CHNG VII : H THNG IU HO
KHễNG KH KIU T
Quỏ trỡnh x lý nhit m khụng khớ bng thit b trao i nhit kiu b mt cú u
im l thit b gn nh, n gin vv. . . Tuy nhiờn x lý nhit m bng thit b trao i nhit
kiu b mt, b hn ch bi kh nng x lý khụng khớ, nú khụng cú kh nng tng dung m
khụng khớ trong phũng. Trong nhiu trng hp ũi hi tng
m cho khụng khớ, chng hn
nh trong cỏc nh mỏy dt cú nhng giai on cụng ngh ũi hi m khỏ cao, t c
trng thỏi yờu cu, cn tin hnh phun m b sung, tng i phc tp, tn kộm v hiu qu
khụng cao. Trong trng hp ny, ngi ta thng s dng thit b x lý khụng khớ kiu hn
hp hay cũn gi l thit b x lý khụng khớ kiu t. Thit b khụng khớ ki
u t l thit b
trao i nhit m kiu hn hp khớ v nc, thng c gi l thit b bung phun. Vic
phun m khụng thc hin trc tip trong phũng m thit b x lý khụng khớ nờn hiu qa v
quy mụ ln hn nhiu.
Trong chng ny, s tin hnh nghiờn cu cỏc c s lý thuyt v trao i nhit m
gia khụng khớ v nc; cỏc nhõn t nh hng
n quỏ trỡnh ú; cỏc thit b bung phun
thng s dng v tớnh toỏn thit k cỏc thit b ú.
7.1 CC QU TRèNH X Lí NHIT M KHễNG KH
7.1.1 Mt s gi thit khi nghiờn cu quỏ trỡnh trao i nhit m ca
khụng khớ
Quỏ trỡnh thc x lý nhit m khỏ phc tp, tin li cho vic phõn tớnh v tớnh toỏn, khi
nghiờn cu quỏ trỡnh trao i nhit m ca khụng khớ v nc, ngi ta gi thit nh sau:
- S tip xỳc gia nc v khụng khớ l lý tng, thi gian tip xỳc bng vụ
cựng.
- Khụng cú tn tht nhit v m ra bờn ngoi h trong quỏ trỡnh trao i nhit
m.
- Kớch thc ht nc nh nhit ng u trong ton th tớch h
t.
Vi nhng gi thit nh vy cú th suy ra nhit khụng khớ trong lp biờn (lp mng
sỏt b mt git nc) t trng thỏi bóo ho cú cựng nhit vi nhit git nc, m
khụng khớ u ra thit b t trng thỏi bóo hi ng vi nhit cỏc git nc u ra.
Ngi ta nhn thy, s thay i trng thỏi ca khụng khớ ph
thuc nhiu vo chiu
chuyn ng tng i gia nc v khụng khớ. Di õy chỳng ta s kho sỏt quỏ trỡnh trao
i nhit m gia nc v khụng khớ trong hai trng hp ó nờu trờn.
7.1.2 Trng hp nc v khụng khớ chuyn ng cựng chiu
Xột trng hp trao i nhit m gia nc cú nhit ban u l t
n
, khụng khớ cú
trng thỏi A(t
A
,
A
) trong thit b trao i nhit m kiu hn hp. u ra thit b trao i
nhit m, khụng khớ t bóo ho t =100%, nc v khụng khớ cú cựng nhit t
nk
(trng
thỏi A
K
B
K
).
134
A
t
n
K.Khờ
Nổồùc
n1
t
A1
t
n2
A2
nk
t
Ak
(1) (2) (k)
Hỡnh 7.1. Trao i nhit m gia khụng khớ v nc khi chuyn ng cựng chiu
Ta nghiờn cu s thay i trng thỏi khụng khớ trong quỏ trỡnh trao i nhit m dc
theo chiu di ca thit b. thy rừ quỏ trỡnh thay i trng thỏi ú, ta chia thit b trao i
nhit m thnh k on (hỡnh 7.1).
Trong quỏ trỡnh trao i nhit m nhit nc tng t t
n
n t
nk
, khụng khớ thay i
trng thỏi t trng thỏi ban u A(t
A
,
A
) ti trng thỏi bóo ho A
k
(t
nk,
100%), vỡ nh gi thit
trờn quỏ trỡnh trao i l lý tng v thi gian vụ cựng nờn trng thỏi khụng khớ khi ra
bung phun cú nhit bng nhit nc t
nk
v t trng thỏi bóo ho vi m = 100%.
- Xột quỏ trỡnh trao i nhit m vựng 1
Khụng khớ u vo cú trng thỏi l A(t
A
,
A
) v nc cú nhit t
n
. Do quỏ trỡnh trao
i nhit m vi cỏc git nc, lp khụng khớ ti lp biờn tip xỳc vi cỏc git nc t trng
thỏi bóo ho (=100%) v nhit bng nhit nc t = t
n
(trng thỏi B). Cỏc phn t
khụng khớ ngoi lp biờn coi nh vn gi nguyờn trng thỏi ban u A(t
A
,
A
). Nh vy ra
khi vựng th nht khụng khớ cú trng thỏi A
1
l hn hp ca 2 khi khớ cú trng thỏi
A(t
A
,
A
) v B(t
n,
100%). Theo tớnh cht ca quỏ trỡnh hn hp, im A
1
nm trờn on AB,
ng thi do cú trao i nhit nờn nhit ca nc tng lờn t
n1
.
- Vựng 2
Khụng khớ u vo vựng 2 l A
1
v nc cú nhit t
n1
. Bng cỏch phõn tớch tng
t, ta thy trng thỏi khụng khớ u ra A
2
ca vựng 2 l hn hp ca 2 khi khớ cú trng thỏi
A
1
v B
1
(t
n1,
100%). Nh vy im A
2
nm trờn A
1
B
1
v nhit nc tng lờn t
n2
.
C phõn tớch tng t nh vy ta thy, trng thy khụng khớ u ra thit b s cú trng
thỏi bóo ho, cú nhit bng nhit nc t
nk
(trng thỏi A
k
B
k
)
Ni tt c cỏc im A, A
1
, . . . A
k
ta cú ng cong biu th s thay i trng thỏi ca
khụng khớ trong quỏ trỡnh trao i nhit m vi nc. Cỏc im B, B
1
, . . .B
n
tng ng l cỏc
trng thỏi khụng khớ trong lp biờn ca cỏc git nc, cú nhit bng nhit nc. Lp
biờn ú ln dn, n cui thit b x lý nhit m s chim ton b dũng khụng khớ.
A
t
n
k
t
n
=
1
0
0
%
t
n
1
A
1
2
A
k
A
B
B
B
B
k
I, [kJ/kg]
d, [g/kg]
1
2
Hỡnh 7.2. S thay i trng thỏi khụng khớ khi chuyn ng cựng chiu vi nc
Nh vy quỏ trỡnh thay i trng thỏi ca khụng khớ xột v lý thuyt l mt ng
cong. i vi thit b trao i nhit m kiu song song cựng chiu, nú l c cong lừm.
135
Tu thuc nhit nc u ra m dung m ca khụng khớ cú th tng hoc gim. Nu nhit
nc u ra cú nhit ln hn nhit ng sng ca khụng khớ u vo thỡ dung m
ca khụng khớ tng, tc l cú mt lng hi m khuych tỏn vo khụng khớ v ngc li. Khi
chuyn ng song song cựng chiu, kh nng lm tng dung m rt ln do nhit n
c tng
dn v nhit nc u ra cú nhiu kh nng ln hn nhit ng sng.
Tuy nhiờn trờn thc t do chờnh nhit gia nc v khụng khớ khụng quỏ ln v
ngi ta ch chỳ trng n trng thỏi cui nờn thng biu din quỏ trỡnh thay i trng thỏi
ca khụng khớ theo ng thng. Mt khỏc do trao i nhit m khụng t lý tng, thi
gian tip xỳc l hu hn nờn
m ca trng thỏi cui ch t ti c 90 - 95%, tc l khụng
khớ ch ti im O no ú m khụng t ti B.
Ngi ta nhn thy quỏ trỡnh thay i trng thỏi ca khụng khớ cng xóy ra tng t
khi nú trao i nhit m vi thit b trao i nhit.
7.1.3. Trng hp nc v khụng khớ chuyn ng ngc chiu
Trng hp khụng khớ chuyn ng ngc chiu, ta cng chia thit b thnh k on
(hỡnh 7.3).
Trng thỏi khụng khớ u vo cỏc on 1, 2, . . k ln lt l A, A
1
, A
2
. . . A
k-1
. u ra
cui cựng l trng thỏi A
k
.
Nhit nc u ra cỏc on 1, 2, . . k ln lt l t
n
, t
n1
, t
n2
. . .t
nk-1
. Nhit nc
u vo on k l A
nk
. Cỏc im B, B
1
, B
2
, . . .B
k
tng ng ln lt l trng thỏi khụng khớ
ó bóo ho trong vựng biờn ca cỏc git nc cú nhit t
n
, t
n1
, t
n2
. . t
nk
.
K.Khờ
Nổồùc
(1)
t
n
A
n1
t
(2)
A1
t
n2
A2
nk
t
(k)
Ak
Hỡnh 7.3. Trao i nhit m gia khụng khớ v nc khi chuyn ng ngc chiu
Khụng khớ thay i t trng thỏi ban u A qua cỏc trng thỏi trung gian A
1
, A
2
v cui
cựng l trng thỏi A
k
. Trng thỏi cui cựng A
k
t bóo ho v cú nhit bng nhit nc
u vo thit b t
nk
. Ni tt c cỏc im A, A
1
, A
2
. . .A
k
ta c ng cong biu th s thay
i trng thỏi ca khụng khớ khi trao i nhit m vi nc. Kt qu cho thy, ú l ng
cong li, trng thỏi khụng khớ u ra l bóo ho.
Nu nhit nc u vo khỏ nh, nh hn nhit ng sng ca khụng khớ thỡ quỏ
trỡnh x lý nhit m s lm gim dung m. Ngc li, nu nhit nc x lý cao thỡ s lm
t
ng dung m. Trờn thc t, nu s dng nc lnh, thỡ thng nhit nc nh hn nhit
ng sng. Ngc li nu s dng nc thng thỡ nhit nc ln hn nhit ng
sng. Nh vy, gim dung m phi s dng nc lnh, mun tng m s dng n
c
thng.
Qua nghiờn cu, quỏ trỡnh x lý nhit m khụng khớ trong hai trng hp nc v khụng
khớ chuyn ng cựng chhiu v ngc chiu, ta nhn thy:
- Trng thỏi ca khụng khớ thay i theo dng ng cong;
- Trng thỏi u ra ca khụng khớ ph thuc vo nhit nc x lý v chiu chuyn ng
tng h gia nc v khụng khớ. Dung m ca khụng khớ cú th tng hoc gim.
Trờn thc t chờnh nhit
ca khụng khớ u vo t
A
v u ra t
Ak
khụng ln v
trong cỏc tớnh toỏn thng ch quan tõm trng thỏi u v cui. Vỡ vy ngi ta coi quỏ trỡnh
thay i trng thỏi theo dng ng thng.
136
Khi lng nc phun vụ cựng ln v thi gian tip xỳc = thỡ quỏ trỡnh thay i trng
thỏi ca khụng khớ tuõn theo quy lut ng thng.
B
t
n
k
A
I, [kJ/kg]
A
1
t
t
n
1
n
B
B
A
2
A
d, [g/kg]
=
1
0
0
%
B
k
k
1
2
n
2
t
Hỡnh 7.4. S thay i trng thỏi khụng khớ khi chuyn ng ngc chiu vi nc
Tuy nhiờn, trờn thc t do lng nc phun v thi gian tip xỳc l hu hn nờn trng
thỏi cui quỏ trỡnh x lý khụng khớ khụng t trng thỏi bóo ho A
k
m ch t trng thỏi O cú
m
O
= 90ữ95%.
7.1.4. Gii hn ca quỏ trỡnh x lý khụng khớ bng nc phun.
Trong thc t trng khụng khớ cui quỏ trỡnh x lý khụng khớ bng nc phun khụng
bao gi t ti m =1, m ch t = 0,9 - 0,95. ú l trng thỏi cui ca khụng khớ khi
ra khi bung phun.
Ngi ta chng minh c rng trờn th I-d khụng khớ cú trng thỏi A thỡ mi quỏ
trỡnh nm ngoi tam giỏc cong AMN khụng th thc hin ch bng nc phun. Tam giỏc cong
AMN cú ỏy l on MN trờn ng cong =1 v NN, AM l cỏc tip tuyn t A ti ng
cong
=1.
Hỡnh 7.5. Gii hn quỏ trỡnh x lý khụng khớ
Vớ d:
- Quỏ trỡnh AB trờn ng d=d
A
= const ch thc hin bng caloriphe (sy núng ng
dung m)
- Quỏ trỡnh AF: thc hin qua 2 giai on, tng m on nhit bng nc phun AP v
sy núng ng dung m PF.
137
- Quỏ trỡnh AC trong tam giỏc AMN cú th thc hin bng nc phun.
7.2 THIT B IU HO KIU T
Khỏi nim, phõn loi v cu to.
Bung mỏy iu hũa khụng khớ cũn gi l bung iu khụng l thit b c s dng x
lý khụng khớ trc khi thi vo bung mỏy
Cú nhiu cỏch phõn loi bung
Theo cỏch b trớ: bung ng, nm ngang, kiu thng v ngot.
Theo ỏp sut lm vic (tựy thuc vo v trớ t qut): Kiu hỳt, thi, v kt hp
7.2.1 Thit b bung phun kiu nm ngang
Cu to
1- Ca iu chnh giú vo
2- Bung hũa trn
3- Lc bi
4- Caloriphe
5- H thng phun nc
6- Bung hũa trn
7- Caloriphe
8- ng giú ra
9- ng hi giú cp 1
10- ng hi giú cp 2
11- ng ng giú ra
12- Bm nc phun
13- Mỏng hng nc
Hỡnh 7.6. Bung phun kiu nm ngang
Nguyờn lý hot ng
Khụng khớ bờn ngoi c a qua van iu chnh vo bung hũa trn 3 hũa trn vi
khụng khớ tun hon, sau ú c a vo bung phun lm x lý nhit m. Nu cn si
núng thỡ s dng caloriphe. Trong bung phun cú b trớ h thng ng dn nc phun v cỏc
vũi phun. Nc c phun thnh cỏc ht nh d dng trao i nhit m v
i khụng khớ.
trỏnh nc cun i theo dũng khụng khớ v lm m t cỏc thit b, phớa trc v phớa sau
bung phun cú b trớ cỏc tm chn nc dng dớch dc. Khụng khớ sau khi x lý xong c
a vo bung hũa trn 10 tip tc hũa trn vi giú hi cp 2. Caloriphe 12 dựng si
138
khụng khớ nhm m bo yờu cu v sinh khi cn. Nc ó c x lý lnh c bm 15
bm lờn cỏc vũi phun vi ỏp sut phun khỏ cao. Nc ngng ng s c hng nh mỏng 14
v dn v li tip tc lm lnh.
Cỏc tm chn nc cú dng dớch dc cú tỏc dng ngn v gt ri cỏc git nc b cun
theo dũng hi. Nú c t 2 phớa ca bu
ng phun. V vt liu cỏc tm chn cú th ch to
t cỏc tm tụn trỏng km hoc inox mng c gp mt vi ln. S np gp cng nhiu thỡ
hiu qu tỏch m ln nhng tr lc tng. Thng ngi ta ch gp 2-4 np.
Hỡnh 7.7. Cu to bung phun kiu nm ngang
Chi tit vũi phun quyt nh kớch thc cỏc git nc phun v do ú nh hng quyt nh
n hiu qu trao i nhit m. Nguyờn lý lm vic ca cỏc vũi phun l s dng lc ly tõm
xộ ti cỏc git nc.
Trờn hỡnh 7.9 l cu to ca vũi phun thng c s dng. Nc cú ỏp sut ln i
theo ng dn 2 vo bung xoỏy 3 theo phng tip tuy
n. Trong bung xoỏy nc chuyn
ng xoỏy vi tc ln v thoỏt ngoi qua l 4. Tc l 4 rt ln, i ra vũi phun cú dng
hỡnh cụn v tc gim ngt v c xộ ti thnh nhng git nh. Mi phun 5 c lp
vo thõn vũi phun bng ren v cú th d dng iu chnh cú bung xoỏy phự hp nht.
Hỡnh 7.8. Cỏc chi tit ca bung phun
1,5- Vỏch chn nc; 2- Trn bung phun; 3- ng gúp phun; 4- Vũi phun; 6- Bm nc
phun; 7- Mỏng hng nc; 8,9,11- ng nc; 10- Van 3 ng
139
Hỡnh 7.9. Chi tit tm chn
Cỏc c im ca bung phun kiu thng
- Hiu qu trao i cao do tc tng i gia giú v nc cao v thi gian trao i
cng khỏ lõu;
- Thớch hp cho h thng ln trong cụng nghip;
- H thng cng knh chim nhiu din tớch lp t.
Hỡnh 7.10. Chi tit vũi phun
1- Thõn vũi phun; 2- L nc vo; 3- Bung xoỏy; 4- Mi phun; 5- Np vũi phun
7.2.2 Bung ti
Cu to
1- Qut ly tõm vn chuyn giú
2- Chn nc
3- Lp vt liu m: G, Kim loi, snh s .
4- Ca ly giú
5- Bm nc
6- ng nc vo ra
7- Dn lm lnh nc
140
Hỡnh 7.11. Bung ti
Nguyờn lý hot ng
Khụng khớ bờn ngoi c hỳt vo ca ly giú 6 vo bung ti nh qut ly tõm 5.
bung ti nú trao i nhit m vi nc c phun t trờn xung. tng cng lm ti
nc vag tng thi gian tip xỳc gia nc v khụng khớ ngi ta thờm lp vt liu m t
gia bung. Vt liu m cú th bng cỏc
ng st, gm, snh s, kim loi, g cú tỏc dng lm
ti nc v cn tr nc chuyn ng quỏ nhanh v phớa di ng thi to nờn mng nc.
Nc c lm lnh trc tip ngay mỏng hng nh dn lnh 7.
Cỏc c im ca bung ti
- Hiu qu trao i nhit m khụng cao lm do qung ng i ngn.
- Thớch hp cho h th
ng nh v va trong cụng nghip.
- Chim ớt din tớch lp t.
Hỡnh 7.12. Cỏc loi vt liu lm ti nc
141
7.3 NHNG NHN T NH HNG N HIU QU
TRAO I NHIT M
7.3.1 H s hiu qu trao i nhit m
H s hiu qu trao i nhit m.
Trờn thc t trng thỏi khụng khớ cui quỏ trỡnh trao i nhit m vi nc phun
khụng th t trng thỏi = 100%, m ch t mt trng thỏi O vi = 0,9 ữ 0,95 m thụi.
c trng cho hiu qu ca quỏ trỡnh trao i nhit m gia nc v khụng khớ trong bung
phun ngi ta a ra mt i lng gi l h s hi
u qu trao i nhit m, Ký hiu l E.
1
AB
AO
E <= (7-1)
H s trao i nhit m cú th xỏc nh theo thụng s trng thỏi ca khụng khớ.
T O, B ta k cỏc ng tO v tB ct ng dA cỏc im O' v B'. Ta cú th coi cỏc ng
t
O
v t
B
song song vi nhau, khi ú:
BA
OA
BA
OA
II
II
tt
tt
'AB
'AO
AB
AO
E
=
===
(7-2)
i vi quỏ trỡnh on nhit : t
B
= t
,
ặ
A
OA
tt
tt
EaE
==
(7-3)
H s hiu qu trao i nhit m vn nng
Trong mt s trng hp ngi ta s dng i lng gi l h s trao i nhit m vn
nng E':
ặA
A
ặO
O
tt
tt
1'E
=
(7-4)
H s hiu qu trao i nhit m vn nng thng c s dng tớnh toỏn thit k
thit b bung phun.
Ngoi ra ngi ta cũn a ra h s E
n
nhm ỏnh giỏ hiu qu trao i nhit m ca
bung phun.
'
n
ặO
"
n
ặB
n
tt
tt
1E
= (7-5)
7.3.2 Nhng nhõn t nh hng n hiu qu trao i nhit m
7.3.2.1 nh hng ca h s phun
H s phun l t l gia lu lng nc phun G
f
(kg/s) vi lu lng khụng khớ c
x lý G (kg/s). H s phun c ký hiu l à.
G
G
f
=
à
(7-6)
Khi h s phun à tng, hiu qu trao i nhit m tng. Khi à < 4, h s hiu qu trao
i nhit m tng ỏng k khi tng à. Khi à > 4, vic tng à h s trao i nhit m E tng
khụng ỏng k, nhng chi phớ in nng cho bm nc phun ln, nờn khụng kinh t. Trờn
thc t ngi ta ch vn hnh v
i h s phun à < 2.
142
7.3.2.2 nh hng ca kt cu bung phun
Kt cu bung phun cú nh ln n hiu qu trao i nhit m ca bung phun. Cỏc thụng
s kt cu nh hng ti hiu qu trao i nhit m bao gm:
- S dóy vũi phun dc theo chiu chuyn ng ca bung phun: Khi s dóy vũi phun
tng thỡ hiu qu s cao hn
- S vũi phun trờn mt dóy: Khi s vũi phun tng thỡ hiu qu s cao hn
- Chiu phun nc so vi khụng khớ: Phun ngc chiu nc s tng hiu qu trao i
do võn tc tng i tng lờn.
Bng 7.1
Dng kt cu
H s à
E
max
+ S dóy z =1, thun chiu
ngc chiu
+ S dóy z =2, thun chiu + thun chiu
ngc chiu + ngc chiu
ngc chiu + ngc chiu
+ S dóy z =3
0,55
0,55
>1,0
>1,0
>1,0
1,5
0,6 ữ 0,7
0,65 ữ 0,75
0,85 ữ 0,9
0,9 ữ 0,95
0,9 ữ 0,95
0,98
7.3.2.3 nh hng ca ch phun nc
Khi ht nc phun cng bộ thỡ b mt trao i nhit m tng nờn hiu qu trao i
nhit m tng lờn.
Tựy theo kớch thc ht nc c phun ra m ngi ta phõn ra thnh 3 ch phun
khỏc nhau:
- Phun mn
- Phun trung bỡnh
- Phun thụ
Thc nghim v lý thuyt ó chng minh rng mn ca nc phun ra ph thuc vo
ng kớnh mi phun do v ỏp sut d ca nc trc mi phun p
f
.
Kớch thc do v ỏp sut pf cng ln thỡ ht nc phun ra cng mn. Tuy nhiờn khi ú
ũi hi nng lng dn ng tng v vũi phun d b tc.
Theo kinh nghim
- Phun mn khi: d
o
= 1,5 - 2 mm p
f
> 4 bar
- Phun trung bỡnh khi: d
o
= 2 - 3 mm p
f
= 2 - 4 bar
- Phun thụ khi: d
o
= 2 - 6 mm p
f
< 2 bar
Vic chn ng kớnh mi phun v ỏp sut cũn tựy thuc vo nng sut yờu cu.
7.3.2.4 nh hng ca tc dũng khớ.
Khi tc ca khụng khớ tng s lm tng trao i nhit m. Nhng nu
k
quỏ cao thỡ cú
kh nng cun theo cỏc ht nc vo gian mỏy. Trong k thut ngi ta khng ch
k
theo tr
s lu tc
k
mt cỏch hp lý. Thng chn
k
= 2,8 - 3,5 kg/m
2
.s
7.3.2.5 nh hng ca chiu di qung ng dũng khớ.
Khi tng chiu di qung ng i ca khụng khớ thỡ thi gian tip xỳc ln khi ú E
tng. Tuy vy kớch thc ca bung phun tng nờn lm tng giỏ thnh v vn hnh lp t khú
khn. Vỡ vy ch khi thc s cn thit ngi ta mi tng l, vớ d nh khi khụng khớ ban u
cú m quỏ bộ.
Thi gian tip xỳc hp lý gia nc v khụng khớ l 1 giõy.
Quan h ph thuc ca h s hiu qu
trao i nhit m vo h s phun c biu th
theo cụng thc sau õy:
143
- Khi phun mn:
61,137,0
k
38,0
f
1
)
E1
1
.(lg).(p.z.5
=à
, kg/kg (7-7)
- Khi phun trung bỡnh v thụ:
22,15,0
k
2,0
f
1
)
E1
1
.(lg).(p.z.6,18
=à
, kg/kg (7-8)
trong ú
z- S dóy phun;
p
f
- Ap sut d ca nc phun, bar ;
k
- Lu tc ca khụng khớ, kg/m
2
.s;
E- H s hiu qu trao i nhit m.
7.4 TNH TON BUNG PHUN
7.4.1 Tớnh thit k
Nhim v bi toỏn thit k bung phun l xỏc nh cỏc thụng s k thut v kớch thc
ch yu ca bung phun, khi bit trc cỏc thụng s nhit ca khụng khớ vo ra, lu lng
khụng khớ cn x lý c th:
Cỏc thụng s ban u
- Lu lng giú cn x lý G, kg/s;
- Trng thỏi khụng khớ u vo (t
1
,
1
) v u ra (t
2
,
2
);
- Nng sut lnh yờu cu ca thit b Q
o
, kW;
- Nhit nc lnh u vo t
nl
Cỏc thụng s cn tớnh toỏn
- Kớch thc bung phun: Chiu cao h (m); chiu rng b(m) v chiu di l (m);
- Lu lng nc phun G
f
, kg/s;
Cỏc bc tớnh toỏn
1) Chn lu tc khụng khớ i qua tit din ngang ca bung phun
k
Thụng thng ngi ta chn
k
= 2,8
ữ
3,2 kg.m
2
/s. Nu quỏ nh thỡ hiu qu trao i
nhit m thp, nhng cao quỏ thỡ cú kh nng cun theo cỏc git hi m. Khi lng riờng
ca khụng khớ khong 1,2 kg/m
3
, do ú tc chuyn ng ca khụng khớ nm trong khong
k
= 2,3
ữ
2,7 m/s. Chn
K
= 2,5 m/s.
2) Xỏc nh cỏc kớch thc c bn ca bung phun
- Tit din ngang ca bung phun:
h.b
.
G
f
K
b
=
=
, m
2
(7-9)
trong ú
h - Chiu cao ca bung phun, chiu cao h cn chn hp lý trong khong 2
ữ
2,5 m.
Nu quỏ cao thỡ s phõn b lu lng giú khú u, ngc laih nu chn quỏ thp thỡ b
rng ln, chim nhiu din tớch;
b- Chiu rng bung phun, m;
G - Lu lng giú ó c cho trc hoc ó xỏc nh c khi thnh lp s
ddoof iu ho khụng khớ, kg/s.
3) Xỏc nh cỏc thụng s c trng khỏc ca bung phun
- Chn s dóy phun Z: Trờn c s kớch thc s b ca bung phun, chn s dóy vũi
phun. S dóy vũi phun, nh ó bit nm trong khong 1
ữ
3 dóy;
144
- Chn cỏch b trớ cỏc dóy vũi phun. Cú 2 cỏc cỏch b trớ sau: thun chiu, ngc
chiu v kt hp c 2 cỏch trờn. Cỏc trng hp cú th b trớ ó trỡnh by trờn bng 6-1;
- Chn ch phun: Phun thụ, trung bỡnh v mn;
- Chn loi mi phun;
- Chn ng kớnh mi phun d
o
: 3; 3,5; 4; 4,5; 5; 6mm;
- Chn mt mi phun trờn tit din ngang ca bung phun n. Theo kinh nghim s
mi phun trờn 1m
2
din tớch nm trong khong 18
ữ
24 cỏi;
- Tớnh s mi phun: N = f
b
.Z n, cỏi.
4) Tớnh h s phun,h s hiu qu E v lu lng nc phun
xỏc nh quan h
- Xỏc nh h s hiu qu trao i nhit m vn nng:
1
ổ1
2ổ2
tt
tt
1'E
=
(7-10)
t
u1
, t
u2
- Nhit nhit k t ng vi trng thỏi khụng khớ vo v ra.
- Xỏc nh h s phun da trờn h s hiu qu trao i nhit m vn nng. Tớnh theo cỏc cụng
thc (7-7) v (7-8) nhng thay E bng E.
5) Tớnh nhit nc phun
xỏc nh nhit nc phun ta da vo phng trỡnh cn bng nhit. Nu b qua cỏc
tn tht thỡ nhit lng lm lnh khụng khớ ỳng bng nhit lm tng nhit nc t nhit
t
n
n t
n
.
Q
o
= G.(I
1
-I
2
) = G
nl
.C
pn
.(t
n
-t
n
) (a)
Mt khỏc, ta cú biu thc
G
G
f
=à
(b)
Kt hp (a), (b) v cho bit G
f
= G
nl
ta cú:
à
==
.C
I
ttt
pn
"
n
'
nn
Giỏ tr
t
n
phi tho món iu kin
t
n
5
o
C, nu ln quỏ phi tng h s phun
à
v
xỏc nh li giỏ tr E
n
.
T ú suy ra:
t
n
= t
n
+
t
n
Nhit nc vo c suy ra t cỏc biu thc (7-3) v (7-10):
n
n1ổn2ổ
'
n
E
)E1(ttt
t
=
6) Tớnh lu lng nc phun v lu lng nc lnh
H thng cp nc b phun cú th thc hin theo mt trong hai cỏch sau:
- Nc c lm lnh v a n phun trc tip bung phun. Trong trng hp ny
lu lng nc phun bng lu lng nc lnh.
- Nu nc lnh c cp ti b cha v t õy nc c bm n phun bung
phun. Trong trng hp ny nc c tu
n hon theo hai vũng khỏc nhau v cú th lu
lng nc phun v nc tun hon khụng ging nhau (do bm hoc tr lc h thng khỏc
nhau).
a). Lu lng nc phun (nc lnh) c xỏc nh theo cụng thc:
G
f
= G.
à
, kg/s (7-11)
b). Lu lng nc lnh: Nc lnh c cp vo b cha t ú c bm phun bm vo
bung phun trao i nhit m. Lu lng nc lnh cú th khỏc lu lng nc phun.
145
)tt.(C
Q
G
l
n
"
npn
o
nl
=
(7-12)
trong ú:
t
n
, t
nl
- Nhit nc phun u ra (bng nhit nc lnh hi v) v nhit nc lnh
vo b nc phun;
Q
o
- Cụng sut lnh yờu cu, kW.
7) Xỏc nh ỏp sut trc mi phun v s mi phun N
- Nng sut phun ca mi mi phun c xỏc nh theo cụng thc sau:
N
G
g
f
f
=
, kg/s (7-13)
Nng sut phun cú nh hng ti ỏp sut d trc cỏc mi phun v quan h ú c
xỏc nh nh sau:
i vi mi phun kim loi:
48,0
f
38,1
of
p.d.5,38g =
, l/h (7-14)
i vi mi phun nha:
52,0
f
3,1
of
p.d 44g =
, l/h (7-15)
trong ú
d
o
- ng kớnh mi phun, mm;
p
f
- Ap sut d ca mi phun, at.
T giỏ tr g
f
cú th xỏc nh c ỏp sut d nh sau:
i vi mi phun kim loi:
083,2
f
875,2
of
g.d.0005,0p
=
, at
(7-16)
i vi mi phun nha:
923,1
f
5,2
of
g.d.00069,0p
=
, at (7-17)
Quan h gia ỏp sut d v nng sut phun ng vi cỏc loi vũi phun cú ng kớnh khỏc
nhau biu th trờn hỡnh 7.11 di õy. Theo yờu cu k thut ỏp sut d trc cỏc mi phun
khụng nờn quỏ ln, vỡ nu ln thỡ yờu cu v ct ỏp ca bm phi cao. Thc t nờn chn p
f
<
2,5at. Vỡ vy khi tớnh toỏn, nu ỏp sut d ln quỏ thỡ phi tng s mi phun N, gim ỏp
sut d. Trong phn ny tu theo iu kin thc t m cú th chn ỏp sut d p
f
nh trc v
xỏc nh s mi phun cn thit. Tuy nhiờn nu chn s mi phun nhiu, ỏp sut gim, ch
phun chuyn sang phun thụ, hiu qu trao i nhit m gim.
146
Hỡnh 7.13. Cỏc loi vt liu lm ti nc
8) B trớ dn phun
Cú th tham kho cỏch b trớ dn phun ca Nga nờu trong ti liu [ ].
-
B rng chn nc trc a = 120mm;
-
B rng chn nc sau b = 185
ữ
250mm;
-
Cỏc kớch thc khỏc: c = 200mm; l = 1500mm; m=660mm; n=400mm; p=600mm; v =
900mm;
-
Khong cỏch gia cỏc cc phun t 250
ữ
350mm. Khong cỏch gia cỏc mi phun theo
chiu ng khong 400
ữ
600mm.
Khọng khờ
ac
lb
a)
b
p
na
b)
Khọng khờ Khọng khờ
p
na
b
b)
m
b
2mca
d)
Khọng khờ
p
a
e)
cm
Khọng khờ
n
b
v
Hỡnh 7.14: B trớ bung phun ca Nga
a- Mt dóy phun thun chiu; b- Mt dóy phun ngc chiu; c- Hai dóy phun ngc chiu;
d-Hai dóy phun thun v ngc chiu; e- Ba dóy phun
7.4.2 Tớnh kim tra
Cỏc bc tớnh toỏn kim tra
1)
Xỏc nh nng sut phun ca cỏc mi phun g
f
theo d
o
v p
f
da vo th hỡnh 7.11
hoc theo cỏc cụng thc (7-13) v (7-14)
2)
Tớnh lu lng nc phun G
n
:
G
n
= g
f
.N, kg/s
3)
Tớnh h s phun:
G
G
n
=à
, kg/kg
4)
Tớnh tc lu lng khi lng ca khụng khớ
f
G
k
=
, kg/m
2
.s
5)
Xỏc nh E
b
, E
b
v k
hc
.
E = E
b
.k
hc
E
n
= E
b
.k
hc
6)
Tớnh nhit nhit k t ca khụng khớ sau khi x lý
t
2
= (1 - E
n
).(t
1
- t
n
) + t
n
trong ú t
n
c xỏc nh theo cụng thc sau:
t
n
= t
n
+ (m
1
.t
1
- m
2
.t
2
)/
à
trong ú m
1
v m
2
- cỏc h s t l ph thuc vo nhit c cho theo bng di õy ly
theo ỏp sut khớ quyn
Bng 7.2
147
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét