Bài tập dài thiết bị trao đổi nhiệt Nhóm 19 1
Bài tập dài môn thiết bị trao đổi nhiệt

Nhóm 19:

Đặng Nhật Anh 20090066
Nguyễn Thanh Tuấn 20093006 Đề bài
Thiết kế dàn ngưng tụ
Thiết kế dàn ngưng tự Freon kiểu ống vỏ giải nhiệt bằng nước
Tải lạnh 190 kW, môi chất lạnh R134a, nhiệt độ 29
o
C, áp suất trung bình
của Freon là 0,702 MPa
Nước làm mát nhiệt độ vào 20
o
C, nhiệt độ ra 25
o
C, áp suất trung bình của
nước 0,4Mpa.
Quá trình ngưng tụ xảy ra ở phần vỏ. Tự chọn thiết bị kiểu vỏ
Báo cáo cuối cùng bao gồm tính toán nhiệt, thủy lực so sánh phương án tối
ưu, giá cả,…

Tóm tắt:
Thiết bị ống vỏ ngưng hơi Freon 190

t C  ta có:
10 5 5( )
o
o
t C  
Chu trình lạnh của máy lạnh Freon:

Từ đồ thị trên ta tra được các thông số:
Vị trí Nhiệt độ
(
o
C)
Entanpy
(kJ/kg)
Entropy
(kJ.kg.K)
1 Sau khi ra khỏi
dàn bay hơi
5 401,7 1,7252
2 Trước khi vào
bình ngưng
417,48 1,7252
3 Sau khi ra khỏi
bình ngưng
29 240,4
4 Trước khi vào dàn
bay hơi
5 240,4
(số liệu lấy từ cuốn Môi chất lạnh – Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy)
Ta có lưu lượng môi chất lạnh R134a

*Tính lưu lượng nước làm mát ở bình ngưng
Nước làm mát
2 2
2 2 2
20 25
20 ; 25 22,5( )
2 2
o o o
tb
t t
t C t C t C
 
 
 
     
Tra bảng thông số vật lý của nước trên đường bão hòa theo nhiệt độ
2
22,5
o
tb
t C ta được
3
2 2
997,575(kg/m ); 4,18(kJ/kg.K)
p
C

 
2 6 2
2 2 2

19
16
o
i
d
mm
d
 làm bằng thép có hệ số truyền nhiệt
60W / .m K

 , đặt trong thiết bị ống vỏ, ận tốc nước làm mát chảy trong
ống
2
1,5 /m s

 nhằm đảm bảo tránh ăn mòn
*Tính hệ số tỏa nhiệt của nước làm mát
Kích thước xác định 16
i
d mm
Tính hệ số Reynolds:
3
4
2
2
6
2
. 1,5.16.10
Re 25111,17 10
0,95575.10

R


Giả sử
1
50d thì ta có 1




Môi chất có nhiệt độ không đổi
1 1 1
29
o
tb
t t t C
 
  
Nhiệt độ của thành ống trong có thể tính xấp xỉ:
1 2
w
29 22,5
25,75( )
2 2
o
tb tb
t t
t C
 
  



 
 
 
 
  

*Tính hệ số tỏa nhiệt bên hơi ngưng
Với nhiệt độ 29
o
k
t C tra bảng thông số vật lý của chất lỏng R134a
3 3
1
3 6
1
1191,5 / ; 174,2.10 /
80,1.10 W / . ; 203,2.10 .
kg m r J kg
m K Pa s

 
 
 
 

Ta thấy
2 3
( )r i i  nên ta có thể bỏ qua phần nhiệt tỏa ra khi hơi quá nhiệt

 

 
 
 
 

 

Do
2 1
/ 19 /16 1,1875 1,4d d    nên ta có thể coi như vách phẳng chiều
dày
2 1
19 16
1,5( )
2 2
d d
mm

 
  
Bài tập dài thiết bị trao đổi nhiệt Nhóm 19 5
Nếu không xét đến bám bẩn thì ta có hệ số truyền nhiệt của thiết bị:
2
3
1 2


  

 
   
   


Tính toán ống vỏ
Chiều dài thiết bị giới hạn L
max
=5m chọn ống L=4m
Khoảng cách vách ngăn B=0,25m vách ngăn bị cắt 25%
Chọn cách sắp xếp ống song song bố trí hình vuông với bước ống
p
T
=1 inch=25,4 mm
*Tính chiều dài ống
Nhiệt độ trung bình logarit ngược chiều:
(29 25) (29 20)
6,166( )
29 25
ln
29 20
o
nc
t C
  
  


i o
tb
d d
d mm
 
  
*Tính đường kính vỏ