Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa MỤC LỤC ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ 5 LỜI MỞ ĐẦU 6 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG 7 1 1 Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy 7 1 1 1 Khái niệm về sấy 7 1 1[.]
Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa MỤC LỤC ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung kỹ thuật sấy 1.1.1 Khái niệm sấy 1.1.2 Phương pháp sấy 1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy 1.1.4 Vai trò sấy kỹ thuật đời sống .11 1.2 Giới thiệu máy sấy thùng quay 13 1.3 Giới thiệu vật liệu cát 15 1.3.1 Thành phần 15 1.3.2 Tính chất 15 1.3.3 Ứng dụng .15 1.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống sấy thùng quay 18 4.1.1 Sơ đồ công nghệ 18 4.1.2 Nguyên lí hoạt động máy sấy thùng quay 19 CHƯƠNG 20 TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU 20 2.1 Thông số ban đầu .20 2.1.1 Kiểu thiết bị sấy 20 2.1.2 Điều kiện môi trường 20 2.1.3 Vật liệu sấy cát với thông số 21 2.1.4 Tác nhân sấy 21 2.2 Tính tốn thơng số nhiên liệu 21 2.2.1 Thành phần than 21 2.2.2 Nhiệt dung riêng than đá .22 2.2.3 Nhiệt trị than 23 2.2.4 Lượng khơng khí khơ lý thuyết để đốt cháy kg than 23 2.2.5 Entanpi nước hỗn hợp khói 23 2.2.6 Hệ số khơng khí thừa sau q trình hồ trộn 24 2.2.6.1 Nhiệt lượng vào buồng đốt đốt kg than 24 2.2.6.2 Nhiệt lượng khỏi buồng đốt buồng trộn 25 2.2.7 Trạng thái khói trước vào thùng sấy 29 2.2.7.1 Nhiệt độ khói 29 2.2.7.2 Hàm ẩm khói 29 2.2.7.3 Hàm nhiệt khói 30 2.2.7.4 Độ ẩm 30 CHƯƠNG 31 TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH 31 3.1 Cân vật liệu .31 3.1.1 Lượng ẩm bay .31 GVHD : Nguyễn Xuân Huy SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 3.1.2 Lượng cát khỏi thùng sấy 31 3.2 Các thông số thùng sấy 31 3.2.1 Thể tích thùng sấy 31 3.2.2 Chiều dài ,đường kính bề dày thùng 32 3.2.2.1 Chiều dài thùng 32 3.2.2.2 Đường kính thùng .32 3.2.2.3 Chiều dày thân thùng 32 3.2.3 Thời gian lưu vật liệu thùng 33 3.2.4 Số vòng quay thùng 33 3.2.5 Công suất cần thiết để quay thùng 33 3.2.6 Các thông số thùng sấy 34 3.2.6.1 Cấu tạo thân thùng 34 3.2.6.2 Đường kính thùng 34 3.2.6.3 Chiều dài thùng 34 3.2.6.4 Loại cánh .35 3.2.6.5 Tốc độ quay 35 3.3 Quá trình sấy lý thuyết 35 3.3.1 Trạng thái khói khỏi thùng sấy 35 3.3.1.1 Nhiệt độ 35 3.3.1.2 Hàm nhiệt .35 3.3.1.3 Hàm ẩm 35 3.3.1.4 Độ ẩm 35 3.3.2 Cân nhiệt lượng trình sấy 36 3.4 Quá trình sấy thực tế 37 3.4.1 Nhiệt tổn thất môi trường 37 3.4.1.1 Xác định hệ số truyền nhiệt K 37 3.4.1.2 Diện tích xung quanh thùng sấy 44 3.4.1.3 Hiệu số nhiệt độ trung bình 44 3.4.2 Tổn thất cát mang khỏi thùng sấy 45 3.4.3 Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế) 45 3.4.4 Trạng thái khói khỏi thùng sấy 46 3.4.4.1 Nhiệt độ 46 3.4.4.2 Hàm ẩm 46 3.4.4.4 Hàm nhiệt .47 3.4.5 Lượng khói cần thiết để bốc kg ẩm 47 3.4.6 Lượng than cần thiết cho trình 47 3.4.7 Cân nhiệt lượng thiết bị sấy 48 3.4.8 Kiểm tra lượng nhiệt mát môi trường 48 3.4.9 Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy 49 CHƯƠNG 49 TÍNH TỐN CƠ KHÍ 49 4.1 Tính tốn hệ thống dẫn động 49 4.1.1 Tính tốn lựa chọn động 49 4.1.2 Tính tốn động học hệ thống dẫn động khí 50 4.1.2.1 Xác định tỷ số truyền hệ thống dẫn động 50 4.1.2.2 Phân tỷ số truyền hệ dẫn động .50 4.1.2.3 Số vòng quay bánh chủ động 51 4.1.2.4 Công suất trục bánh chủ động 51 4.1.2.5 Momen quay trục bánh chủ động 51 GVHD : Nguyễn Xuân Huy SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 4.2 Tính tốn truyền động bánh .52 4.2.1 Chọn vật liệu 52 4.2.2 Xác định ứng suất cho phép .52 4.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc 52 4.2.2.2 Ứng suất uốn 53 4.2.2.3 Ứng suất tải cho phép 54 4.2.3 Các thông số truyền 54 4.2.3.1 Khoảng cách trục 54 4.2.3.2 Các thông số ăn khớp 55 4.2.3.3 Đường kính 56 4.2.3.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 57 4.2.3.5 Kiểm nghiệm độ bền uốn .59 Ứng suất uốn sinh chân : 59 4.2.3.6 Kiểm nghiệm tải 61 4.2.3.7 Các thơng số kích thước truyền bánh trụ .62 4.3 Kiểm tra độ bền thân thùng 62 4.3.1 Trọng lượng vật liệu thùng .62 4.3.3 Trọng lượng bánh vòng .63 4.3.4 Trọng lượng cánh xới 64 4.3.5 Trọng lượng vành đai 64 4.3.6 Khoảng cách hai vành đai 65 4.3.7 Tải trọng đơn vị chiều dài thùng không kể bánh vòng 4.3.8 Momen uốn tải trọng gây 65 4.3.9 Momen uốn bánh vòng gây .65 4.3.10 Momen chống uốn .65 4.3.11 Ứng suất thân thùng 66 4.4 Tính tốn vành đai .66 4.4.1 Tải trọng vành đai .66 4.4.2 Phản lực lăn 66 4.4.3 Bề rộng vành đai 67 4.4.4 Bề dày vành đai 67 4.4.5 Momen uốn 67 4.4.6 Momen chống uốn 68 4.4.7 Các thông số vành đai 68 4.5 Tính tốn lăn đỡ 68 4.5.1 Đường kính lăn 69 4.5.2 Bề rộng lăn .69 4.5.3 Ứng suất tiếp xúc 69 4.5.4 Các thông số lăn đỡ .70 4.6 Tính tốn lăn chặn 70 4.6.1 Lực lớn tác dụng lên lăn chặn 70 4.6.2 Xác định bán kính lăn chặn 70 4.6.3 Kiểm tra độ bền lăn chặn .71 4.6.4 Các thông số lăn chặn 71 CHƯƠNG 72 TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ .72 5.1 Tính tốn buồng đốt 72 5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lị 72 5.1.2 Thể tích buồng đốt 72 GVHD : Nguyễn Xuân Huy SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 5.1.3 Chiều cao buồng đốt 73 5.1.4 Số ghi lò 73 5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F 73 5.2 Tính tốn chọn quạt 73 5.2.1 Năng suất quạt .73 5.2.2 Công suất quạt 74 5.2.3 Chọn quạt 76 Bảng phụ lục : 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP NỘI GVHD : Nguyễn Xuân Huy CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ Họ tên HS - SV : Hồ Tất Linh Lớp : ĐH Hoá Khoá: Khoa : Cơng nghệ Hố Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Xuân Huy NỘI DUNG Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy manganđioxit MnO2 suất 1,8 tấn/ Các số liệu ban đầu: - Độ ẩm đầu vật liệu: 20% - Độ ẩm cuối vật liệu: 3% - Nhiệt độ khói vào : 3500C - Nhiệt độ khói : 600C STT Tên vẽ Khổ giấy Số lượng Vẽ dây chuyền sản xuất A4 01 Vẽ máy sấy thùng quay A0 01 PHẦN THUYẾT MINH Ngày giao đề : 12/3/2015 Ngày hoàn thành : GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Xuân Huy LỜI MỞ ĐẦU GVHD : Nguyễn Xuân Huy SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa S q trình cơng nghệ sử dụng nhiều thực tế sản xuất Trong công nghiệp chế biến nông- hải sản, chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng….Kỹ thuật sấy đóng vai trị quan trọng dây chuyền sản xuất Sản phẩm rau sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm Đồ án nội dung sấy tập lớn nằm chương trình mơn q trình thiết bị khoa cơng nghệ Hố trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội, giúp cho sinh viên có kĩ q trình tra cứu số liệu, tính tốn, đồng thời nắm vững cơng nghệ sấy nói riêng q trình cơng nghệ Hố Học nói chung Được thầy giáo Nguyễn Xuân Huy giao nhiêm vụ: “tính tốn để thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy manganđioxit với suất 1,8 tấn/ giờ” Dựa kiến thức học với hướng dẫn tận tình thầy em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy Huy thầy khoa Cơng Nghệ Hố bảo, giúp đỡ tận tình em thời gian em hoàn thành đồ án Do hạn chế tài liệu tham khảo kiến thức nên đồ án chắn không tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp, sữa chữa thầy cô Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Hồ Tất Linh Lớp : ĐH Hoá1 _K7 GVHD : Nguyễn Xuân Huy SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung kỹ thuật sấy 1.1.1 Khái niệm sấy Sấy phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn dễ dàng Sấy làm giảm độ ẩm thực phẩm đến mức cần thiết vi khuẩn, nấm mốc nấm men bị ức chế không phát triển hoạt động được, giảm hoạt động enzyme, giảm kích thước trọng lượng sản phẩm Quá trình sấy trình làm khô vật thể, vật liệu, sản phẩm phương pháp bay nước Như vậy, trình sấy khô vật thể diễn biến sau: Vật thể gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phân áp suất nước bề mặt vật thể Vật thể cấp nhiệt để làm bay ẩm Tóm lại, trình sấy xảy trình trao đổi nhiệt trao đổi chất cụ thể tŕnh truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, trình truyền ẩm từ vật sấy ngồi bề mặt sấy, trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy ngồi mơi trường Các q trình truyền nhiệt, truyền chất xảy đồng thời vật sấy, chúng có quan hệ qua lại lẫn 1.1.2 Phương pháp sấy Có nhiều cách phân loại : a Dựa vào tác nhân sấy: - Sấy khói lị GVHD : Nguyễn Xuân Huy SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa - Sấy khơng khí nóng - Sấy tia hồng ngoại : Là phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại để làm khô vật liệu - Sấy dòng điện cao tần : Là phương pháp sấy dùng lượng điện trường để đốt nóng toàn chiều dày vật liệu b Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho trình sấy - Sấy đối lưu : Là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với tác nhân sấy - Sấy tiếp xúc : Là phương pháp sấy mà tác nhân sấy tiếp xúc gián tiếp với vật liệu sấy qua vách ngăn - Sấy thăng hoa : Là phương pháp sấy mơi trường có độ chân không cao, nhiệt độ thấp nên ẩm vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành trạng thái khí Trong cơng nghiệp hóa chất thực phẩm, công nghệ thiết bị sấy đôi lưu sử dụng phổ biến c Dựa vào phương pháp làm việc - Máy sấy liên tục - Máy sấy gián đoạn d Dựa vào áp suất làm việc - Sấy chân không - Sấy áp suất thường e Dựa vào cấu tạo thiết bị - Thiết bị sấy buồng - Thiết bị sấy hầm GVHD : Nguyễn Xuân Huy SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa - Thiết bị sấy tháp - Thiết bị sấy phun - Thiết bị sấy thùng quay 1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy a Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí Trong điều kiện khác khơng đổi độ ẩm khơng khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ làm tăng nhanh tốc độ làm khô lượng nước nguyên liệu giảm xuống nhiều Nhưng tăng nhiệt độ giới hạn cho phép nhiệt độ làm khơ cao làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín gây nên tạo màng cứng lớp bề cản trở tới chuyển động nước từ lớp bên bề mặt ngồi Nhưng với nhiệt độ làm khơ thấp, giới hạn cho phép trình làm khô chậm lại dẫn đến thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thích hợp xác định phụ thuộc vào độ dày bán thành phẩm, kết cấu tổ chức thịt nhân tố khác Khi sấy nhiệt độ khác ngun liệu có biến đổi khác ví dụ: nhiệt độ sản phẩm tŕnh sấy cao 600 Ο C protein bị biến tính, 900 Ο C fructaza bắt đầu caramen hóa phản ứng tạo melanoidin tạo polyme cao phân tử chứa N khơng chứa N, có màu mùi thơm xảy mạnh mẽ Nếu nhiệt độ cao ngun liệu bị cháy làm giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan sản phẩm Q trình làm khơ tiến triển, cân khuếch tán nội khuếch tán ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn tốc độ khuếch tán nội chậm lại dẫn đến tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến q trình làm khơ b.Ảnh hưởng tốc độ chuyển động khơng khí GVHD : Nguyễn Xn Huy SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Tốc độ chuyển động khơng khí có ảnh hưởng lớn đến q trình sấy, tốc độ gió q lớn q nhỏ khơng có lợi cho q trình sấy Vì tốc độ chuyển động khơng khí q lớn khó giữ nhiệt lượng nguyên liệu để cân tŕnh sấy, tốc độ nhỏ làm cho trình sấy chậm lại Vì vậy, cần phải có tốc độ gió thích hợp, giai đoạn đầu q trình làm khơ Hướng gió ảnh hưởng lớn đến q tŕnh làm khơ, hướng gió song song với bề mặt ngun liệu tốc độ làm khơ nhanh Nếu hướng gió thổi tới nguyên liệu với góc 45oC tốc độ làm khơ tương đối chậm, cịn thổi thẳng vng góc với ngun liệu tốc độ làm khô chậm c Ảnh hưởng độ ẩm tương đối khơng khí Độ ẩm tương đối khơng khí nhân tố ảnh hưởng định đến q trình làm khơ, độ ẩm khơng khí lớn q trình làm khơ chậm lại Các nhà bác học Liên Xô nước khác chứng minh rằng: độ ẩm tương đối không khí lớn 65% q trình sấy chậm lại rõ rệt, cịn độ ẩm tương đối khơng khí khoảng 80% trở lên q trình làm khơ dừng lại bắt đầu xảy tượng ngược lại, tức nguyên liệu hút ẩm trở lại Để cân ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại tránh tượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn tức vừa sấy vừa ủ Làm khô điều tự nhiên khó đạt độ ẩm tương đối khơng khí 50% đến 60% nước ta khí hậu nhiệt đới thường có độ ẩm cao Do đó, phương pháp để làm giảm độ ẩm khơng khí tiến hành làm lạnh nước ngưng tụ lại Khi hạ thấp nhiệt độ khơng khí điểm sương nước ngưng tụ, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối không khí hạ thấp Như để làm khơ khơng khí người ta áp dụng phương pháp làm lạnh GVHD : Nguyễn Xuân Huy 10 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội W= 409416 , 349 =26 , 245 15600 Khoa Cơng Nghệ Hóa ( cm3 ) Kiểm tra lại bề dày vành đai : Ta có : h≥ √ √ WƯ 26 ,245 = =3, 24 B 15 ( cm ) Vậy vành đai đủ bền 4.4.7 Các thông số vành đai - Đường kính vành đai : Đường kính : Dt = 1,8 ( m ) Bề dày vành đai : h = 0,15 ( m ) - Bề rộng vành đai : B = 0,15 ( m ) - Vật liệu làm vành đai : Thép đúc 4.5 Tính tốn lăn đỡ Con lăn đỡ tiếp nhận tất trọng lượng thùng quay vật liệu thùng Các gối đỡ lăn phải lắp đặt cho lăn di chuyển theo phương thẳng góc với trục thùng xoay xung quanh tâm thùng để thay đổi góc nghiêng thùng 4.5.1 Đường kính lăn ÷ dc = 180 180 ÷ =45÷60 GVHD : Nguyễn Xuân Huy 71 (cm ) ( 86 – TTTKMHCT1 ) ( cm ); Chọn dc = 50 ( cm ) SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 4.5.2 Bề rộng lăn b = B + = 15 + = 18 ( cm ) 4.5.3 Ứng suất tiếp xúc ( N/cm2 ) ( 10.27 – 86 – TTTKMHCT1 ) Trong : P : Lực tác dụng đơn vị chiều dài tiếp xúc; ( N/cm ) ( 86 – TTTKMHCT1 ) →P= 32493 , 361 =2166 , 224 15 ( N/cm ) E : Hệ số mô men đàn hồi vật liệu Theo 92 – TTTKMHCT1 ta có E = 1,75.107 R : Bán kính vành đai; R = 90 ( cm ) r : Bán kính lăn đỡ; r = √ →σ max =0 , 418 2166 , 224 , 75 107 50 =25 ( cm ) 90+25 =18399 , 442 90 25 ( N/cm2 ) Ta thấy σmax < [σ]CT5 = 60000 (N/cm2) Vậy, độ bền đảm bảo 4.5.4 Các thơng số lăn đỡ Đường kính lăn đỡ : dc = 0,5 ( m ) Bề rộng lăn đỡ : b = 0,18 ( m ) Vật liệu làm lăn đỡ : thép CT5 GVHD : Nguyễn Xuân Huy 72 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 4.6 Tính tốn lăn chặn Thùng đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang góc α có xu hướng tụt xuống tác dụng trọng lực Vì cần có lăn chặn để ngăn cho thùng khơng tụt xuống Con lăn chặn hình cầu hình nón Trong trường hợp lựa chọn lăn chặn hình nón 4.6.1 Lực lớn tác dụng lên lăn chặn Umax = G.( sinα + f ) ( N ) ( 10.31 – 86 – TTTKMHCT1 ) Trong : G : Trọng lượng toàn phần thùng; G = 112714,776 ( N ) α : Góc nghiêng thùng; α = 3o f : Hệ số ma sát vành đai lăn chặn; f = 0,1 → Umax = 112714,776.( sin3 + 0,1 ) = 17170,513 ( N ) 4.6.2 Xác định bán kính lăn chặn Bố trí trục lăn chặn vng góc với trục thùng quay Khi đó, góc đỉnh nón tính theo cơng thức : ( 19.29 – 87 – TTTKMHCT1 ) Trong : r : Bán kính lăn chặn β : Góc đỉnh nón; Chọn β = 10o R : Bán kính vành đai; R = 90 ( cm ) → r = tan10.90 = 15,87 ( cm ); Chọn r = 16 ( cm ) GVHD : Nguyễn Xuân Huy 73 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa 4.6.3 Kiểm tra độ bền lăn chặn σ max =0,148 √ P E R ( N/cm2 ) ( 10.33 – 88 – TTTKMHCT1 ) Trong : P : Lực tác dụng lên đơn vị chiều dài tiếp xúc; ( N ) ( 88 – TTTKMHCT1 ) Với l chiều dài tiếp xúc; chọn l = 50 ( cm ) P= 17170 , 513 =343 , 41 50 ( N/cm ) √ 343 , 41 , 75 107 →σ max=0 , 418 =8171 , 546 90 ( N/m2 ) Ta thấy σmax < [σ]CT5 = 60000 ( N/cm2 ) Vậy, độ bền đảm bảo 4.6.4 Các thông số lăn chặn Loại lăn : Con lăn chặn hình nón Cách bố trí : Bố trí trục lăn vng góc với trục thùng quay Bán kính lăn chặn : r = 16 ( cm ) Góc đỉnh nón : β = 10o GVHD : Nguyễn Xuân Huy 74 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ 5.1 Tính tốn buồng đốt 5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lị ( m2 ) ( 3-2 – 105 – Lị cơng nghiệp ) Trong : B : Lượng than cần đốt 1h; B =41,739 ( kg ) Qt : Nhiệt trị thấp than; Qt = 26716,947 ( kJ/kg ) r : Cường độ nhiệt ghi; ta có : r = (349÷1744).103 (w/m2) (Theo bảng 3-3 – 105 – Lị cơng nghiệp) Ta chọn r = 350.103 ( W/m2 ) →F= , 28 41 ,739 26716 , 947 =0 , 982 350 103 ( m2 ) 5.1.2 Thể tích buồng đốt ( m3 ) ( 3-3 – 105 – Lị cơng nghiệp ) Trong : q : Mật độ nhiệt thể tích buồng đốt, than đá sấy q = (290÷348).103 chọn : q = 330.103 ( W/m3 ) ( Theo bảng 3-4 – 106 – Lị cơng nghiệp) GVHD : Nguyễn Xuân Huy 75 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội →V = 26716 , 947 41 ,739 =3 , 379 330 10 Khoa Cơng Nghệ Hóa ( m3 ) 5.1.3 Chiều cao buồng đốt ( m ) ( 3-4 – 106 – Lị cơng nghiệp ) →H = ,379 =3 ,441 ,982 ( m ) 5.1.4 Số ghi lò Chọn loại ghi lị có kích thước ( 340×45 ) mm Vậy, số ghi : n = F 0,982 = =64 ,183 0,34 0,045 0,34.0,045 Chọn số ghi 64 5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F Căn vào loại than , cỡ hạt than mà chọn tỉ lệ mắt ghi, diện tích mặt ghi lị cho phù hợp Với loại than ta chọn tỉ lệ f/F =25÷30% 5.2 Tính tốn chọn quạt 5.2.1 Năng suất quạt V = L.v ( 17.34 – 333 – TTTKHTS ) Trong : L : Lượng khói cần thiết cho thùng; L = 2945,487 ( kg/h ) v : Thể tích khơng khí ẩm kg khói Theo Bảng I255 -318 STT1 nhiệt độ trung bình khói thùng 205oC độ ẩm khói vào thùng 0,0187% ta có ρ =0,739( Kg/m3 ) GVHD : Nguyễn Xuân Huy 76 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Vậy v = 1,353 ( m3/kg ) → V = 2945,487 1,353 = 3985,244 ( m3/h ) 5.2.2 Công suất quạt ( kW ) (Bơm – Máy nén – Quạt) Trong : V : Năng suất quạt; V = 3985,244 ( m3/h ) η : Hiệu suất thủy lực; η = ( 0,4÷0,6) Chọn η = 0,6 H : Tổng trở lực cần khắc phục ( mmHg ); ( mmHg ) Tính ∆P1 : m : Hệ số phụ thuộc vào hàm lượng tro loại ghi lò; chọn m = 40 B : Lượng than cần đốt 1h; B = 41,739 ( kg/h ) F : Diện tích ghi lị; F = 0,982 ( m2 ) ( ) 41 ,739 → ΔP1 =40 =3 ,212 150 ,982 ( mmHg ) Tính ∆P2 : ∆P2 trở lực lớp than trở lực ghi lò; chọn ∆P2 = 120 ( mmHg ) Tính ∆P3 : GVHD : Nguyễn Xuân Huy 77 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa ( mmHg ) Với : ρ : Khối lượng riêng khơng khí; ρ = 1,2 ( kg/m3 ) l : Chiều dài đường ống dẫn khói từ quạt đến buồng đốt; l = 1,5 ( m ) v : Vận tốc khí ống; v = 15 ( m/s ) : Hệ số trở lực van đường ống; = 0,32 λ : Hệ số ma sát phụ thuộc vào chuẩn số Re; Chuẩn số Re : Tính đường kính ống : d= √ √ V 3985 ,244 = =0,307 3600 0,785 v 3600 ,785.15 ( m ) Theo bảng I.255 – 318 – STT1 ta có độ nhớt khói 205oC : μ = 26,135.10-6 ( Ns/m2 ) →Re= → λ= 15 ,307 1,2 =211440,597 26 , 135 10−6 1 = =0 , 0156 ( , 81 lgRe−1 , 64 )2 ( , 81 lg 211440 ,597−1 , 64 )2 → ΔP3 = ( GVHD : Nguyễn Xuân Huy 78 ) , 0156 1,5 15 1,2 +0 , 32+1 =19 , 214 , 307 2.9 , 81 ( mmHg ) SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa → H = 3,212 + 120 + 19,214 = 142,426 ( mmHg ) →N = 3985, 214.142, 426 =2 , 19 3600.120 0,6 ( kW ) 5.2.3 Chọn quạt Chọn vận tốc khói thùng ( m/s ) Với tổn thất áp suất 142,426 ( mmHg ) suất quạt 3985,214 ( m3/h ) theo hình 15- TKHTTBS ta chọn quạt số hiệu quạt ly tâm II - - 70 No7 ; η=0,6 Bảng phụ lục : S Tên chi tiết Ký hiệu Đơn vị STT Kích thước Chiều dài thùng Đường kính GVHD : Nguyễn Xuân Huy 79 Lt Dt m m 1,4 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Thể tích thùng Vt m3 10,515 Bề dày thùng δ m 0,014 Góc nghiêng thùng ϕ độ Vịng quay thùng nt vg/ph 0,994 Khoảng cách trục aw mm 1037 Đường kính đỉnh da1 mm 108 da2 mm 2016 Đường kính đáy df1 mm 54 df2 mm 1962 Chiều rộng vành bw mm 311,1 Đường kính vành đai Dv m 1,8 bv m 0,15 10 11 12 Bề rộng vành đai GVHD : Nguyễn Xuân Huy 80 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoảng cách hai vành 13 Khoa Cơng Nghệ Hóa Ld m 4,102 Chọn bề rộng vành đai B cm 15 Góc nghiêng thùng α độ Phản lực lăn T N 32493,361 Tải trọng vành Q’ N 56280,152 Bề dày vành đai h cm 15 Bề rộng lăn đỡ b cm 18 Đường kính lăn đỡ dc cm 50 Bán kính vành R cm 90 Bán kính lăn đỡ r cm 25 Chọn chiều dài tiếp xúc l cm 50 đai 14 15 16 17 đai 18 19 20 21 đai 22 23 GVHD : Nguyễn Xuân Huy 81 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Diện tích ghi lị F m2 0,982 Cơng st quạt N KW 2,19 Đường kính d m 0,307 24 25 26 ống GVHD : Nguyễn Xuân Huy 82 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tâp1,2 Q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tập 3,4 Tính tốn thiết kế hệ thống sấy; Tác giả Trần Văn Phú; NXB Giáo Dục Kỹ thuật sấy; Tác giả Hoàng Văn Chước; NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội Sổ tay trình thiết bị tập 1,2; Tác giả Nguyễn Bin; NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Tính tốn hệ thống dẫn động khí tập 1; Tác giả Trịnh Chất – Lê Văn Uyển; NXB Giáo Dục Bơm – Máy nén – Quạt; TS Lê Xn Hịa – ThS Nguyễn Thị Bích Ngọc Trường ĐHSPKT TP HCM Lị cơng nghiệp 9.Cơ sở thiết kế máy hóa chất; Tác giả Hồ Lê Viên; NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội GVHD : Nguyễn Xuân Huy 83 SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD : Nguyễn Xuân Huy 84 Khoa Công Nghệ Hóa SVTH : Hồ Tất Linh Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội GVHD : Nguyễn Xuân Huy 85 Khoa Cơng Nghệ Hóa SVTH : Hồ Tất Linh