CHƯƠNG 2: ĐUN NÓNG – LÀM
NGUỘI – NGƯNG TỤ
2.1. Đun nóng
2.2. Làm nguội và ngưng tụ
5/29/14Chuong 2 - Đun nóng - Làm nguội - Ngưng tụ1
2.1. Đun nóng là quá trình được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp
nhằm làm tăng vận tốc một số quá trình như cô đặc, chưng cất, sấy khô,
phản ứng…
Nguồn nhiệt
•
Nguồn nhiệt trực tiếp như: khói lò, điện năng;
•
Chất tải nhiệt trung gian như: hơi nước bão hòa, hơi nước quá nhiệt,
dầu khoáng, các chất hữu cơ có nhiệt độ sôi cao và hơi các chất hữu cơ,
các muối vô cơ nóng chảy hoặc hỗn hợp các muối này và một số kim
loại, hợp kim ở trạng thái lỏng.
•
Nhiệt từ nguồn khí thải hoặc chất thải lỏng có nhiệt độ cao.
Chọn chất tải nhiệt cần chú ý các điều kiện quan trọng sau đây:
-
Nhiệt độ đun nóng và khả năng điều chỉnh nhiệt độ;
-
Áp suất hơi bão hòa và độ bền theo nhiệt độ;
-
Độ độc và tính hoạt động hóa học;
-
Độ an toàn khi đun nóng (không cháy, nổ…);
-
Rẽ và dễ tìm.
5/29/14Chuong 2 - Đun nóng - Làm nguội - Ngưng tụ2
2.1.1. Đun nóng bằng hơi nước bảo hoà

với Cp = nhiệt dung riêng của chất lỏng, J/kg.0C
G2 = lượng chất lỏng cần đun nóng, kg/s;
C = nhiệt dung riêng của nước ngưng tụ, J/kg.0C;
t2đ, t2c = nhiệt độ đầu và cuối của chất lỏng, 0C;
D = lượng hơi nước cần thiết, kg/s;
r = nhiệt ngưng tụ của hơi nước, J/kg;
Qtt = nhiệt tổn thất ra môi trường ngoài, W
•

5/29/14Chuong 2 - Đun nóng - Làm nguội - Ngưng tụ4
2. Phương pháp đun nóng bằng hơi nước bão hòa gián tiếp

Khi chất lỏng cần đun nóng không được
trộn lẫn với nước, không được pha loãng…

Đun nóng bằng hơi nước gián tiếp được
thực hiện : thiết bị có vỏ bọc ngoài (hai vỏ),
loại ống xoắn, loại ống Trong trường hợp
trao đổi nhiệt này chiều của lưu chất không
ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt
nhưng khi thiết kế thường cho hơi vào phía
trên để nước ngưng có thể chảy xuống dễ
dàng.

Tương tự như trường hợp đun nóng bằng
hơi nước trực tiếp, lượng hơi nước cần thiết
cho quá trình đun nóng gián tiếp được xác
định từ phương trình cân bằng nhiệt lượng.
5/29/14Chuong 2 - Đun nóng - Làm nguội - Ngưng tụ5
2.1.2. Đun nóng bằng khói lò

kg/h, nhiệt dung riêng là 4,3kJ/kg.0C. Đun nóng bằng hơi nước
bảo hòa ở 2atm (1200C, r = 2.207 kJ/kg). Cho biết hệ số truyền
nhiệt là 2.000 W/m2.0C Tính:
a) Lượng hơi nước cần dùng?
b) Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt?
Thí dụ 2 – Làm nguội – Chọn chiều chuyển động: 1.000 kg/h dung
dịch sau khi được thanh trùng ở 1000C được làm nguội xuống
400C, nhiệt dung riêng là 4,25kJ/kg.0C. Nước làm nguội ban đầu
ở 300C tăng lên 450C. Hệ số truyền nhiệt là 1.000 W/m2.0C. Xác
định:
a) Chiều chuyển động của hai lưu chất?
b) Lưu lượng nước cần dùng?
c) Diện tích bề mặt truyền nhiệt?
5/29/14Chuong 2 - Đun nóng - Làm nguội - Ngưng tụ8
Thí dụ 3- Ngưng tụ: Hơi rượu trong thiết bị chưng cất được
cho ngưng tụ ở 780C năng suất là 1.000 kg/h, nhiệt ngưng tụ là
1.200kJ/kg. Nước làm nguội ban đầu ở 300C tăng lên 450C.
Cho biết hệ số truyền nhiệt là 500 W/m2.0C Tính:
a) Lượng nước cần dùng cho quá trình ngưng tụ?
b) Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt?
Thí dụ 4 – Đun nóng bằng khói lò: Đun nóng 1.000kg/h dầu
shortening từ 300C đến 1500C có nhiệt dung riêng là
2,7kJ/kg.0C bằng khói lò của quá trình đốt dầu F.O có nhiệt trị
là 42.000 kJ/kg. Nhiệt độ ban đầu của khói lò là 6500C, sau khi
trao đổi nhiệt còn 2000C. Hiệu suất của lò đốt là 75%. K = 100
W/m2.0C. Xác định:
a) Lượng dầu đốt cần dùng?
b) Diện tích bề mặt truyền nhiệt?
5/29/14Chuong 2 - Đun nóng - Làm nguội - Ngưng tụ9
•