Thông tin tài liệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN QT - TB CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC Đề tài: Thiết kế hệ thống cô đặc nồi xuôi chiều không lấy phụ có phịng đốt ngồi thẳng đứng, đặc dung dịch NaNO3 với suất 3,4 kg/s GVHD: TS Cao Thị Mai Duyên SVTH: Nguyễn Thắng MSSV: 20175158 HÀ NỘI - 2021 VIỆN KỸ THUẬT HỐ HỌC CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BỘ MƠN Q TRÌNH –THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HỐ VÀ THỰC PHẨM Độc lập – Tự – Hạnh phúc N H I Ệ M V Ụ THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ tên: Nguyễn Thắng MSSV: 20175158 Lớp: KTHH 03 Khóa: 62 I Đầu đề thiết kế: Tính tốn, thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều làm việc liên tục, dùng để cô đặc m dung dịch NaN 3, suất F= 3,4 kg/s, chiều cao ống truyền nhiệt: H = II Các số liệu ban đầu: Nồng độ đầu dung dịch: Nồng độ cuối dung dịch: Áp suất đốt nồi 1: Áp suất ngưng tụ: BI Nội dung phần thuyết minh tính tốn: Phần mở đầu Vẽ thuyết minh sơ đồ công nghệ (bản vẽ A4) Tính tốn kỹ thuật thiết bị Tính chọn thiết bị phụ Kết luận Tài liệu tham khảo IV Các vẽ - Bản vẽ dây chuyền công nghệ: khổ A4; - Bản vẽ lắp thiết bị chính: V VI VII Ngày phải hồn thành: Cán hướng dẫn: Ngày giao nhiệm vụ: Mục Lục LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 1.2 1.3 1.3.1 1.3.2 PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.7.1 2.7.2 2.7.3 2.7.4 2.8 2.9 lượng thứ Wi nồi 2.9.1 2.9.2 2.9.3 2.9.4 2.10 2.10.1 Tính hệ số cấp nhiệt α1 ngưng tụ 2.10.2 Tính nhiệt tải riêng phía ngưng tụ 2.10.3 Tính hệ số cấp nhiệt α2 từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi 19 2.10.4 Tính nhiệt tải riêng phía dung dịch 24 2.10.5 So sánh q1i q2i 24 2.11 truyền nhiệt nồi 2.12 độ hữu ích nồi Xác định hệ số 25 Tính hiệu số nhiệt 25 * 2.13 ∆Ti 2.14 nhiệt F So sánh ∆Ti 26 Tính bề mặt truyền 26 PHẦN 3: TÍNH TỐN CƠ KHÍ 27 3.1 đặc 3.1.1 buồng đốt 3.1.2 buồng đốt 3.1.3 Buồng đốt nồi cô 27 Xác định số ống 27 Xác định đường kính 28 phịng đốt Xác định chiều dày 28 đỡ ống Tính chiều dày lưới 30 phịng đốt Tính chiều dày đáy 32 thân, số bulơng cần thiết để lắp ghép Tra bích lắp đáy 34 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.2 Buồng bốc 34 3.2.1 Thể tích phịng bốc 34 3.2.2 hơi: Chiều cao phòng bốc 35 Chiều dày phòng bốc 35 bốc Chiều dày nắp buồng 36 3.2.3 3.2.4 3.2.5 vào thân buồng bốc Tra bích để lắp nắp 37 3.3 Tính số chi tiết 37 khác 3.3.1 Tính đường kính ống nối dẫn hơi, dung dịch vào 37 3.3.2 đỡ 3.3.3 Tính tai treo chân 43 Chọn kính quan sát 49 3.3.4 nhiệt Tính bề dày lớp cách 49 PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 53 4.1 tụ Baromet 4.1.1 Gn cần thiết để ngưng tụ 4.1.2 Dtr thiết bị ngưng tụ Tính thiết bị ngưng 53 Tính lượng nước lạnh 53 Tính đường kính 54 4.1.3 ngăn Tính kích thước 54 bị ngưng tụ Tính chiều cao thiết 55 Baromet Tính kích thước ống 56 4.1.4 4.1.5 4.1.6 khơng ngưng 4.2 chân khơng 4.3 hỗn hợp đầu 4.3.1 Tính lượng khí 58 Tính tốn bơm 58 Thiết bị gia nhiệt 60 (Q) Nhiệt lượng trao đổi 60 ích Hiệu số nhiệt độ hữu 61 4.3.2 4.3.3 Bề mặt truyền nhiệt 65 4.3.4 Số ống truyền nhiệt 65 4.3.5 thiết bị đun nóng 4.3.6 ngăn Đường kính 66 Tính vận tốc chia 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO .68 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN LỜI MỞ ĐẦU Để trở thành kỹ sư kỹ thuật hóa học, học phần “Đồ án Q trình thiết bị Cơng nghiệp hóa học – thực phẩm” đã giúp em bước đầu làm quen với công việc kỹ sư kỹ thuật hóa học thiết kế, sản xuất thiết bị phục vụ nhiệm vụ sản xuất Bộ mơn “Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học” cung cấp kiến thức cần thiết cho sinh viên đặc biệt kỹ sư máy hóa chất, giúp sinh viên hiểu có khả vận hành thiết bị máy móc cơng nghiệp sản xuất có liên quan Đây tảng bản, sở để kỹ sư hiểu sâu nghiên cứu sản xuất máy móc đại giới thời đại mà máy móc phát triển vũ bão Trong phạm vi “Đồ án môn học – Nhiệm vụ thiết kế hệ thống đặc hai nồi xơi chiều thiết bị có phịng đốt ngồi thẳng dùng để đặc dung dịch NaNO 3” đề cập đến việc tính tốn thiết kế thiết bị chính, phụ tính khí hệ thống Để hoàn thành đồ án em đã nhận sự giúp đỡ lớn từ phía thầy cơ, gia đình bạn bè Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên hướng dẫn TS Cao Thị Mai Duyên đã giúp đỡ em tận tình để hồn thành đồ án Do thời gian kiến thức hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến sự góp ý thầy để đồ án hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SVTH: NGUYỄN THẮNG Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN PHẦN 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu sản phẩm NaNO3 a, Tính chất vật lý - Natri Nitrat thường dạng tinh thể không màu, khối lượng riêng 2,265 g/ 3, có nhiệt độ nóng chảy = 312℃ - Natri Nitrat tan nước, chất điện li mạnh - Để ngồi khơng khí chúng bị chảy hấp thụ nước khơng khí - NaN kha bền với nhiệt (chúng thăng hoa chân khơng 380-500 ℃ ) b, Tính chất hóa học - Ở nhiệt độ cao NaN - Khi bị đun nóng NaN - 2NaN Phản ứng với Cu môi trương Axit: chất oxi hóa mạnh bị phân hủy tạo thành muối Nitrit oxi ° → 2NaN 2N − +3 +8 + →3 2+ 2+ + 2NO + c, Ứng dụng - Trong thiên nhiên, chủ yếu khai thác ChiLe nên gọi sanpet Chi Lê - Dùng để điều chế axit nitric, phân đạm, dùng công nghiệp thủy tinh, luyện kim, độ tinh khiết 99,3 %, dùng thí nghiệm công nghiệp, dân dụng - Dùng làm thuốc nổ đen 1.2 Sơ lược q trình đặc a, Q trình đặc Q trình đặc q trình làm đậm đặc dung dịch việc đun sôi Đặc điểm q trình dung mơi tách khỏi dung dịch dạng hơi, chất hoà tan giữ lại dung dịch, đó, nồng độ dung dịch tăng lên Khi bay hơi, nhiệt độ dung dịch thấp nhiệt độ sôi, áp suất dung môi mặt dung dịch lớn áp suất riêng phần khoảng trống mặt thoáng dung dịch nhỏ áp suất chung.Trạng thái bay có thể xảy nhiệt độ khác nhiệt độ tăng tốc độ bay lớn, cịn sư bốc (ở trạng thái sôi) diễn lòng dung dịch( tạo thành bọt) áp suất dung môi SVTH: NGUYỄN THẮNG Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN áp suất chung mặt thống , trạng thái sơi có nhiệt độ xác định ứng với áp suất chung nồng độ dung dịch đã cho Trong q trình đặc, nồng độ dung dịch tăng lên, mà số tính chất dung dịch thay đổi Điều có ảnh hưởng đến q trình tính tốn, cấu tạo vá vận hành thiết bị đặc Khi nồng độ tăng, hệ số dẫn nhiệt , nhiệt dung riêng C, hệ số cấp nhiệt dung dịch giảm Ngược lại, khối lượng riêng , độ nhớt , ’ tổn thất nồng độ Δ tăng Đồng thời tăng nồng độ tăng điều kiện tạo thành cặn bám bề mặt truyền nhiệt, tính chất làm giảm bề mặt truyền nhiệt thiết bị Hơi dung môi tách q trình đặc gọi thứ, thứ nhiệt độ cao dùng để đun nóng thiết bị khác, dùng thứ để đun nóng cho thiết bị ngồi hệ thống ta gọi phụ Q trình đặc tiến hành thiết bị đặc nồi nhiều nồi, làm việc liên tục gián đoạn Q trình đặc thực áp suất khác tuỳ theo yêu cầu kĩ thuật, làm việc áp suất thường dùng thiết bị hở, làm việc áp suất thấp dùng thiết bị kín đặc chân khơng có ưu điểm giảm bề mặt truyền nhiệt (khi áp suất giảm nhiệt độ sơi dung dịch giảm dẩn đến hiệu số nhiệt độ đốt dung dịch tăng) b, Cô đặc nhiều nồi Cô đặc nhiều nồi trình sử dụng thứ thay cho đốt, có ý nghĩa kinh tế cao sử dụng nhiệt Nguyên tắc trình đặc nhiều nồi tóm tắt sau: Ở nồi thứ nhất, dung dịch đun nóng đốt, thứ nồi đưa vào đun nồi thứ hai, thứ nồi hai đưa vào đun nồi ba thứ nồi cuối vào thiết bị ngưng tụ Dung dịch vào từ nồi sang nồi kia, qua nồi bốc môt phần, nồng độ dần tăng 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 Trong loại hệ thống đặc nhiều nồi hệ thống đặc nhiều nồi xuôi chiều sử dụng nhiều SVTH: NGUYỄN THẮNG Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN Dựa vào mức độ đun nóng với điều kiện lỗ dlỗ = 2mm, tra bảng VI.7 [4 – 86] Quy chuẩn = 0,727 Số bậc Thực tế thiết bị ngưng tụ từ lên thể tích giảm dần, khoảng cách hợp lí ngăn nên giảm dần theo hướng từ lên khoảng chừng 50mm cho ngăn Theo bảng ta có ngăn, khoảng cách trung bình ngăn 300mm, ta chọn khoảng cách ngăn 400mm Chiều cao hữu ích thiết bị ngưng tụ là: Hhi = 400 + 350 + 300 + 250 + 200 + 150 + 100 + 50 = 1800 (mm) 4.1.5 Tính kích thước ống Baromet Đường kính ống Baromet xác định theo công thức VI.57 [2 – 86]: d=√ 3600 Trong đó: : tốc độ hỗn hợp nước chất lỏng đã ngưng chảy ống Baromet, m/s Lấy = 0,5 m/s 0,004.(86693,51 + 3778,95) d=√ = 0,253 (m) 3600 .0,5 Xác định chiều cao ống Baromet theo công thức VI.58 [2 – 86]: H = h1 + h2 + 0,5 [m] Trong đó: h1: chiều cao cột nước ống Baromet cân với hiệu số áp suất khí áp suất thiết bị ngưng tụ Áp dụng công thức VI.59 [2 – 86]: SVTH: NGUYỄN THẮNG 56 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN h1 760 Trong đó: Pck: độ chân không thiết bị ngưng tụ Pck = 760 – 735,6 png = 760 – 735,6.0,2 Vậy h1 = 10,33.612,88760 = 8,33 (m) = 612,88 (mmHg) h2: chiều cao cột nước ống Baromet để khơi phục tồn trở lực h2 Trong đó: d: đường kính ống baromet, d = 0,253 (m) : vận tốc dòng, = 0,5 m/s : hệ số trở lực ma sát nước chảy ống (công thức Baziut) = 0,3164 0,25 Re = o : khối lượng riêng lỏng ttb = 37,5 C Tra bảng I.102 [1 – 94]: = 0,6881.10-3 (N/m2) Tra bảng I.249 [1 – 310]: = 993,1 (kg/m ) Ta có: −3 0,6881.10 Re = 0,5.0,253.993,1 0,3164 = = 182571,07 = 0,0153 182571,070,25 Vậy h2 = 0,52 (2,5 + 0,0153 ) 2.9,81 h2 = 0,031855 + 7,53.10 0,253 - H Mặt khác: H = h1 + h2 + 0,5 -4 H = 8,33 + 0,031855 + 7,53.10 H + 0,5 SVTH: NGUYỄN THẮNG 57 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN = 8,87 (m) Ta chọn H = m 4.1.6 Tính lượng khí khơng ngưng - Lượng khơng khí cần hút: Theo cơng thức VI.47 [2 – 84]: Gkk = 0,000025W2 + 0,000025Gn + 0,01W2 [kg/h] = (0,000025 + 0,01W2 + 0,000025Gn Trong đó: Gn: lượng nước làm nguội tưới vào thiết bị ngưng tụ, kg/h W2: lượng nước vào thiết bị ngưng tụ, kg/h G kk = (0,000025 + 0,01) 3778,95 + 0,000025 86693,51 = 40,05 (kg/h) - Thể tích khơng khí cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ: Theo công thức VI.49 [2 – 84]: Vkk = Trong đó: tkk: nhiệt độ khơng khí thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khơ tính theo cơng thức VI.50 [2 – 84]: o tkk = t2d + + 0,1(t2c – t2d) = 25 + + 0,1.(50 – 25) = 31,5 C ph: áp suất riêng phần nước hỗn hợp nhiệt độ tkk, N/m Tra bảng I.250 [1 – 312]: Vậy Vkk = 4.2 Tính tốn bơm chân khơng - Cơng suất bơm chân khơng tính theo cơng thức: Nb = SVTH: NGUYỄN THẮNG 58 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN Trong đó: m: số đa biến, chọn m = 1,25 pk = png – ph = 0,2 – 0,0475 = 0,1525 (at) p1 = png = 0,2 at p2: áp suất khí quyển, p2 = at : hiệu suất, = 0,65 N= b Dựa vào Nb chọn bơm theo quy chuẩn bảng II.58 [1 – 513], bơm chân khơng vịng nước PMK ta chọn bơm PMK-1 với thơng số: + Số vịng quay: 1450 vịng/phút + Cơng suất u cầu trục bơm: 3,75 kW + Công suất động điện: 4,5 kW + Lưu lượng nước: 0,01 m /h + Kích thước: dài: 575 mm rộng: 410 mm cao: 390 mm + Khối lượng: 93 kg gffg Bảng tổng hợp số liệu 8: Bảng thống kê thông số thiết bị ngưng tụ: (Bảng VI.8 [4 – 88]) gffg Ký hiệu kích thước Chiều dày thành thiết bị Khoảng cách từ ngăn đến nắp thiết bị Khoảng cách từ ngăn cuối đến đáy thiết bị Bề rộng ngăn Khoảng cách tâm thiết bị ngưng tụ thiết bị thu hồi Chiều cao hệ thống thiết bị SVTH: NGUYỄN THẮNG 59 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm Chiều rộng hệ thống thiết bị Đường kính thiết bị thu hồi Chiều cao thiết bị thu hồi Khoảng cách ngăn Đường kính cửa vào: Hơi vào Hơi Hỗn hợp khí Nối với ống Baromet Hỗn hợp khí vào thiết bị thu hồi Hỗn hợp khí khỏi thiết bị thu hồi Nối từ thiết bị thu hồi với ống Baromet 4.3 Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu Để đun nóng hỗn hợp đầu người ta gia nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm loại đứng dùng nước bão hịa để đun nóng hỗn hợp đầu Chọn áp suất tuyệt o đối nước bão hòa p = 5,0 at Khi nhiệt độ nước bão hịa t bh = 151,1 C (bảng I.251 [1 – 314]) Thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm với thông số (bảng V.10 [2 – 44]): + Bề mặt truyền nhiệt đơn vị thể tích: 15 – 40 m /m + Lượng kim loại cần cho đơn vị tải nhiệt: + Lượng kim loại cần cho đơn vị bề mặt đốt: 30 – 80 kg/m + Đường kính ống: d = 0,021 m + Dung dịch ống, đốt ống 4.3.1 Nhiệt lượng trao đổi (Q) SVTH: NGUYỄN THẮNG 60 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN Q = F.Cp.(tF – tf) [W] Trong đó: F: lưu lượng hỗn hợp đầu, F = 12240 kg/h o tF: nhiệt độ sôi hỗn hợp, fF = tso = 120,12 C Cp: nhiệt dung riêng hỗn hợp Cp = Co = 3767,4 (J/kg.độ) tf: nhiệt độ môi trường Thay số: Q= 12240 3600 3767,4 (120,12 – 25) = 1218407,3 (W) 4.3.2 Hiệu số nhiệt độ hữu ích o Chọn thđ = t1 = 151,1 C o ∆tđ = 151,1 – 25 = 126,1 C o ∆tc = 151,1 – 120,12 = 30,98 C ∆ đ Do = ∆ ∆ o Hơi đốt: t1tb = 151,1 C o Phía hỗn hợp: t2tb = thđ – ∆ttb = 151,1 – 67,84 = 83,26 C Tính hệ số cấp nhiệt cho lưu thể Hệ số cấp nhiệt phía nước ngưng tụ: = 2,04 ( Trong đó: r: ẩn nhiệt ngưng tụ lấy theo nhiệt độ bão hòa r = 2117.10 (J/kg) ∆ 1: chênh lệch nhiệt độ nhiệt độ đốt nhiệt độ thành ống truyền nhiệt, oC H: chiều cao ống truyền nhiệt, H = 6m A: Hằng số tra theo nhiệt độ màng nước ngưng Giả sử: ∆ = 7,5 oC SVTH: NGUYỄN THẮNG 61 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm tT1 = t1 - ∆ 1= Ta có: tm = 151,1 - 151,1 – 7,5 = 143,6 oC 7,5 = 147,35 oC ➔ Tra bảng [2 – 29] Thay số: GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN = 2,04.195,1 ( 2117.10 A = 195,1 0,25 ) 7,5.6 Nhiệt tải riêng phía ngưng tụ q1 = α1 ∆ = 5861,58 (W/m2 độ) Thay số: q1 = 5861,58.7,5 = 43961,83 (W/m ) [W/m ] Hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xốy Theo cơng thức V.40 [2 – 14] có: Nu = 0,021 Ԑ1.Re Mà: = Nên: Trong đó: Pr: chuẩn số Prandt Re: chuẩn số Reynold với Re = 10000 Ԑ1: hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng tỉ số chiều dài L đường kính d ống Chọn đường kính d = 21mm, L = 6m Ta có: • Tính chuẩn số Pr: Cp: nhiệt dung riêng hỗn hợp, Cp = Co = 3767,4 (J/kg.độ) : độ nhớt dung dịch NaNO3 ngoại suy theo công thức Pavlov I.17, [1-85] − = const 1− Chọn chất lỏng chuẩn nước Chọn t1 = 10˚C ; t2 = 20˚C Tra bảng I.107, [1-101] ta có -3 -3 t1 = 10˚C x1 = 10% ta có μ1 = 1,38.10 N.s/m t2 = 20˚C x1 = 10% ta có μ2 = 1,07.10 N.s/m SVTH: NGUYỄN THẮNG 62 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN Tra bảng I.102, [1-94] ta có μ1 = 1,38.10 -3 N.s/m → θ1 = 8,15˚C μ2 = 1,07.10 -3 N.s/m → θ2 = 17,72˚C 2 Áp dụng công thức Pavlov ta có -3 Tra bảng I.102 [1-94], ta có μdd = 0,364.10 N.s/m Tra bảng I.59 [1 – 46], : khối lượng riêng hỗn hợp ttb = 83,26 oC = 1034,95 (kg/m ) M: khối lượng mol dung dịch M 3 = + 33 =85 +18.(1- ) : phần mol NaNO dung dịch 3 = M = 85.0,023 + 18(1 - 0,023) = 19,541 Với A = 3,58.10 -8 = 0,5242 W/m.độ Thay số: Pr = 3767,4.0,364.10 −3 0,5242 = 2,616 Hiệu số nhiệt độ phía thành ống: ∆ = tT1 – tT2 = q1.∑ Trong đó: tTi: nhiệt độ thành ống phía hỗn hợp Thay số: ∆ ∑ : tổng nhiệt trở bên ống truyền nhiệt ∑ = 6.6.10-4 -4 o = 43961,83.6,6.10 = 29,01 C SVTH: NGUYỄN THẮNG 63 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm tT2 = tT1 - ∆ = 143,6 –29,01 = 114,59 oC GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN ∆t2 = tT2 – t2tb = 114,59 – 83,26 = 31,33 oC • Tính chuẩn số Prt = Trong đó: : nhiệt dung riêng hỗn hợp = C1 = 3595,36 (J/kg.độ) : độ nhớt dung dịch NaNO3 ngoại suy theo công thức Pavlov I.17, [1-85] 1− 1− = const Chọn chất lỏng chuẩn nước Chọn t1 = 10˚C ; t2 = 20˚C Tra bảng I.107, [1-101] ta có -3 -3 t1 = 10˚C x1 = 10% ta có μ1 = 1,38.10 N.s/m t2 = 20˚C x1 = 10% ta có μ2 = 1,07.10 N.s/m Tra bảng I.102, [1-94] ta có μ1 = 1,38.10 -3 N.s/m → θ1 = 8,15˚C μ2 = 1,07.10 -3 N.s/m → θ2 = 17,72˚C 2 Áp dụng cơng thức Pavlov ta có 20−10 Tra bảng I.104 [1-96], ta có = 0,261.10-3 (N.s/m2) : hệ số dẫn nhiệt hỗn hợp tT2 -8 Với A = 3,58.10 : khối lượng riêng hỗn hợp tT2 = 114,59 oC, x = 10% Tra bảng I.59 [1 – 46], ta có = 1020,9 kg/m Thay vào cơng thức (*) ta có: -8 = 3,58.10 3595,36 1020,9 Thay số: Prt = 3595,36 0,491 = 0,491 (W/m độ) 0,261.10-3 = 1,91 Ta có hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xốy: SVTH: NGUYỄN THẮNG 64 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm = 0,021 0,5242 GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN 0,8 0,021.10000 2,616 0.43 2,616 ( 0,25 1,91) = 1359,04 Nhiệt tải riêng phía dung dịch q2 = Δ = 1359,04.31,33 = 42578,62 (W/m ) 2 Kiểm tra sai số = |1 − 2| = |43961,83− 42578,62 43961,83 | 100 = 3,14 % Sai số nhỏ 5% ta chấp nhận giả thiết 4.3.3 Bề mặt truyền nhiệt Công thức tính: F= Trong đó: Q: nhiệt lượng trao đổi, Q = 1218407,3 W qtb: nhiệt tải riêng trung bình phía dung dịch qtb = Thay số: F= 43274,725 1+ 2 1218407,3 = 43961,83 + 42578,62 = 43274,725 (W/m2) = 28,16 (m2) Quy chuẩn: F = 50 m (theo bảng VI.6 [2 - 80]) 4.3.4 Số ống truyền nhiệt Cơng thức tính: n= Trong đó: F: bề mặt truyền nhiệt, F = 50 m d: đường kính ống truyền nhiệt, d = 0,021 m H: chiều cao ống truyền nhiệt, H = 6m Thay số: n= 50 0,021 SVTH: NGUYỄN THẮNG = 126,38 65 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN Quy chuẩn n = 127 ống Theo bảng V.11 [2 – 48], ta có: - Số hình cạnh: - Số ống đường xuyên tâm cạnh: 13 - Tổng số ống khơng kể ống hình viên phân: 127 - Tổng ống thiết bị: 127 4.3.5 Đường kính thiết bị đun nóng D = t.(b – 1) + 4.dn Trong đó: dn: đường kính ngồi ống truyền nhiệt dn = d + 2.δ = 0,021 + 2.0,002 = 0,025 (m) t: bước ống, lấy t = 1,4dn = 1,4.0,025 = 0,035 b: số ống đường xuyên tâm hình cạnh, b = 13 Thay số: D = 0,035(13 – 1) + 4.0,025 = 0,52 (m) Quy chuẩn: D = 600 (mm) (bảng VIII.6 [2 – 359]) 4.3.6 Tính vận tốc chia ngăn • Vận tốc thực: = đ Trong đó: Gđ = 12240 kg/h n = 127 ống d = 0,025 m = 1034,95 kg/m Thay số ta có: Wt = • 0,0212.127.1034,95.3600 4.12240 = 0,0747 (m/s) Vận tốc giả thiết: Wgt = Vì − 0,1675 100% = 0,1675 − 0,0747 = 10000.0,364.10−3 0,021.1034,95 = 0,1675 (m/s) 100 = 55,4 % > 5% nên ta cần chia ngăn để trình cấp nhiệt chế độ xoáy Số ngăn xác định sau: SVTH: NGUYỄN THẮNG 66 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm m= 0,0747 GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN = 0,1675 = 2,24 Chia ngăn SVTH: NGUYỄN THẮNG 67 Đồ án QT & TB CN Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUYÊN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sổ tay q trình Thiết bị cơng nghệ Hóa chất Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [2] Sổ tay q trình Thiết bị cơng nghệ Hóa chất Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [3] Nguyễn Bin.Tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ Hóa chất Thực phẩm Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 [4] Phạm Xuân Toản.Các trình, thiết bị cơng nghệ Hóa chất Thực phẩm Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2003 SVTH: NGUYỄN THẮNG 68 ... 1 .2 1.3 1.3.1 1.3 .2 PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 2. 1 2. 2 2. 3 2. 4 2. 5 2. 6 2. 7 2. 7.1 2. 7 .2 2.7.3 2. 7.4 2. 8 2. 9 lượng thứ Wi nồi 2. 9.1 2. 9 .2 2.9.3 2. 9.4 2. 10 2. 10.1 Tính hệ. .. vi ? ?Đồ án môn học – Nhiệm vụ thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xơi chiều thiết bị có phịng đốt ngồi thẳng dùng để cô đặc dung dịch NaNO 3” đề cập đến việc tính tốn thiết kế thiết bị chính, phụ. .. Hóa học Thực phẩm GVHD: TS CAO THỊ MAI DUN PHẦN 2: TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH u cầu: Thiết kế hệ thống cô đặc nồi xuôi chiều khơng lấy phụ có phịng đốt ngồi thẳng đứng, cô đặc dung dịch NaNO3 với suất
Ngày đăng: 10/12/2022, 07:10
Xem thêm:
