MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223MUA BẢN VẼ CHI TIẾT LIÊN HỆ ZALO 0833840223
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN KỸ THUẬT THỰC PHẨM THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐẶC NƯỚC MÍA NỒI LIÊN TỤC NĂNG SUẤT 15 TẤN/H Giáo Viên Hướng Dẫn: TS TRẦN VĂN HÙNG Sinh Viên Thực Hiện: Cao Đào Dương Thanh Hoàng 2005170058 Huỳnh Linh Hân 2005170048 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2019 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I TỔNG QUAN Các tính chất vật lý nước mía .5 Các ứng dụng đường saccharose II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP CÔ ĐẶC Định nghĩa Lựa chọn phương án thiết kế .6 Thuyết minh sơ đồ công nghệ CHƯƠNG II: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ I ĐỀ BÀI VÀ CÁC GIẢ THUYẾT BAN ĐẦU II TÍNH TOÁN Xác định tổng lượng thứ bốc khỏi hệ thống Sự phân bố thứ nồi Nồng độ dung dịch nồi: Tính chênh lệch áp suất chung tồn hệ thống 10 Xác định áp suất, nhiệt độ đốt nồi .10 Tính nhiệt độ áp suất thứ nồi 11 Tính tổn thất nhiệt độ cho nồi 12 Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích tồn hệ thống 16 Phương trình cân nhiệt lượng 16 CHƯƠNG III: TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH 20 I Buồng đốt 20 Số ống buồng đốt: 20 Tính thiết bị ống tuần hồn trung tâm.( tính theo bề mặt trong) 21 Đường kính buồng đốt 22 Chiều dày buồng đốt 22 Bề dày đáy buồng đốt: .25 II Buồng bốc .26 Thể tích buồng đốt 26 Chiều cao buồng bốc: 27 Bề dày buồng bốc: 27 Bề dày nắp buồng bốc: 29 Cửa làm vệ sinh 30 Đường kính ống dẫn 30 Đường kính ống dẫn đốt 30 Đường kính ống dẫn dung dịch .31 Đường kính ống dẫn thứ .31 10 Đường kính ống dẫn dung dịch 31 11 Đường kính ống tháo nước ngưng 32 12 Mặt bích 32 13 Tai treo 33 CHƯƠNG IV: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 37 I Thiết bị ngưng tụ Baromet .37 Lượng nước lạnh cần để cung cấp cho thiết bị ngưng tụ: 37 Lượng khơng khí cần hút khỏi thiết bị : 37 Đường kính thiết bị ngưng tụ: 38 Kích thước chắn: .40 Chiều cao thiết bị ngưng tụ: 41 Kích thước ống baromet: 42 Chiều cao ống Baromet : 42 II Tính tốn chọn bơm 44 Bơm ly tâm để bơm nước vào thiết bị Baromet: 44 Bơm dung dịch vào thùng cao vị: 47 Tài Liệu Tham Khảo .50 LỜI NĨI ĐẦU Ngành cơng nghiệp mía đường ngành công nghiệp lâu đời nước ta Do nhu cầu thị trường nước ta mà lị đường với quy mơ nhỏ nhiều địa phương thiết lập nhằm đáp nhu cầu Tuy nhiên, hoạt động sản xuất cách đơn lẻ, suất thấp, ngành công nghiệp có liên quan khơng gắn kết với gây khó khăn cho việc phát triển cộng nghiệp đường mía Trong năm qua, số tỉnh thành nước ta, ngành cơng nghiệp mía đường có bước nhảy vọt lớn Diện tích mía tăng lên cách nhanh chóng, mía đường khơng phải ngành đơn lẻ mà trở thành hệ thống liên hiệp ngành có quan hệ chặt chẽ với Mía đường vừa tạo sản phẩm đường làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp bánh, kẹo, sữa đồng thời tạo phế liệu nguyên liệu quý với giá rẻ cho ngành sản xuất rượu Trong tương lai, khả phát triển có quan tâm đầu tư tốt cho mía với nâng cao khả chế biến tiêu thụ sản phẩm Xuất phát từ tính tự nhiên mía, độ đường giảm nhiều nhanh chóng thu hoạch trễ khơng chế biến kịp thời Vì tính quan trọng việc chế biến, vấn đề quan trọng đặt hiệu sản xuất nhằm đảm bảo thu hồi đường với hiệu suất cao Hiện nay, nước ta có nhiều nhà máy đường Bình Dương, Quãng Ngãi, Tây Ninh, với phát triển ạt diện tích mía, khả đáp ứng khó Bên cạnh đó, việc cung cấp mía khó khăn, cạnh tranh nhà máy đường, cộng với công nghệ lạc hậu, thiết bị cũ kỹ ảnh hưởng mạnh đến trình sản xuất Chúng ta cần giải vấn đề trên, đề tài nhóm chúng tơi Thiết kế hệ thống thiết bị đặc nước mía ba nồi xuôi chiều liên tục, suất nhập liệu 15 tấn/h Cấu trúc đồ án chia thành phần sau: Chương I: Tổng quan Chương II: Tính tốn cơng nghệ Chương III: Tính chọn thiết bị Chương IV: Tính chọn thiết bị phụ CHƯƠNG I : TỔNG QUAN I TỔNG QUAN Các tính chất vật lý nước mía Bảng 1: Các tính chất vật lí Nước Mía Cơng thức phân tử C12H22O11 Phân tử gam 342.29648 g/mol Bề Tinh thể màu trắng Vị Ngọt Tỷ trọng 1,587 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy 1860C (2730K) Độ hòa tan nước 211,5 g/100 ml (200C) Các ứng dụng đường saccharose Dùng làm thức ăn cho người: Saccharose cung cấp lượng 3.94 kilocalo gam (hay 17 kilojoule/gam) Khi mệt mỏi, stress hay đói bụng, thực phẩm chứa saccharose cung cấp lượng tốt cho tế bào, giúp thể hồi phục nhanh chóng Là ngun liệu cho cơng nghiệp thực phẩm: chất tạo bánh kẹo, nước giải khát số loại thực phẩm khác Là nguyên liệu để pha chế thuốc: Dùng tráng gương, tráng ruột phích: II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP CÔ ĐẶC Định nghĩa Cơ đặc q trình làm bay phần dung môi dung dịch chứa chất tan khơng bay với mục đích: Làm tăng nồng độ chất tan Tách chất rắn hòa tan dang tinh thể (kết tinh) Thu dung môi dạng ngun chất (cất nước) Thơng thường có loại cô đặc để làm bốc dung môi: Cô đặc dùng tác nhân nhiệt để cung cấp lượng cho dung môi (cô đặc trạng thái hơi) Cô đặc kết tinh, cách làm lạnh giảm áp suất riêng phần mặt thoáng dung dịch để làm tăng trình bốc Q trình đặc tiến hành trạng thái sơi nghĩa áp suất riêng phần dung môi cần với áp suát chung bề mặt thoáng chất lỏng Khác với trình chưng luyện, q trình đặc, có dung mơi bay Đáng lưu ý q trình đặc, nồng độ chất tan tăng, ảnh hưởng đến q trình tính tốn thiết bị Khi hệ số dẫn nhiệt , nhiệt dung riêng C, hệ số cấp nhiệt giảm, đồng thời khối lượng riêng , độ nhớt , tổn thất nhiệt ’ tăng Lựa chọn phương án thiết kế Có thể sử dụng đặc dung dịch nồi hay nhiều nồi, đề tài này, xét hệ thống cô đặc nhiều nồi Cơ đặc nhiều nồi q trình sử dụng thứ thay cho đốt, có ý nghĩa kinh tế cao sử dụng nhiệt Nguyên tắc q trình đặc nhiều nồi tóm tắt sau: Ở nồi thứ nhất, dung dịch đun nóng đốt, thứ nồi đưa vào nồi thứ hai, thứ nồi thứ hai đưa vào nồi thứ ba… thứ cuối vào thiết bị ngưng tụ Còn dung dịch vào từ nồi sang nồi kia, qua nồi bốc phần, nồng độ tăng dần lên Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt nồi phải có chênh lệch nhiệt độ đốt dung dịch sơi, hay nói cách khác chênh lệch áp suất đốt thứ nồi, nghĩa áp suất làm việc nồi phải giảm dần thứ nồi trước đốt nồi sau Thông thường nồi đầu làm việc áp suất dư, nồi cuối làm việc áp suất thấp áp suất khí Có thể phân loại hệ thống đặc nhiều nồi theo cách khác nhau: nhanh, kết hệ Theo bố trí bề mặt đun: nằm ngang, thẳng đứng, nằm nghiêng Theo chất tải nhiệt: (hơi nước bão hịa, q nhiệt), khói lị, dòng điện, chất tải nhiệt đặc biệt (dầu, hydrocarbon) Theo chế độ tuần hồn: xi chiều, chéo chiều, ngược chiều Cấu tạo bề mặt đun nóng: vỏ bọc ngoài, ống chùm, ống xoắn Trong đồ án thiết kế hệ thống đặc nước mía này, ta sử dụng hệ thống cô đặc nồi xuôi chiều ( tuần hoàn tự nhiên), buồng đốt trong, ống chùm dạng tuần hồn trung tâm ưu điểm sau: Dung dịch tự di chuyển từ nồi sang nồi khác nhờ chênh lệch áp suất nhiệt độ nồi Nhiệt độ nồi trước lớn nồi sau, tức áp suất nồi trước lớn nồi sau Dung dịch vào nồi nhiệt độ sôi nhờ gia nhiệt trước nước, ngoại trừ nồi đầu tiên, dung dịch vào nồi thứ 2, có nhiệt độ cao nhiệt độ sơi, dung dịch làm lạnh, lượng nhiệt làm bốc thêm phần nước, gọi q trình tự bốc Cơ đặc ống tuần hồn trung tâm có ưu điểm dung dịch tuần hoàn nồi dễ dàng, vận tốc tuần hoàn lớn ống tuần hồn khơng bị đốt nóng dẫn đến đối lưu dễ dàng Tuy nhiên, phương pháp đặc xi chiều có nhược điểm nhiệt độ dung dịch nồi sau thấp dần, nồng độ dung dịch tăng dần, làm cho độ nhớt dung dịch tăng số truyền nhiệt giảm từ nồi đầu đến nồi cuối Thuyết minh sơ đồ công nghệ (1) Thùng chứa nguyên liệu, (2) Bơm ly tâm, (3,4,5) Nồi cô đặc, (6) thùng chứa sản phẩm, (7) Thiết bị baromet, (8) Thùng nước ngưng Hệ thống cô đặc nồi, làm việc xuôi chiều liên tục Nước mía có nồng độ nhập liệu 15% khối lượng chứa thùng chứa nguyên liệu (1), sau bơm ly tâm (2) bơm lên qua lưu lượng kế trả vào nồi cô đặc (3), (4), (5) Tại nồi cô đặc, dung dịch đun sôi thiết bị đặc có ống tuần hồn trung tâm, buồng đốt trong, ống truyền nhiệt ống tuần hoàn tương đối lớn Dung dịch ống cịn đốt vào khoảng khơng gian phía ngồi ống Khi làm việc, dung dịch ống truyền nhiệt sơi tạo thành hỗn hợp lỏng có khối lượng riêng giảm bị đẩy từ lên miệng ống, cịn ống tuần hồn trung tâm thể tích theo đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn so với ống truyền nhiệt lượng tạo ống hơn, khối lượng riêng hồn hợp hơi– lỏng lớn so với ống truyền nhiệt, bị đẩy xuống Kết thiết bị có chuyển động tuần hoàn tự nhiên từ lên ống truyền nhiệt từ xuống ống tuần hoán trung tâm Hơi đốt nồi (3), đốt ngưng tụ, tỏa nhiệt làm sôi dung dịch, bốc lượng thứ Hơi thứ từ nồi thứ (3) dùng làm đốt cho nồi thứ (4) tương tự thứ nồi (4) đốt cho nồi (5) Hơi thứ từ nồi (5) ngưng tụ nhờ thiết bị baromet (7) Nước ngưng từ phịng đốt nồi đặc qua xả nước ngưng, qua bẫy để chả xuống thùng nước ngưng (8) Dung dịch từ nồi cô đặc (5) lấy cho vào thùng chứa sản phẩm (6) CHƯƠNG II: TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ I ĐỀ BÀI VÀ CÁC GIẢ THUYẾT BAN ĐẦU Thiết bị cô đặc ống chùm, dạng tuần hoàn trung tâm Năng suất đầu vào: Gđ = 15000 kg/h Nồng độ nhập liệu: xđ = 15% ( khối lượng) Nồng độ sản phẩm: xc = 60% ( khối lượng) Áp suất bão hịa: P = 2at Áp suất chân khơng thiết bị ngưng tụ: Pck= 0,76at Dung dịch: Nước mía Phân tử mol: Mpt = 342kg/kmol II TÍNH TỐN Xác định tổng lượng thứ bốc khỏi hệ thống Gọi: Gđ, Gc lượng dung dịch lúc đầu cuối, kg/h xđ, xc nồng độ đầu cuối, % khối lượng W lượng thứ bốc hơi, kg/h Phương trình cân vật liệu cho tồn hệ thống: Gđ = G c + W Phương trình cân vật liệu cho cấu tử phân bố: Gđ.xđ = Gc.xc + W.xw (1) Ở ta coi trình cô đặc coi khối lượng chất tan không bị theo lượng bốc nên ta có: Gđ.xđ = Gc.xc (2) Từ (1) (2) ta có: W = Gđ (1 – xđ/xc) Theo số liệu đề tài ta có lượng thứ bốc tồn hệ thống : W = 15000 (1 – 15/60) = 11250 (kg/h) Sự phân bố thứ nồi Cơ đặc nhiều nồi có hiệu kinh tế cao sử dụng đốt so với nồi, ta giả thuyết 1kg đưa vào đốt ta 1kg thứ, 1kg đốt đưa vào nồi đầu làm bốc số kg thứ tương đương với số nồi hệ thống đặc nhiều nồi, hay nói cách khác lượng đốt dùng để bốc 1kg thứ tỷ lệ nghịch với số nồi Dựa vào giả thuyết ta có: Gọi W1, W2, W3 lượng thứ nồi 1, nồi 2, nồi kg/h Chọn phân bố thứ theo tỷ lệ : W1 : W2 :W3 = : 1,1 : 1,2 Từ cách chọn tỷ lệ ta tính lượng thứ bốc nồi: Nồi 1: Nồi 2: Nồi 3: Nồng độ dung dịch nồi: Ta có cơng thức: xi = Gđ xđ Gđ W i ,% khối lượng Với xi nồng độ dung dịch nồi I i 1 Vậy: Nồng độ nồi 1: x1 = Gđ xđ Gđ W =15000 = 19,41 (% khối lượng) Nồng độ nồi 2: x2 = Gđ xđ Gđ W 1 W2 =15000 = 28,70(% khối lượng) Nồng độ nồi 3: x3 = Gđ xđ Gđ W 1 W2 W3 = 15000 = 60 (%khối lượng) Tính chênh lệch áp suất chung tồn hệ thống Ta có: ∆P = P – Png (at) ∆P = – 0,76 = 1,24 (at) Xác định áp suất, nhiệt độ đốt nồi Giả sử áp hiệu số phân bố suất đốt nồi là: ∆P1 : ∆P2 : ∆P3 = 4.2 : 2,1 : Và ta có: P = P1+ P2+ P3 = 1.24 at ΔP3 = at ΔP2 =at ΔP1 = at Mà ta có: Phđ1 = at P1 = Phđ1 - Phđ2 => Phđ2 = Phđ1 - P1 = – 0,7134 =1,2866 at P2 = Phđ2 - Phđ3 => Phđ3 = Phđ2 - P2 = 1,2866 – 0,3567 = 0,9299 at 10 Với h = 0,04 m; D = 1,55 m; D0 = 1,413m; Gb = 0,04.(1,552 1,4132 ) 3,14.7,85.103.9,81= 3928,264 N Trọng lượng hơi: Gh D 3,14.1,4 H h 9,81 4.0,896.9,81 54,123N 4 Vậy trọng lượng thiết bị: G = Gth+ Gtn+ Gl+2.Gv+ Gđ+ Gn+ Gthb+ 2.Gb + Ghn= 1,53.105N Vậy tải trọng tác dụng lên tai treo: G1 = G/4 =38250N Theo bảng XIII.36/438 – [II] ta chọn tải trọng cho phép tai treo G = 0,5.105N 33 để bảo đảm độ bền Nên ta có thơng số sau: – Bề mặt đỡ F = 72,5.10-4 m2 – Tải trọng cho phép lên bề mặt: q = 0,69.106 N – L = 100 mm – B =75 mm – B1 = 85 mm – H = 155 mm – S = mm – l = 40 mm – a = 15 mm – d = 18 mm Khối lượng tai treo 1,23 kg 34 CHƯƠNG IV: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ I Thiết bị ngưng tụ Baromet Lượng nước lạnh cần để cung cấp cho thiết bị ngưng tụ: W (i C n t c ) Gn= C n (t 2c t d ) Trong : (kg/s) (VI.51/84 – [II]) W : lượng ngưng vào thiết bị ngưng tụ, kg/h; Gn : lượng nước lạnh cần thiết để ngưng tụ, kg/h; i : nhiệt lượng riêng (hàm nhiệt) ngưng, J/kg; t2đ,t2c : nhiệt độ đầu cuối nước lạnh, 0C; Cn : nhiệt dung riêng trung bình nước,J/kg.độ; Ta chọn: t2đ = 200C, t2c = 500C ( để tránh muối dễ kết tủa đóng cặn bề mặt truyền nhiệt) => ta có ttb = = 350C => Cn = 0,99859 kcal/kg.độ = 4180,89 J/kg.độ ( I.147/165 – [II]) W = W3 = 4090,91kg/h i = iht3 = 2658,444.103J/kg Suy ra: Gn = kg/h Lượng khơng khí cần hút khỏi thiết bị : Lượng khí khơng ngưng khơng khí cần hút cụ thể là: – Có sẵn thứ; – Chui qua lỗ hở thiết bị; – Bốc từ nước làm lạnh; 35 Chính lượng vào thiết bị ngưng tụ làm giảm độ chân không, áp suất riêng phần hàm lượng tương đối hỗn hợp giảm đồng thời làm giảm hệ số truyền nhiệt thiết bị Vì cần liên tục hút khí khơng ngưng khơng khí khỏi thiết bị Lượng khí khơng ngưng khơng khí hút khỏi thiết bi tính theo cơng thức: Gkk = 0,000025W+ 0,000025Gn+ 0,01W,kg/s (VI.47/84 – [II]) = 25.10-6(4090,91+) + 0,01 4090,91 = 44,01 kg/h Khi thể tích khơng khí 00C 760 mm Hg cần hút là: Vkk = 0,001.[ 0,02.(W+ Gn) + 8.W] (VI.48/84 – [II]) = 0,001.[0,02.(4090,91+)+8 4090,91] = 35,21 m3/h Đường kính thiết bị ngưng tụ: Đường kính thiết bị ngưng tụ xác định theo ngưng tụ tốc độ qua thiết bị Thiết bị làm việc áp suất 0,2 at nên tốc độ lựa chọn khoảng 35(m/s) Thực tế người ta lấy suất thiết bị gấp 1,5 lần so với suất thực nó.Khi đó, đường kính thiết bị tính theo công thức: Dtr 1,383 W ( m) h h (VI.52/84 – [2]) Với: Dtr: đường kính thiết bị ngưng tụ, m W: lượng ngưng tụ, kg/s W = 4090,91/3600 = 1,14 m3/s h : khối lượng riêng hơi, kg/m3 h : tốc độ thiết bị ngưng tụ, (m/s) chọn h =35m/s Suy ra: Dtr = 1,383 36 Quy chuẩn Dtr = 1,2 m Theo bảng VI.8/88 – [II], ta có thong số thiết bị ngưng tụ baromet( tính mm): Đường kính thiết bị Dtr = 1200 mm Chiều dày thiết bị S = mm Khoảng cách từ ngăn đến nắp thiết bị: a= 1300 mm Khoảng cách từ ngăn cuối đến đáy thiết bị: P = 1200 mm Bề rộng ngăn: b = 750 mm Khoảng cách tâm thiết bị ngưng tụ thiết thiết bị thu hồi: K1 = 1200 mm; K2 = 1095 mm Chiều cao hệ thống thiết bị: H = 6320 mm Chiều rộng hệ thống thiết bị: T = 2975 mm Đường kính thiết bị ngưng tụ : D1 = 600 mm Chiều cao thiết bị ngưng tụ: h1 = 2100 mm Đường kính thiết bị thu hồi: D2 = 500 mm Chiều cao thiết bị thu hồi: h2 = 1400 mm Khoảng cách ngăn: a1 = 300 mm; a2 = 400 mm; a3 = 480 mm; a4 = 575 mm; a5 = 660 mm Đường kính cửa vào: Hơi vào: d1 = 450 mm Nước vào: d2 = 250 mm Hỗn hợp khí ra: d3 = 200 mm Nối với ống baromet: d4 = 250 mm Hỗn hợp khí vào thiết bị thu hồi: d5 = 200 mm 37 Hỗn hợp khí khỏi thiết bị thu hồi: d6 = 150 mm Nối từ thiết bị thu hồi đến ống baromet: d7 = 80 mm Ống thơng khí: d8 = 25 mm Kích thước chắn: Để đảm bảo làm việc tốt, ngăn phải có dạng hình viên phân,do chiều rộng ngăn xác định theo công thức sau: b Dtr 50, mm ( VI.53/85 – [II]) Với: Dtr: đường kính thiết bị ngưng tụ, (mm) Vì ngăn có nhiều lỗ nhỏ, chọn đường kính lỗ là, mm Lấy nước để làm nguội 1200 b 50 650mm Ta có: Chiều cao gờ cạnh ngăn 40 mm Tổng diện tích bề mặt lỗ tồn mặt cắt ngang thiết bị ngưng tụ nghĩa cặp ngăn: f Gn ,m c (VI/85 – [II]) Với: Gn lưu lượng nước, m3/s; Gn = kg/h = 46,719 m/s tốc độ tia nước chọn =0,62m/s chiều cao gờ ngăn 40 mm ρ nước = 995,06kg/m3 Suy ra: Các lỗ ngăn xếp theo hình lục giác nên ta xác định bước lỗ công thức: (VI.55/85 – [II]) 38 t 0,866.d fe (mm) f tb Với: d đường kính lỗ, (mm) tỷ số tổng số diện tích tiết diện lỗ với diện tích tiết diện thiết bị ngưng tụ, thường lấy 0,025-0,1 Vậy chọn = 0,1 t 0,886.2 0,1 0,55mm Chiều cao thiết bị ngưng tụ: Để chọn khoảng cách trung bình ngăn tổng chiều cao hữu ích thiết bị ngưng tụ, ta dựa vào mức độ đun nóng nước thời gian lưu nước thiết bị ngưng tụ Mức độ đun nóng nước xác định công thức: P t 2c t 2d t bh t d (VI.56/85 – [II]) Với: t2c, t2đ nhiệt độ cuối, đầu nước tưới vào thiết bị, 0C tbh nhiệt độ nước bão hoà ngưng tụ, 0C P 50 20 0,756 59,7 20 Quy chuẩn theo bảng VI.7/ 86 – [II], ta có P = 0,774 Tra bảng VI.7/ 86 – [II], ta có: – Số bậc: – Số ngăn: – Khoảng cách ngăn: 400 mm – Thơi gian rơi qua bậc: 0,41 s Kích thước ống baromet: 39 Áp suất thiết bị 0.2 at để tháo nước ngưng ngưng tụ cách tự nhiên cần phải có ống barơmet: Đường kính ống barơmet tính theo cơng thức: dB Trong đó: 0,004(Gn W) m (VI.57/86 – [II]) W lượng ngưng, kg/s Gn lượng nước lạnh tưới vào tháp, kg/s ω tốc độ hỗn hợp nước chất lỏng ngưng chảy ống barômet, m/s; thường lấy ω =0,5 – 0,6 m/s dB 0,004 46,719 2,442 0,354m 0,5 Theo qui chuẩn d = 0,4 m Chiều cao ống Baromet : Được xác định theo công thức sau: H = h1 + h2 + 0,5 m ( VI.58/ 86 – [II]) Trong đó: 0,5 m chiều cao dự trữ để ngăn ngừa nước dâng lên ống chả trán vào đường ốn dẫn áp suất khí tăng h1 chiều cao cột nước ống barômet cân với hiệu số áp suất khí áp thiết bị ngưng tụ: h1 10,33 b ,m 760 (VI.59/86 – [II]) Ở b độ chân không thiết bị ngưng tụ, mmHg b = 1- 0,2 = 0,8 at = 0,8.735,6 = 588,48 mmHg h1 10,33 588,48 7,999m 8m 760 40 h2 chiều cao cột nước ống barơmet cần để khắc phục tồn trở lực nước chảy ống : h2 2 H 1 (m) 2g d (VI.60/87 – [II]) Hệ số trở lực vào đường ống lấy = 0,5; khỏi ống lấy = cơng thức có dạng sau: h2 2 2g H 2,5 (m) d Với: H: toàn chiều cao ống Bazomet, m d: đường kính ống Bazomet, m; d = 0,4 m : hệ số ma sát nước chảy ống Để tính ta tính hệ số chuẩn Re chất lỏng chảy ống Bazomet: Re d B n (II.58/377 – [II]) Với: dB đường kính ống dẫn, m ω tốc độ nước chảy ống baromet, ω = 0,5 m/s n khối lượng riêng nước tra theo t =35oC; n =995,06 kg/m3 tb Theo bảng I.251/314 – [II] độ nhớt nước tra 35 oC: µ = 0,722.10-3N.s/m2 Re 0,5.995,06.0,4 275639,89 10 3 0,722.10 Vậy ống barơmet chế độ chảy xốy ta dùng cơng thức sau để tính hệ số ma sát: 6,81 0,9 lg 3,7 Re ; (II.65/380 – [I]) Trong : độ nhám tương đối xác định theo công thức sau: 41 d td (II.66/380 – [I]) độ nhám tuyệt đối: ε =0,2mm theo bảng II.15/381 – [I] dtd đường kính tương đối ống 0,2.10 5.10 0,4 0,9 6,81 5.10 lg 7,37 3,7 275639,89 0,184m Nên: h2 0,5 H 2,5 0,184 0,032 5,86.10 3.H 2.9,81 0,4 Vậy: H = h1 + h2 + 0,5 = 8+ 0,032 + 5,86.10-3.H + 0,5 H = 8,582 m ; ta chọn H = 8,6m Nhưng thực tế người ta lấy chiều cao Bazomet 10m II Tính tốn chọn bơm Bơm ly tâm để bơm nước vào thiết bị Baromet: Ta dùng bơm ly tâm để bơm nước vào thiết bị cơng suất bơm tính theo cơng thức: (II.189/439 – [I]) N = (kW) Trong đó: Q suất bơm, m3/s; Q = m3/s ρ khối lượng riêng chất lỏng, kg/m3; g gia tốc trọng trường, m2/s; H áp suất toàn phần bơm, m; 42 η hiệu suất chung bơm; ta chọn η = 0.85; Áp suất toàn phần bơm xác định theo công thức: H = + H0 + hms , m; (II.185/438 – [I]) Trong đó: P1 P2 áp suất bề mặt chất lỏng không gian đẩy hút, N/m2; P1= 0,2 at; P2=1 at H0 chiều cao nâng chất lỏng, m H = Hh + Hđ Với: Hh chiều cao hút; Hđ chiều cao đẩy Ở 350C chiều cao hút thường Hh = m; Chiều cao đẩy = chiều cao ống barômet = 10 m Vậy H0 = + 10 = 15 m; hms áp suất tiêu tốn để thắng toàn trở lực đường ống hút đẩy, m; Tính hms: hms - - l (m) d 2.g l chiều dài toàn bộ, l=25 m; d đường kính ống hút đẩy d = 4.W w. W lượng nước ống; W= Gn = kg/h; w vận tốc nước ống coi vận tốc ống hút đẩy w = m/s Suy ra: d = 43 Vậy dh = dđ = 0,1 m - λ hệ số ma sát; λ = 0,184 m - : trở lực chung - Vận tốc nước ống: - Tổng trở lực: theo bảng II.16/382 – [I], ta có: cửa vào=0,5; cửa ra=1 khuỷu ống (3 khuỷu) =1,16 ( Bảng N030/394 – [I]) van tiêu chuẩn = 4,1 (Bảng N037/397 – [I]) van chắn = 0,5 (Bảng N045/399 – [I]) = 0,5 + + 3.1,16 + 4,1 + 0,5 = 9,58 25 62 hms 0,184 9,58 5,02m , , 81 Vậy: – Chênh lệch áp suất cuối ống đẩy đầu ống hút: Hc P2 P1 ( m) g (0,2 1)9,81.10 Hc 8,04m 995,06.9,81 Áp suất tồn phần bơm là: N Cơng suất bơm: H = 5,02 + 15 - 8,02 = 12 m 0,047.12.995,06.9,81 6,48KW 1000.0,85 N 6,48 N dc 7.58KW , , 95 tr dc Công suất động điện: (II.190/439 – [I]) Người ta thường lấy động có cơng suất lớn cơng suất tính tốn để tránh tượng tải.Chọn hệ số dự trữ =1,2 ( bảng II.33/440 – [I]) Suy ra: N= Nđc = 9,1KW 44 Bơm dung dịch vào thùng cao vị: Chọn bơm ly tâm, dung dịch bơm ban đầu có nhiệt độ t0 = 200C Nồng độ đầu 15% = 1049,4 kg/m3; = 0,974.10-3Nm/s Chọn tốc độ ống hút đẩy m/s – Đường kính ống hút đẩy: d= Suy ra: 4.G d w. ; G - lượng dung dịch đầu; G = 15000 kg/h; đ đ d= Có d = 0,073 m nên vận tốc thực 0,73m/s – Tính H: + Tính Hm: l H m (m) d 2.g Hệ số ma sát tính qua chế độ chảy Re: Re = Chế độ chảy xoáy, suy ra: 6,81 0,9 lg 3,7 Re ( II.65/380 – [1]) Ta có: 6,81 0,9 2.10 lg 6,3 3,7 1,088.10 45 0,025 Trở lực chung: = 0,5 + + 3.1,16 + 4,1 + 0,5 = 9,58 Suy ra: Hm = + Chiều cao ống hút; Hh = m; + Chiều cao ống đẩy;Hđ = 10 m + Mặt thoáng chất lỏng thùng chứa thùng cao vị có áp suất tương đương nhau, nên áp suất toàn phần bơm là: H = Hđ+Hh+Hm= +10 + 0,4 = 12,4m + Công suất bơm: N= + Công suất động điện: Công suất động điện: II.190/439 – [I] Ndc = II.190/439 – [I] Người ta thường lấy động có cơng suất lớn cơng suất tính tốn để tránh tượng tải.Chọn hệ số dự trữ =1,5 ( bảng II.33/440 – [I]) Suy ra:N= Nđc = 1,5 KW 46 Tài Liệu Tham Khảo GS, TSKH Nguyễn Bin tập thể tác giả Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất – Tập – NXB Khoa học kỹ thuật, 2006 GS, TSKH Nguyễn Bin tập thể tác giả Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất – Tập – NXB Khoa học kỹ thuật, 2006 Tập thể tác giả Bảng tra cứu trình học truyền nhiệt- truyền khối NXB Đại học quốc gia TP HCM, 2008 I.L.IOPha Thiết kế q trình thiết bị cơng nghệ hóa học NXB Hóa Học St.Peterburg, 1991 47 ... dung dịch nồi 1, 2, 3, 0C ihđ1, ihđ2, ih? ?3 hàm nhiệt đốt nồi 1, nồi 2, nồi 3, kg/h iht1, iht2, iht3 hàm nhiệt thứ nồi 1, nồi 2, nồi 3, J/kg C1, C2, C3 nhiệt dung riêng dung dịch nồi 1,2 ,3, J/kg.độ... nguyên liệu, (2) Bơm ly tâm, (3, 4,5) Nồi cô đặc, (6) thùng chứa sản phẩm, (7) Thiết bị baromet, (8) Thùng nước ngưng Hệ thống cô đặc nồi, làm việc xuôi chiều liên tục Nước mía có nồng độ nhập liệu... (1) Nồi 2: D2.ihđ2 + (Gđ – W1).C1.ts1 = W2.iht2 + (Gđ –W1 –W2).C2.ts2 + D2Cn2 θ2 + 0,05.D2.(ihđ2 – Cn2.θ2) (2) Nồi 3: D3.ih? ?3 + (Gđ – W1 –W2).C2.ts2 = W3.iht3 + (Gđ –W1 –W2 –W3).C3.ts3 + D3Cn3? ?3+