Tính toán thiết kế tháp giải nhiệt sao cho phù hơp? Hướng dẫn từ A đến Z

Tính toán thiết kế tháp giải nhiệt sao cho phù hơp? Hướng dẫn từ A đến Z

Cập nhật: 29/04/2020
Cỡ chữ

Tính toán hiệu quả của tháp giải nhiệt được mô tả trong bài viết này. Tháp giải nhiệt đóng vai trò chính trong Công nghiệp chế biến hóa học. Họ từ chối quá trình nhiệt từ nước làm mát đến khí quyển và giữ cho nước mát. Hiệu suất của tháp giải nhiệt phụ thuộc vào các thông số khác nhau như Phạm vi & Cách tiếp cận. Chúng ta sẽ thấy những thuật ngữ đó trong Chi tiết.

Phương pháp tiếp cận tháp giải nhiệt

Sự khác biệt giữa Nhiệt độ nước lạnh (Cửa hàng tháp giải nhiệt)

Và nhiệt độ bầu ướt xung quanh được gọi là Phương pháp tháp giải nhiệt.

 Cách tiếp cận = Nhiệt độ nước lạnh - Nhiệt độ bầu ướt

Cách tiếp cận Tháp giải nhiệt là chỉ số tốt hơn về hiệu suất.

Phạm vi tháp giải nhiệt

Sự khác biệt giữa Nhiệt độ nước nóng (Đầu vào tháp giải nhiệt) và nhiệt độ Nước lạnh (Đầu ra của tháp giải nhiệt) được gọi là Phạm vi Tháp giải nhiệt.

Phạm vi = Nhiệt độ nước nóng - Nhiệt độ nước lạnh

Tính toán hiệu quả của tháp giải nhiệt

Việc tính toán hiệu quả của tháp giải nhiệt liên quan đến Phạm vi và cách tiếp cận của Tháp giải nhiệt. Hiệu quả của tháp giải nhiệt bị hạn chế bởi nhiệt độ bầu ướt xung quanh. Trong trường hợp lý tưởng, nhiệt độ nước lạnh sẽ bằng với nhiệt độ bầu ướt. Điều này thực tế là không thể đạt được. Điều này đòi hỏi tòa tháp rất lớn và dẫn đến sự bốc hơi lớn và mất gió hoặc trôi dạt dẫn đến một giải pháp thực tế không khả thi. Trong thực tế, hiệu suất của tháp giải nhiệt sẽ nằm trong khoảng từ 70 đến 75%.

Hiệu quả của tháp giải nhiệt =    

(Nhiệt độ nước nóng - Nhiệt độ nước lạnh) x 100 /

(Nhiệt độ nước nóng - Nhiệt độ bầu ướt)

Hoặc đơn giản

Hiệu quả của Tháp giải nhiệt = Phạm vi / (Phạm vi + Cách tiếp cận) x 100

Vào mùa hè, nhiệt độ bầu không khí ẩm xung quanh tăng lên khi so với mùa đông, do đó hạn chế hiệu quả của tháp giải nhiệt.

Tính toán tháp giải nhiệt khác

Điều này bao gồm xác định chu kỳ tập trung, Mất bay hơi, Mất trôi hoặc Mất gió, Thổi xuống yêu cầu nước trang điểm.

Chu kỳ cô đặc

Chu kỳ của sự tập trung là một con số không thứ nguyên. Đó là tỷ lệ giữa thông số trong Nước làm mát với thông số trong Nước trang điểm. Nó có thể được tính toán từ bất kỳ công thức sau đây.

COC = Silica trong nước làm mát / Silica trong nước trang điểm

COC = Ca Độ cứng trong nước làm mát / Độ cứng Ca trong nước trang điểm

COC = Độ dẫn của nước làm mát / Độ dẫn của nước trang điểm

Chu kỳ tập trung thường thay đổi từ 3.0 đến 7.0 tùy theo Thiết kế quy trình. Nên giữ Chu kỳ tập trung càng cao càng tốt để giảm nhu cầu nước trang điểm của tháp giải nhiệt. Đồng thời, chu kỳ nồng độ cao hơn làm tăng nồng độ chất rắn hòa tan trong nước làm mát tuần hoàn dẫn đến việc thu nhỏ và làm bẩn thiết bị truyền nhiệt của quá trình.

Rút ra hoặc thổi xuống

Khi nước làm mát lưu thông, phần tháp giải nhiệt của nước bay hơi do đó làm tăng tổng chất rắn hòa tan trong nước còn lại. Để kiểm soát chu kỳ tập trung thổi xuống được đưa ra. Thổi xuống là chức năng của chu kỳ tập trung. Thổi xuống có thể được tính từ công thức:

B = E / (COC-1)

B = Thổi xuống (m 3 / giờ)

E = Mất bay hơi (m 3 / giờ)

COC = Chu kỳ cô đặc. Thay đổi từ 3.0 đến 7.0 tùy theo Nguyên tắc sản xuất

Tính toán tổn thất bay hơi

Tổn thất bay hơi trong tháp giải nhiệt được tính theo phương trình thực nghiệm sau.

E = 0,00085 x R x 1,8 x C

E = Mất bay hơi (m 3 / giờ)

R = Phạm vi

C = Nước làm mát tuần hoàn (m 3 / giờ)

(Tham khảo: Sổ tay kỹ sư hóa học của Perry)

Ngoài ra, tổn thất bay hơi có thể được tính từ cân bằng nhiệt trên tháp giải nhiệt. Lượng nhiệt phải được loại bỏ khỏi nước được phép lưu hành theo Q = m C p   DT là  C x C  x R .  Lượng nhiệt được loại bỏ bằng cách làm mát bay hơi là  Q = mx Hv là E x H V

Khi đánh đồng hai cái này, chúng ta có được

E = C x R x C p / H V

E = Mất bay hơi trong m 3 / giờ

C = Chu kỳ cô đặc

R = Phạm vi tính theo ° C

Cp = Nhiệt dung riêng = 4.184 kJ / kg / ° C

V  = Nhiệt hóa hơi tiềm ẩn = 2260 kJ / kg

Tính toán tổn thất gió hoặc trôi

Sự mất mát của tháp giải nhiệt thường được cung cấp bởi nhà sản xuất tháp giải nhiệt dựa trên thiết kế Quy trình. Nếu nó không có sẵn, nó có thể được coi là

Đối với Tháp giải nhiệt tự nhiên D = 0,3 đến 1,0 * C / 100

Đối với Tháp giải nhiệt cảm ứng D = 0,1 đến 0,3 * C / 100

Đối với Tháp giải nhiệt có Công cụ khử trôi D = 0,01 * C / 100

Cân bằng khối lượng tháp giải nhiệt - nước trang điểm

Cân bằng khối lượng tháp giải nhiệt cho một ý tưởng về nhu cầu nước trang điểm. Trang điểm Tháp giải nhiệt phải thay thế các tổn thất nước do bay hơi, gió và thổi.

M = E + D + B

M = Yêu cầu nước trong m 3 / giờ

B = Thổi xuống trong m 3 / giờ

E = Mất bay hơi trong m 3 / giờ

D = Mất trôi trong m 3 / giờ

Bạn đã tìm hiểu về tính toán tháp giải nhiệt? Đã đến lúc kiểm tra kiến ​​thức của bạn về Tháp giải nhiệt. Thực hiện bài kiểm tra trực tuyến của chúng tôi trên tháp làm mát bây giờ.

Lên đầu trang