ngưng thực tế là :
( m2 ).
Hệ số truyền nhiệt khi ngưng thực tế là :
(W/m2K)
H.2- 8. Dàn ống ngưng ở bình bay hơi
Kết quả tính toán bình ngưng
1
Hệ số truyền nhiệt (kn)
694,2
W/m2K
2
Nhiệt ngưng tụ (Qk)
833
W
3
Độ chênh nhiệt độ khi ngưng ()
5
K
4
Diện tích bề mặt ngưng (Fn)
0.24
m2
5
Đường kính ống ngưng d2/d1
13/10
mm
6
Số ống trong bình (n)
25
ống
7
Bước ống (t)
19
mm
8
Chiều dài 1 ống ngưng (l1)
300
mm
9
Số ống trong hàng ống trên (n1)
13
ống
10
Số ống trong hàng ống dưới (n2)
12
ống
11
Đường kính bình ngưng (Dn)
280
mm
12
Chiều cao bình bình ngưng (hn)
600
mm
13
Dung tích bình ngưng (V)
32,75
lít
14
Thể tích ngập của ống ngưng là (Vn)
14,85
lít
H.2- 9. Thiết bị ngưng tụ
2.5 tính toán thiết kế bình nước biển
Thiết bị hình trụ có đáy không nắp được thể hiện trên h.2- 10. Đường kính được chọn bằng đường kính của bình ngưng tụ (D = d2= 280 mm) để tiện cho việc chế tạo và đồng bộ các thiết bị với nhau. Bình nước biển dùng để cung cấp nước tưới cho bình ngưng tụ ở trường hợp ngưng tụ kiểu tưới. Khi ngưng tụ kiểu ngập, bình nước biển cung cấp nước biển để làm mát ống ngưng hơi. Nên chọn thể tích của bình nước biển (V3) nằm trong khoảng thể tích ngập ống của bình ngưng và thể tích bình ngưng.
[14,85 32,75] lít. Chọn V3 = 30 lít
H.2- 10. ống ngưng ở bình nước biển
Chiều cao bình được xác định :
(mm)
Chọn mm
Vậy thể tích thực của bình nước biển là :
lít
H.2- 11. Bình nước biển thể tích 31 lít
Bình nước biển còn thiết kế thêm một đường ống đo mức nước biển trong bình để phục vụ cho việc đo thể tích nước có trong bình. Một đường ống xiên đường kính mm, để phục vụ cho việc nghiên cứu trường hợp lấy hơi nước biển bay lên từ bình ngưng tụ ở trường hợp ngưng tụ kiểu tưới. Khi tưới nước biển xuống ống ngưng có nhiệt độ cao một phần nước biển biến thành hơi. Lượng hơi này được thu lại và đi qua đường ống xiên ở bình nước biển, hơi nhả nhiệt cho nước biển trong bình sẽ ngưng lại thành nước ngọt. Thể hiện trên H.2- 11.
2.6 tính toán thiết kế bình nước nóng
Nước nóng ở đây là chất dẫn nhiệt để cấp nhiệt cho bình ngưng bay hơi . nhiệt được cấp phải tương ứng với nhiệt thu đựơc từ bộ thu năng lượng mắt trời. Như phần 2.1.3 đã nói. Mô hình thí nghiệm nên chọn thanh trở cấp nhiệt lớn hơn công suất nhiệt yêu cầu vì có thể thay đổi công suất nhiệt của thanh trở được. Thể tích của bình nước nóng chọn lớn hơn thể tích nước nóng lưu lại trong bình bay hơi (>12,1 lít). Vì như thế phần tử nước tiếp xúc với thanh đốt nhiều hơn, sẽ tốt hơn cho việc dẫn nhiệt của các phần tử nước và cung cấp nhiệt cho bình bay hơi sẽ tồt hơn. Chọn =18 lít.
Để tiện cho việc chế tạo chọn đường kính bình nước nóng bằng đường kính bình ngưmg tụ và bằng đường kính của thiết bị 2 bình bay hơi.
d4 = 280 mm
Chiều cao bình được xác định : (mm)
Chọn h4 = 300 mm
Vậy thể tích thực của bình nước nóng là : (lít)
Bình nước nóng dùng để cấp nhiệt cho bình bay hơi vì thế ở đây cần phải cách nhiệt, tổn thất nhiệt qtt < 10 %Q.
Chọn qtt = 8%Q = 8.833/100 = 66,6 W
Độ chênh nhiệt độ giữa nước nóng trong bình và nhiệt độ vỏ bình khi chọn nhiệt độ nước nóng trong bình la tn = 80 oC và nhiệt độ vỏ bình bằng nhiệt độ môi trường
tw= tf = 25 oC
(oC)
Chọn chất cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh W/mK
(mm)
Chọn : mm
Khi đó tổn thất nhiệt là : (W)
Đường kính bình vòng ngoài của bình nước nóng là :
(mm)
Chiều cao của bình nước biển là : (mm)
H.2- 12. Mặt cắt của bình nước nóng thể tích 18,5 lít
Tài liệu :
GS. TSKH. Đặng Quốc Phú (chủ biên) – PGS. TS. Trần Văn Phú – PGS. PTS. Trần Thế Sơn.
“Truyền nhiệt ”
Nhà xuất bản giáo dục – 1999 [1]
Phạm Lê Dần - Đặng Quốc Phú.
“Bài tập cơ sở kỹ thuật nhiệt ”
Nhà xuất bản giáo dục - 2002 [2]
PGS – TS Bùi Hải.
“Tính toán thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt ”
Nhà xuất bản giao thông vận tải - 2002 . [3]
Kỹ sư – máy trưởng: Trần Huy Dũng .
“Lý thuyết vận hành , bảo dưỡng thiết bị chưng cất nước trên tàu thuỷ”
Nhà xuất bản giao thông vận tải -1991 [4]
PGS. PTS. Phạm Lê Dần – PGS. PTS. Bùi Hải .
“Nhiệt động kỹ thuật ”
Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật – 1997 [5]
Nguyễn Duy Thiện.
“Kỹ thuật sử dụng năng lượng mặt trời ”
NXB Xây Dựng- 2001 [6]
Phùng Hồ, Bộ môn vật lý chất rắn, Khoa ĐHTC Bách Khoa Hà Nội. “Kỹ thuật chân không ” Hà Nội- 1976 [7]
K. Stephan
Warmeubegang beim Kendensieren und beim Sieden
Springer Verlag Berlin London Paris 1988 [8]
._.