Đồ án thiết kế hệ thống cô đặc chân không gián đoạn nacl từ 10 lên 27 , năng suất 1200kg mẻ, sử dụng ống chum luận văn, đồ án, đề tài tốt nghiệp

thiết kế hệ thống cô đặc chan không gián đoạn NaCl từ 10% lên 20%, năng suất 1200kgmẻ, sử dục ống chùm nhiệm vụ đồ ám là thiết kế hệ thống cô đặc chân không gián đoạn, là cơ hội tốt cho sinh viên về các quá trình và công nghệ hoá học.

Trang 1

\)

Ni OVE

Đồ án mơn học Máy và Thiết bị

“Thiết kế hệ thống cơ đặc chân khơng gián

đoạn NaCl từ 10% lên 27% „năng suất 1200kg

Trang 2

Đồ án mơn hoc May và Thiét bibé an mon hoc May va Thiét bi

MUC LUC

Lời nĩi đầu

Chương I: Giới thiệu tổng quan 1.Nhiệm vụ của đồ án

ILTinh chất nguyên liệu và sản phẩm II.Cơ đặc

IV.Quy trình cơng nghệ

Chương II : Thiết kế thiết bị chính A.Cân bằng vật chất và năng lượng

I Can bằng vật chất II Cân bằng năng lượng B Tính thiết kế thiết bị chính

1.Hệ số truyền nhiệt

1I.Bề mặt truyền nhiệt và thời gian cơ đặc III.Buồng đốt và đáy

IV Buồng bốc và nắp C Tính cơ khí cho thiết bị chính

1.Buồng đốt 1I.Buồng bốc II.Đáy IV.Nắp

V Tinh cách nhiệt cho thân VIMối ghép bích

VIILVi ống

'VIII.Khối lượng va tai treo

IX.Các ống dẫn ,cửa

Chương II :Tính chỉ tiết thiết bị phụ 1.Thiết bị ngưng tụ Baromet

TI.Bơm

Chương IV : Tính giá thành thiết bị Kết luận

Tài liệu tham khảo

Trang 3

` * re ~

Lời nĩi đâu

Ngày nay, cơng nghiệp sản xuất hĩa chất là một ngành cơng nghiệp quan trọng ảnh hưởng đến nhiều ngành khác Một trong những sản phẩm được quan tâm sản xuất khá nhiều là Natri Clorua (NaCl) do kha nang sir dung rộng rãi của nĩ.NaCI tinh khiết được sử dụng nhiều trong thực phẩm dưới đạng muối ăn ,hay sử dụng nhiều trong ngành y tế dưới dạng dịch truyền.đ

Nhiệm vu cụ thể của đồ án mơn học là thiết kế hệ thống cơ đặc chân khơng gián đoạn NaCl tir 10% lên 27% ,năng suất 1200kg /mẻ ,sử dụng ống chùm

Đồ án gồm 4 chương :

Cĩ thể nĩi thực hiện Đồ án mơn học là một cơ hội tốt cho sinh viên ơn lại tồn bộ các kiến thức đã học về các quá trình và cơng nghệ hĩa học Ngồi ra đây cịn là địp mà sinh viên cĩ thể tiếp cận với thực tế thơng qua việc lựa chọn, tính tốn và thiết kế các chỉ tiết của một thiết bị với các số liệu rất cụ thể và rất thực tế

Đồ án này được thực hiện dưới sự giúp đỡ và hướng dẫn trực tiếp của thầy Trần Văn

Nghệ , và các thầy cơ bộ mơn Máy và Thiết Bị khoa Cơng nghệ Hĩa học và Dầu khí trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Nghệ và các thầy cơ khác cũng như các bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án

CHUONG I, GIOI THIEU TONG QUAN I NHIEM VU CUA DO AN

Trang 4

Nhiệm vụ cụ thể của Đồ án mơn học này là thiết kế hệ thống cơ đặc chân khơng gián đoạn dung dịch NaCl từ nồng độ 10% đến nồng độ 27%, năng suất 1200kg/mẻ, sử dụng ống chùm

Il TINH CHAT NGUYEN LIEU VA SAN PHAM: 1 Nguyén liéu :

- NaCl 1a mét khéi tinh thé mau trắng, tan trong nước phân ly thành ion - Lathanh phan chính của muối ăn hằng ngày

-_ Khối lượng riêng đđ 10% là 1073 (kg/m?)

-_ Độ nhớt là 1,07 *10° (Ns/m’) 6 20°C (dung dich 10%)

-_ Độ hịa tan ở 60°C là 27,1% ,ở 20°C là 26,3%

- Nguyên liệu đem đi cơ đặc là dd NaCl 10% với dung mơi là nước 2 San Pham:

® Khi kết thúc quá trình cơ đặc ,dung địch ở nhiệt độ từ 75-80°C ,khi đĩ độ hịa tan của

dung dịch khoảng 27,5% Nhưng độ hịa tan cuả dung dịch ở nhiệt độ thường chừng 26,3%.Vì vậy ,quá trình cơ đặc NaCl này là để tạo dung dịch bão hịa ,và khi làm nguội thi sẽ cĩ NaCl tinh thé két tinh Trong khi các mudi tạp chất khác như MgC]; hay CaC]; lại tan ở nhiệt độ thường ,vì vậy quá trình này cĩ thể được sử dụng vừa thu dung dịch muối bão hịa vừa tách tạp chất để sản xuất muối tỉnh khiết khi hạ nhiệt độ Muối tỉnh khiết thường được sử dụng trong thực phẩm và y tế

3.Những biến đổi của nguyên liệu và sản phẩm trong quá trình cơ đặc:

Trong quá trình cơ đặc, tính chất cơ "bản của nguyên liệu và sản phẩm biến đổi khơng ngừng Thời gian cơ đặc tăng làm cho nơng độ dung dịch tăng dân đên tính chât dung dịch thay đơi:

Các đại lượng giảm: hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung, hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt Các đại lượng tăng: khối lượng riêng dung dich, độ nhớt, tổn thất nhiệt do nồng

độ, nhiệt độ sơi

Yêu cẩu chất lượng sản phẩm : | Đạt nơng độ và độ tinh khiet yeu cau Thanh phan ho hoc chủ yêu khơng thay đơi

II CƠ ĐẶC:

1 Định nghĩa

Trang 5

Cơ đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hịa tan trong dung dich bằng cách tách bớt một phần dung mơi qua dạng hơi

2 Các phương pháp cơ đặc:

Phương pháp nhiệt (đun nĩng): dung mơi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nĩ bằng áp suất tác đụng lên mặt thống chất lỏng

Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đĩ thì một cấu tử sẽ tách ra dang tinh thể đơn chất tỉnh khiết, thường là kết tỉnh dung mơi đề tăng nồng độ chất tan.Tùy tính chất cấu tử và áp suất bên ngồi tác dụng lên mặt thống mà quá trình kết tỉnh đĩ xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đơi khi phải đùng đến máy lạnh

3 Phân loại và ứng dụng a Theo cầu fạo

e Nhĩm l: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hồn tự nhiên) dùng cơ đặc dung dịch khá

lỗng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hồn tự nhiên của dung dịch dễ đàng qua bề mặt truyền

nhiệt Gồm:

- Cĩ buồng đốt trong (đồng trục buồng bốc), cĩ thể cĩ ống tuần hồn trong hoặc ngồi

- C6 buồng đốt ngồi ( khơng đồng trục buồng bốc)

e Nhĩm 2: dung dich đối lưu cưỡng bức, dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 - 3,5 m/s tai bé mat truyền nhiệt Cĩ ưu điểm: tăng cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tỉnh trên bề mặt truyền nhiệt Gồm:

- C6 buồng đốt trong, ống tuần hồn ngơi - _ Cĩ buồng đốt ngồi, ống tuần hồn ngơi

-_ Màng dung dịch chảy ngược, cĩ buồng đốt trong hay ngồi: dung dịch sơi tạo bọt khĩ vo

- Mang dung dich chảy xuơi, cĩ buồng đốt trong hay ngồi: dung dịch sơi ít tạo bọt và

bọt dễ vỡ

b Theo phương pháp thực hiện quả trình

Cơ đặc áp suất thường (thiết bị hở): cĩ nhiệt độ sơi, áp suất khơng đổi Thường dùng cơ

đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định đẻ đạt năng suất cực đại và thời gian cơ đặc là ngắn nhất.Tuy nhiên, nồng độ dung dịch đạt được là khơng cao

Cơ đặc áp suất chân khơng: Dung dịch cĩ nhiệt độ sơi dưới 100°C, áp suất chân khơng Dung địch tuần hồn tốt, ít tạo cặn, sự bay hơi nước liên tục

Cơ đặc nhiều nồi: Mục đích chính là tiết kiệm hơi đốt Số nồi khơng nên lớn quá vì sẽ

làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi Cĩ thể cơ chân khơng, cơ áp lực hay phối hợp cả hai phương pháp Đặc biệt cĩ thể sử dụng hơi thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế

Trang 6

Đồ án mơn học Máy và Thiết bịĐầ ăn mơn học Máy và Thiết bị

Cơ đặc liên tục: Cho kết quả tốt hơn cơ đặc gián đoạn Cĩ thể áp dụng điều khiển tự động, nhưng chưa cĩ cảm biến tin cậy

4 Ưu điểm và nhược điểm của cơ đặc chân khơng gián đoạn

e Uu điển

-_ Giữ được chất lượng, tính chất sản phẩm, hay các cấu tử đễ bay hơi - _ Nhập liệu và tháo sản phẩm đơn giản, khơng cần ồn định lưu lượng - Thao tac dé dang

- C6 thé c6 đặc đến các nồng độ khác nhau

-_ Khơng cần phải gia nhiệt ban đầu cho dung dich -_ Cấu tạo đơn giản, giá thành thấp

e Nhược điểm

- Qué trinh khơng én định, tính chất hĩa lý của đung địch thay đổi liên tục theo nồng độ, thời gian

-_ Nhiệt độ hơi thứ thấp, khơng ding được cho mục đích khác - Khĩ giữ được độ chân khơng trong thiết bị

IV QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ

1 Thuyết minh quy trình cơng nghệ

-_ Khởi động bơm chân khơng đến áp suất Pck = 0,7 at

-_ Sau đĩ bơm dung dịch ban đầu cĩ nồng độ 10% từ bể chứa nguyên liệu vào nồi cơ đặc bằng bơm ly tâm Quá trình nhập liệu diễn ra trong vịng 20 phút đến khi nhập đủ 3240 kg thì ngừng

-_ Khi đã nhập liệu đủ 3240 kg thì bắt đầu cấp hơi đốt (là hơi nước bão hịa ở áp suất 3 at) vào buồng đốt để gia nhiệt dung dịch Buồng đốt gồm nhiều ống nhỏ truyền nhiệt (ống chùm) và một ống tuần hồn trung tâm cĩ đường kính lớn hơn Dung dịch chảy trong ống được gia nhiệt bởi hơi đốt đi ngồi ống Dung địch trong ống sẽ sơi và tuần hồn qua ống tuần hồn (do ống tuần hồn cĩ đường kính lớn hơn các ống truyền nhiệt nên dung dịch trong ống tuần hồn sẽ sơi ít hơn trong ống truyền nhiệt, khi đĩ khối lượng riêng dung dịch trong ống tuần hồn sẽ lớn hơn khối lượng riêng dung dịch trong ống truyền nhiệt vì vậy tạo áp lực đẩy dung dịch từ ống tuần hồn sang các ống truyền nhiệt) Dung mơi là nước bốc hơi và thốt ra ngồi qua ống dẫn hơi thứ sau khi qua buồng bốc và thiết bị tách giọt Hơi thứ được dẫn qua thiết bị ngưng tụ baromet và được ngưng tụ bằng nước lạnh, sau khi ngưng tụ thành lỏng sẽ chảy ra ngồi bồn chứa Phần khơng ngưng sẽ được dẫn qua thiết bị tách giọt để chỉ cịn khí khơng ngưng được bơm chân khơng hút ra ngồi Hơi đốt khi ngưng tụ chảy ra ngồi qua cửa tháo nước ngưng, qua bẫy hơi rồi được xả ra ngồi

-_ Quá trình cứ tiếp tục đến khi đạt nồng độ 27% (sau thời gian cơ đặc đã tính: 121,3 phút) thì ngưng cấp hơi Mở van thơng áp, sau đĩ tháo sản phẩm ra bằng cách mở van tháo liệu 2 Các thiết bị được lựa chọn trong quy trình cơng nghệ

a Bơm

Trang 7

+ Bơm ly tâm được cấu tạo gồm vỏ bơm, bánh guỗng trên đĩ cĩ các cánh hướng dịng Bánh guồng được gắn trên trục truyền động Ĩng hút và ống day

Bơm ly tâm duge ding dé bom dung dich NaCl tir bé chứa nguyên liệu vào nồi cơ đặc

+ Bơm chân khơng được dùng để tạo độ chân khơng khi hệ thống bắt đầu làm việc

b Thiét bị cơ đặc

Đây là thiết bị chính trong quy trình cơng nghệ Thiết bị gồm đáy, nắp, buồng bốc và

buồng đốt Bên trong buồng đốt gồm nhiều ống truyền nhiệt nhỏ và một ống tuần hồn trung tâm cĩ đường kính lớn hơn

Tác dụng của buồng đốt là để gia nhiệt dung dịch, buồng bốc là để tách hỗn hợp lỏng hơi thành những giọt lỏng rơi trở lại, hơi được dẫn qua ống dẫn hơi thứ Ĩng tuần hồn

được str dung để tạo một dong chảy tuần hồn trong thiết bị

e Thiết bị ngưng tụ

Thiết bị ngưng tụ được sử dụng trong quy trình cơng nghệ là loại thiết bị ngưng tụ trực tiếp (thiết bị ngưng tụ baromet) Chất làm lạnh là nước được đưa vào ngăn trên cùng thiết bị Thiết bị thường làm việc ở áp suất chân khơng nên nĩ phải được đặt ở một độ cao cần thiết để nước ngưng cĩ thể tự chảy ra ngồi khí quyển mà khơng cần máy bơm

d Thiết bị tách lỏng

Thiết bị tách lỏng được đặt sau thiết bị ngưng tụ baromet nhằm để tách các cấu tử bay hơi cịn sĩt lại, chưa kịp ngưng tụ, khơng cho chúng đi vào bơm chân khơng

e_ Các thiết bị phụ trợ khác - Bay hoi

- CAc thiét bi do 4p suat, do nhiét d6, cdc loai van

Trang 8

Đồ án mơn học Máy và Thiết bibé an mon hoc May va Thiét bi

CHUONG I THIET KE THIET BI CHiINH A CAN BANG VAT CHAT VA NANG LUONG

I CAN BANG VAT CHAT

Các số liệu ban đầu: + Dung dich NaCl co:

- Nhiét độ đầu 25°C, nồng độ đầu 10% -_ Nồng độ cuối 27%

+ Chon hoi đốt là hơi nước bão hịa ở áp suất 3at -_ Aùp suất ngưng tụ: P„= 0,7 at

Cơ đặc gián đoạn với năng suất 1200 kg/mẻ

1 Khối lượng riêng của dung dịch theo nồng độ

Nồng độ, % 10 15 20 27

Khối lượng riêng, kg/m° | 1073 1110 1150 1205

2 Cân bằng vật chất cho các giai đoạn

GaG,+W

Gg.Xq= Ge.Xe Trong do

Ga,G : lượng dung dịch đầu và cuối mỗi giai đoạn (kg) W : lượng hơi thứ bốc lên trong mỗi giai đoạn (kg) Xa, Xe : nồng độ đầu và cuối của mỗi giai đoạn Ga.xa, Ge.x;: khối lugng NaCl trong dung dich (kg)

„ Khối lượng dd đầu :

Ga= 1200 *0,27 /0,1 = 3240 (kg) a Giai doan 10% dén 15%

Ga = 3240 (kg) X¢= 0,1; x, =0,15

« Lượng sản phẩm ( là đung dich NaCl 15% ): xX; 0,1

G,=Gg —* =3240*—— =2160 (k đ x 015 (kg)

e >

Trang 9

Đồ án mơn học Máy và Thiết bibé án mơn học Máy và Thiết bị W =Ga - Ge= 3240-2160 = 1080 (kg) b Giai doan 15% đến 20% Ga= 2160(kg) ;xa=0,15 ; x-=0,2 ; 0,15 => Ge= G,.~* =2160* > = 1620 (kg) x, e 0,2 ” W =Gy—G, = 2160 — 1620 = 540 (kg) c_ Giai đoạn 20% đến 27% Ga= 1620 (kg) ; xa=0,2 ; x.=0,27 =G =G,." =1620* x, 0, =1200 (kg) W = 1620-1200 = 420 (kg) © Tổng lượng hơi thứ bốc hơi

W = 1080+540+420 = 2040 (kg)

¢ Ta cé bảng tĩm tắt kết quả cân bằng vat chat

Nồng độ dung dịch, % 10 15 20 27 Thể tích dung dịch trong nồi, mỄ 3,02 1,946 1,4 1

Khối lượng dung dịch, kg 3240 2160 1620 1200

Lượng hơi thứ đã bốc hơi, kg 0 1080 1620 2040 Khối lượng riêng dung dịch, kg/m? 1073 1110 1150 1205

H CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG

Aùp suất làm việc trong buồng bốc thiết bị cơ đặc P= 0,3 at

= Nhiệt độ hơi thứ ở buồng bốc t¡ = 68,7°C ( Bang I.251 trang 314 Tài liệu [1] )

Đây cũng là nhiệt độ sơi của dung mơi (là nước) trên mặt thống dung dich team) = 68,7 ° C

Chọn tồn thất nhiệt độ từ nồi cơ đặc về thiết bị ngung tu A” =1K = Nhiệt độ hơi thứ ở thiết bị ngưng tụ : tạ = 68,7 - 1 = 67,7°C 1 Các tơn thất nhiệt độ - Nhiệt độ sơi dung dich

a_ Xác định tơn thất nhiệt độ do nồng độ và nhiệt độ sơi dung dịch NaCl theo nồng độ ở áp suất P; = 0,3 at (A):

Theo tài liệu [3] trang 149: A = Ao *f

Với f tra ở tài liệu [3] trang 147 :

V6i temp) = 68,7°C ,f= 0,81

Nong d6 dung dich, % 10 15 20

27

Trang 10

Đồ án mơn hoc May và Thiết bibé an mon hoc May va Thiét bi

Ton that Ao, °C 1,9 3,25 4,85 8 Tổn thất A ,°C 1,54 2,63 3,9 6,48 Nhiệt độ sơi dd, °C 70,2 71,3 72,6 75,2

b Ton that nhiệt độ do hiệu ứng thủy tinh A’ Nhiệt độ sơi dụng dịch ở áp suất trung

sink A:

Tính theo ví dụ 4.8 trang 207 Tài liệu [4] Ẩ = teage,) ~ teary = tsar) ~ tsar) Voi: Ph = Pi + 0,5 Py -8-Hop = Pi + AP

Trong đĩ ø„¿: Khối lượng riêng dung dịch tính theo nồng độ cuối ở nhiệt độ †;s„s, p;

Hop =[0,26 + 0,0014(ø„„ — ø„ )}H,

Với Hạ ; Chiều cao ống truyền nhiệt

/Øam: Khối lượng riêng dung mơi ở tam * Chọn chiều cao ống truyền nhiệt Hạ = 1,5m "_ Tĩnh cho trường hợp dung dich NaCl 10 %

Do trong khoảng nhiệt độ nhỏ, hiệu số /„ — Pym thay di khong đáng kể nên :

Pim =999(kg /m*) Praa(25%) = 1073(kg /m`)

= H„ =[0.26+0.0014*(1073~999)]*1.5 = 0,5454 (m)

=> AP=0,5* dụ *g* H„ =0,5 *2*1073*981 *0,5454 =1435,24N/m? = 0,015af

> P, = P +AP=0,3+ 0,015 = 0,315at

Nhiệt độ sơi của HạO ở 0,315 at la 69,7 °C ( Bang I.251 trang 314 Tài liệu [1] ) Độ tăng nhiệt độ sơi do cột thủy tĩnh

` =2 — fa„j¡y = 69,7 — 68,7 = 19C

=> nhiệt độ sơi dung dich NaCl 10 % ở áp suất P,+ AP F2zœ-ap = 70,2+1= 71/2°C

"Tính tương tự ta được

Nồng độ dung dịch, % 10 15 20 27

Trang 11

Đồ án mơn học Máy và Thiết bịĐồ án mơn học Máy và Thiết bị A’,°C 1 1,14 1,34 1,7 1 sda (P42) 72,2 73,6 75,3 78,6

2 Cân bằng năng lượng cho các giai đoạn Tính theo cơng thức 2.4 trang 104 Tài liệu [4]: * Phương trình cân bằng nhiệt

Với D

ø.DcØ+D.(I—ø)i, +G,e;#, =G c4 +Wä, +Dc0+Q,+Ĩ, : lượng hơi đốt sử đụng (kg)

ø = 5% : tỉ lệ nước ngưng bị cuốn theo 9

Cc Ca,

: nhiệt độ nước ngung (°C)

: nhiệt dung riêng nước ngưng ở Ø°C (1/kg độ)

ce : nhiệt dung riêng dung dịch đầu và cuối mỗi giai đoạn (J/kg độ)

tate : nhiệt độ dung dich dau và cuối mỗi giai đoạn (°C) 'p

i"

Q

: entanpi của hơi đốt (J/kg) : entanpi của hơi thứ (J/kg) : nhiệt lượng tốn thất (J) Qea : nhiệt lượng cơ đặc (J)

* Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp ( do cĩ 5% hơi nước ngưng cuốn theo ) Qp=D.(1-ø).(1j —cØ)= D.(1-ø).r =Ga(Gt: - cata) +W (iw - cete) + Qea

r=ip—cØ : nhiệt hĩa hơi của nước 6 ap Pp * Nhiệt dung riêng của dung dịch

Tính theo cơng thức 2.11 trang 106 Tài liệu [4] Cad = 4190.(1-x) + c¡.X

Trong đĩ

x: nồng độ dung dịch

c¡: nhiét dung riéng NaCl khan (J/kg d6) Theo cơng thức 2.12 trang 183 Tài liệu [4]

_26*10° +26*10? 585 =88,89 (J/kg độ (1/kg độ)

Cy

Vậy nhiệt dung riêng dung dich theo nồng độ

Nồng độ dung dịch % 10 15 20 27 Nhiệt dung riêng dung dich, J/kg d6 3771 3652 3370 3082,7

* Chọn hơi đốt cĩ áp suất Pp =3 at > tp=132,9°C * Nhiệt hĩa hơi của nước ở áp suất 3 at

r=2171*10° J/kg độ (Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [1] )

Trang 12

Đề án mơn học Máy và Thiết bịĐầ an mon hoc May và Thiét bi

* Entanpi ctia hơi thứ ở 73,05°C

i, =2620*10° J/kg ( Bang I.250 trang 312 Tài liệu [1] )

* Tén thất nhiệt Q, = 0,05*Qp * Xem nhiệt cơ đặc là khơng đáng kể

a Giai đoạn đưa dung dịch 10% từ 25°C đến 72,2°C Ga= G = 3240 (kg)

Ca= Ce =3771 (J/kg dd)

ta= 25°C ; te =72,2°C ; W=0kg

Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình:

Q¡ =3240*3771*(72,2-25) =5,77*10Ẻ (J)

Nhiệt lượng cần cung cấp ( kể cả tổn thất ):

Q, 8 = <1 =6,07*10 Qoi 095 () Lượng hơi đốt sử dụng: _—— 6,07%10% 0,05) *2171*10° = 294,3 (kg)

b_ Giai đoạn đưa dụng dịch từ 10% đến 15%:

Ga= 3240 (kg) ; ca=3771 (J/kg 46); ta=72,2 °C)

G.= 2160 (kg) ; cc = 3562 (J/kg 46) ; te = 73,6 CC) W = 1080 (kg)

Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình:

Qo = 2160*3562*73,6 — 3240*3771*72,2 + 1080*2620*10° Q: =25,14*108 (J)

Nhiệt lượng cần cung cấp ( kể cả tổn thất )

_Ĩ, _ 25,14*10° = = = 26,46 *10°(F Qw2 =D 95 = 0,95 ® Lượng hơi đốt sử dụng *108 26,46 *10 = 1283 (kg) > 10,05) *2171*10°

c Giai doan dwa dung dich tir 15% dén 20%:

Gạ= 2160 (kg) ; cạ= 3562 (J/kg độ) ; tạ= 72,2(°C) G.= 1620 (kg) ; ce = 3370 (J/kg 46); te = 75,3(°C) W = 540 (kg)

Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình

Qs = 1620*3370*75,3 — 2160*3370*72,2 + 540*2620*10°

Q3= 12,6*108 (J)

Nhiệt lượng cần cung cấp ( kể cả tổn thất nhiệt ):

§

Trang 13

Luong hoi dét sir dung 13,26*10°

=—”———=643& (1—0,05) *2171*10° (ks)

3

d Giai doan dua dụng dịch từ 20% đến 27%:

Ga= 1620 (kg) ; cạ= 3370 (J/kg độ ); tạ= 75,3(°C) Ge= 1200 (kg) ; ce = 3082,7 (J/kg d6 ); te = 78,6 CC) W = 420 (kg)

Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình

Qu = 1200*3082,7*78,6 — 1620*3370*75,3 + 420*2620*10 Qu = 9,8*108 (J)

Nhiét luong can cung cấp ( kể cả tổn thất nhiệt ): _ 9,8*108 pa 0,95 Lượng hơi đốt sử dụng: _ 10,32 *10° * 0,05) *2171*10° * Téng nhiệt lượng: Qn = 6,07*10* + 26,46* 10° + 13,26*108 + 9,8*108 =56,11*10Ẻ (J) * Tổng lượng hơi đốt: D=294,3 + 1283 + 643 + 500 =2720,3 (kg) * Lượng hơi đốt riêng:

D _ 27203 W_ 2040 =10,32*10* (J) =500 (kg) Dạng = = 1,33 (kg/kg hơi thứ)

* Tom tat cân bằng năng lượng:

Nồng độ dung dịch % 1025°C) | 10(72,2°C) 15 20 27

Nhiệt lượng hữu ích, J*10* 0 5,77 30,9 43,5 53,3 Tổng nhiệt lượng cung cấp, J*10'8 6,07 32,53 45,79 56,11 Luong hoi đốt sử dung, kg 294,3 1577,3 2220,0 2720,3

B TÍNH THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH

I HE SO TRUYEN NHIET

1 Hệ số truyền nhiệt trong quá trình sơi 1.1 Các kí hiệu và cơng thức

z, _ : hệ số cấp nhiệt khi ngưng tụ hơi (W/m”K) z, _ : hệ số cấp nhiệt phía đung dịch sơi( W/n”K) q¡ — : nhiệt tải riêng phía hơi ngưng (W/m?) qo : nhiệt tải riêng phía dung dịch sơi(W/m?)

Trang 14

qy _ : nhệt tải riêng phía vách ống truyền nhiệt (W/m?) t,, : nhiệt độ trung bình vách ngồi ống (°C)

t,, : nhiệt độ trung bình vách trong ống (°C)

tp _ : nhiệt độ hơi ngưng, tp = 132,9C)

tạa — : nhiệt độ dung địch sơi (°C)

At, = ty -ty, At, =ty, — tag At, =t,, -ty,

th = alte +t,, ): nhiệt độ màng nước ngưng (°C)

1.1.1 Phía hơi ngưng:

q =z,.At, (1)

Theo cơng thức V.101 trang 28 Tài liệu [2]

r =204*A* 2 a [An ® pre u 0,25

Với ~| | phy thudc vao nhiét d6 mang t,

tm, °C 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200

A 139 | 155 | 169 | 179 | 188 | 194 | 197 | 199 | 199

ø : khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ t„ (kg/m”)

2 : hệ số cấp nhiệt của nước ở nhiệt độ tạ (W/mK) ¡ :độ nhớt của nước ở nhiệt độ tm (Pas)

r :4n nhiệt ngưng tụ của hơi ở nhiệt độ tp

r=2171*10° (J/kg)

H = 1,5 m: chiéu cao ống truyền nhiệt

1.1.2 Phia dung dich qo =@-At, (3)

Theo cơng thức VI.27 trang 7I Tài liệu [2]

0,565 2 0,435 a =a,(4 * H Cad Hn (4)

A, Pr C, Maa Trong do

Ân›/a›Ca›/z„: hệ số đẫn nhiệt (W/mK), khối lượng riêng (kg/m), nhiệt dung riêng (J/kg độ), độ nhớt (Pas) của nước

Äqa›/Øaa›C¿a›/22¿ : các thơng số của dung dịch theo nồng độ

Trang 15

ø, = 0,56*q°” * p°'” (5), (cơng thức V.90 trang 26 Tài liệu [2])

Với q : nhiệt tải riêng (W/m”)

p : 4p suất tuyệt đối trên mặt thống (N/m?)

p=p1=0,3 at =29430 (N/m’)

* Các thơng số của nước ( Bảng I.249 trang 311 Tài liệu [2] ): tsam = 68,7 (°C)

P, =978,5 (kg/m)

ca= 4186 (J/kg độ) 2= 0,4*102 (Ns/m?) A,= 66,7* 107 (W/mK) * Các thơng số của dung dịch:

+ /¿ tra ở bảng I.107 trang 101 Tài liệu [1] ( ở 40°C ) « — 2a¿ tính theo cơng thức I.32 trang 123 Tài liệu [1]

4=3.58*10%* 0 * pug * 3/28 , WimK Mag ¬ x l-x _— +” 585 18 Với xX: nồng độ dung dịch

+ _ caa và /2„; xác định theo nồng đo Maa = Nồng độ dung dịch, % 10 15 20 27 tsa, °C 72,2 73,6 75,3 78,6 Pag > kg/m? 1073 1110 1150 1205 caa , J/kg độ 3771 3562 3370 3082,7 Hag 5 Ns/m? 0,71*10° | 0,78*10% | 0,89*10% | 1,08*107 Maa 19,34 20,09 20,9 22,14 Agas W/mK 0,55 0,54 0,528 0,504

1.1.3 Phía vách 6ng truyén nhiét

Trang 16

Lay 1 = 0,464*107, (W/mK): nhiét tro của nước thường

h

|< 0389*107 (W/mK }”: nhiệt trở cuả cáu bản

1;

ổy =2mm: bề đày ống truyền nhiệt Ay = 17,5 W/mK: hệ số dẫn nhiệt qua vách 2*103 => )r, =0,464*10”) + +0,389 *103 =9,653*10", (W/mK)! 1.1.4 Hệ số truyền nhiệt K a a,

Do khơng biết chính xác nhiệt độ vách ống truyền nhiệt nên phải thực hiện tính lặp như

sau

1 Chọn t„ (<tp) > At, Tính ø, theo cơng thức (2) Tính q¡ theo cơng thức (1)

Tinh At, theo cong thire (6) voi qv = qi= ty, ,At,

Tính ø„ theo cơng thức (5) với q = q¡ Tính ø;theo cơng thức (4) Tính qa theo cơng thức (3) 1 Tinh qu = 3G +q,) œ1 O Œœ + tu 6 9 Xác định sai số ss = ae 1

Nếu ss > 5% thì chọn lại †„ và lặp lại q trình tính đến khi đạt sai số nhỏ 10 Tính K theo cơng thức (7)

Trang 17

Đồ án mơn học Máy và Thiết bịĐầ ăn mơn học Máy và Thiết bị «Ai, =g,*Sr, =44509,5*9,653*10°° = 42,97(°C) => t,, =128- 42,9 = 85(°C) => At, = 85—72,2 = 12,8(°C) © a, =0,56% 9°" * p> = 0,56*44509,5°7 *29430*16°> = 4703,525 (W/mK) 0,55 \"""| (1073 Y , 3771, 0,4*107 | ¬.-^ 0,667 [5] xẻ 9785] 4186 0,71*10 ve ø, =3402,56(W!m”K) © gy =a, * At, = 3402,56*12,8 = 43552,76 (W/m?) © In = 2ú +q,)= 5 (44509,5+ 43552,76)= 440310V /m?) ¬".¬= = = ou =0,01=1% (théa) q, 44509,5 Vậy t„ =128"C K “—————— =730(W /m?K) +9,653*10 + 9083,57 3402,56 b Tinh ở nồng độ 15%: Tính tương tự /„ =128,3”C K=——————— =718(W /m?K) +9,653*104 + 9228,18 3141,75 e Tính ở nơng độ 20%: Timh tuong ty 4, =128,5 (°C) K= + = 104,42(W/m?K) +9,653* 104 + 9331,3 2880,75 d Tinh 6 nong d6 27%: Tinh tuong ty ¢, =129°C k= —— ——_— =675W!mK) Ị +9,653*10* + 9616,99 2425,78 o Bang tém tat

Nơng đi ich,% 10 15 20

Trang 18

Đồ án mơn hoc May và Thiết bibé an mon hoc May va Thiét bi [ gis, W/m? 44031,13 42782,52 40070,4 35970,34 Qt, Wim?K 9083,57 9228,18 933143 9616,99 đ,, W/im?K 3402,56 3141,75 2880,75 2425,78 K,W/mK: 730 718 704 675 ss, % 1 0,78 24 4

2 Hệ số truyền nhiệt trong quá trình gia nhiệt dung dịch ban đầu từ 25°C đến

12.2°C:

2.1 Các kí hiệu và cơng thức

Các kí hiệu Z;,;, di, đ2; đ †,„ vị? †,, tp, tấ, At,,At,,At,, tmnhu myc 1.1

2.1.1 Phía hơi ngưng:

q, =ø,.At, z a, =2,04* A* ' Van *H A xác dinh theo tm r=2171*10° J/kg H=1,5m 2.1.2 Phia vach: _ Aty q¿ “yr, Yn, =9,653*104 (W/m? Ky"

2.1.3 Phia dung dich: q, =a, * At,

Nu = a,*l =a, = Nu* Ay

Naa 1 Trong đĩ Nu = C(Gr* Pr)" * Pr = Sa Had Aaa 3 Gr= l* nụ “đu *Af,*g Maa

*C và n phụ thuộc vao Pr va Gr nhu sau = Gr*Pr<10° thi Nu=0.5

= Gr*Pr=10% > 500 thi Nu =1,18(Gr.Pr)”” * GŒr*Pr=500->2*10 thì Nụ =0,54(Gr.Pr)*” * Gr*Pr> 2*107 thi Nu = 0,135(Gr.Pr)”

Trang 19

* Daag: PBoarAdartaasCog : khOi Iwong riéng ( kg/mỶ ), hệ số dãn nở thể tích ( KÌ ), hệ số

dẫn nhiệt ( W/mK ), độ nhớt ( Pa.s ), nhiệt dung riêng ( J/kg độ ) của dung dịch NaCl lấy ở

nhiệt độ màng †„ =a(ts+t, Véi tas = ; (72,2 + 25) = 48,6(°C) Py =1073(kg/m?) caa = 3771 (1/kg độ) Hag = 0;78* 107 (Ns/m?) Aga = 0.577W / mK 8 của dung dich NaCl 25%

T°,C 0 20 40 60 80 100 120 BAO? 0,425 0,455 0,48 0,505 0,535 0,57 0,605 2.1.4 Hệ số truyền nhiệt : * Trình tự tính lặp (1) Chon t,, = At, (2) Tinh a, (3) Tinh qi

(4) Tinh At, >t,, => At,

(5) Tinh Nu > ø, (6) Tínhq; 1 (7) Tínhqu=—————— " 2(; +42) (8) Tinh ss =

a „ tính cho đến sai số nhỏ (và phải nhỏ hơn 5% )

Trang 20

Đồ án mơn hoc May và Thiét bibé an mon hoc May va Thiét bi *103 Q) a, =2,04*190134 2110 _ 79918307 m?K) 8,4*1,5 G) 9g, =@,At, = 7921,83*8,4 = 66543,35(W /m’) (4) At,=q% » 1, = 66543,35 *9,653*10~* = 64,23 (°C) > 1,, =124,5 — 64,23 = 60,27(° C) => At, = 60,27 — 48,6 = 11,67 °C) (5) Tinh ø;: * *103 pr = Saas, _ 3771*0,78 410" _ 4 68 Âm 0,55 t= 2 (6027 + 48,6) = 54,435°C > Ø = 0,49*10°(K”) _ 15° *10737 *0,49 *11,67*9,81 _ (0.78*102 ta thấy Gr*Pr > 2.107— Nu =0,135* (Pr* Gr)? =14456 — NH*Â„ =>Œr = 3,583 *10" >a, = 5300(W/m’K) (6) q, =@, *At, =61851(W/m’) (7) qt = 64197,25(W/m") (8) ss=0.035=3,5% (thoa)

Vay hé sé truyén nhiét giai doan nay

K=

>t =781W /m?K)

+9,653*10* +—— 7921,83 5300

Il BE MAT TRUYEN NHIET VA THOI GIAN CO DAC

Phương trình truyền nhiệt cho khoảng thời gian nhỏ đT dQ= K*F(T-t)*dT

Giả sử đến cuối quá trình dung dịch vẫn ngập hết bề mặt truyền nhiệt — F khơng đổi, T khơng đổi

=F.dT= _0Q_ K(T-t)

Lấy tích phân ta được

« dQ F.T;= ! KT) ()

Trang 21

* Ta tinh tich phan (1) bằng đồ thị Cần xác định Q, RT ở từng thời điểm Nồng độ dung dịch, % 10 15 20 27 Q*10Ÿ, J 0 26,46 39,72 50,04 t(tyaa), °C 72,2 73,6 75,3 78,6 K, W/mÈK 730 718 704 675 T+ 60,7 59,3 57,6 54,3 1 xung K (Tt) 2,257 2,349 2,466 2,728 Vé dé thicé : trục hồnh : Q*10 (x)

: trục tun; tung : KÍT — Ụ *10° (y)

3 2 >2 1 1 0 0 40 60 x Từ việc tính tích phân đồ thị ta cĩ « Giai đoạn 1 (10%->15%) :$,=F.T; = 60937 (m’s) « Giai đoạn 2 (15%->20%) :Ss=E Ty= 31923(m”s) * Giai doan 3 (20% 27%) :S3=F.T3=26801 (m’s)

«_ Tổng q trình cơ đặc từ 10% đến 27% S=E.T= 119661 (m?s)

*Chọn thời gian cơ đặc là 80 phút = Bề mặt trao đổi nhiệt là

F = 119661 / 4800 = 24,9 (m’)

Chọn F=25 (m?)

= Thời gian của các giai đoạn

Trang 22

Đồ án mơn học Máy và Thiết bịĐầ án mơn học Máy và Thiết bị

“_ Giai đoạn 1: T1 = 60937 / 25 = 2438 s * Giaidoan2 :Tạ= 31923/25= 1277 s * Giaidoan3 :Tạ=26801/25= 1072 s

* Thời gian gia nhiệt ban đầu

Q=K.At.F.T

"—

KAt.F

Với Q : nhiệt lượng dùng cho gia nhiệt, J

K : hệ số truyền nhiệt cho quá trình gia nhiệt, W/m?K At: chênh lệch nhiệt độ, K

Ate (132,9 — 25)— (132,9 — 83,48) n_ 132,9 ~ 25

132,9 — 83,48 6,07*10°

781*§2*25

* Chọn thời gian nhập liệu 20 phút Thời gian tháo sản phẩm 15 phút * Tổng thời gian cơ đặc 1 mẻ là

T.= 20 + 6,3 + 80 + 15 = 121,3( phú)

=74,89K

=379s ~ 6,32 (phút)

II BUONG DOT VA DAY:

Dién tich bé mat truyén nhiét :E =32 (m?) (lấy dư 20% để an tồn ) Chiều cao ống truyền nhiệt :H=1,5m

Chọn ống truyền nhiệt cĩ đường kính : d„„= 38mm : dự = 34 mm = Số ống cần : t=nzd,H F 32 >n _ad,H z*0/034*15 =200 (ống) » Chọn bước ốngt= (1.2—> 1.5).duy Chọn t= 56 mm « Chọn ống tuần hồn »_ Đường kính ống tuần hồn Chon = deny = 315 mm dag) = 325 mm Số ống truyền nhiệt bị chiếm chỗ

Gọi m: là số ống nằm trên đường chéo ống tuần hồn

=m=( đụap- đạo +1 - +I=4q

Trang 23

Đồ án mơn học Máy và Thiết bịĐầ án mơn học Máy và Thiết bị

=cĩ 5 ống trên đường chéo ống tuần hồn

= a=(m +1)/2 =4 ( cơng thức V.139 Tài liệu [2] trang 48 )

Tổng số ống bị chiếm chỗ

n=3a(a—1)+1=3*4*(4—1)+1=37 (cơng thức V.139 Tài liệu [2] trang 48) «_ Xếp ống theo hình lục giác đều ( theo Tài liệu [2] trang 48 )

«_ Số hình lục giác đều : 9 hình «_ Số ống trên đường chéo :19 ống = Tổng sốống : 271 ống

Số ống truyền nhiệt cịn lại n=2711-37 =234 (ơng)

Như vậy ta cĩ thể chọn số ống an tồn là 234 ống » Đường kính trong buồng đốt

D, = t.(b-1) + 4.d„= 56*(19-1) + 4*38 =1160 (mm) Với b= 19, số ống trên đuờng chéo lục giác

Chọn đường kính buồng đốt D, (ba) = 1200 (mm) « Day:

Chọn đáy nĩn tiêu chuẩn cĩ gờ, gĩc day 60° Tra bảng XII.21 trang 394 Tài liệu [2]

Chiều cao gờ h„y= 50 mm

Chiều cao phần nĩn hạ = 1087 (mm) Bề mặt trong :F= 2,608( m?)

Thể tích đáy nĩn Vạy = 0,532 (m*)

Thể tích truyền nhiệt và ống tuần hồn

0,54" e154 7203S

Vạ= 234* 15+ *15 =0,436 (m’*) Cuối quá trình cơ đặc Vaa = I > 0,532 +0,436

=> dung dich vẫn ngập hết bề mặt truyền nhiệt

IV BUONG BOC VA NAP

1 Đường kính

" Lưu lượng hơi thứ

Ta tính lưu lượng hơi thứ trong giai đoạn đầu ( do lượng hơi thứ trong giai đoạn này là lớn nhất )

Vua =W,/(2* Ti) ( m’/s) Trong do

W¡_ : lượng hơi thứ trong giai đầu (kg) W¡ = 1080 (kg)

ø, _ : khối lượng riêng hơi thứ ở áp suất P¡ = 0,3 at

Ø¡= 0,1876 (kg/mẺ ) ( Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [1] )

Trang 24

Đồ án mơn hoc May và Thiét bibé án mơn học Máy và Thiết bị

Ti : thời gian gia nhiệt giai đoạn đầu ( từ 10% đến 15% ) Tị=2438 s 1080 SV ei = 0,1876 * 2438 oa aAAo = Van téc hoi: = 2,361 (m°/s) V, _ 4*2,361 _ 3,0065

x Dầu» 7 Dire» Daron)

4

-_ Vận tốc lắng:

Xác định theo cơng thức 5.14 trang 157 Tài liệu [3]

o = 4¢(0, - 2, )d;

° 360, Trong đĩ

rei =

ø, : khối lượng riêng giọt lỏng (kg/m”)

ø, _ : khối lượng riêng hơi thứ, ø„= 0,1876 (kg/m’)

dị _ : đường kính giọt lỏng, dị = 0,3 mm = 3*107 m

¿ — :hệ số trở lực Ta cĩ

Ø¡= 978,5 (kg/m)), tra ở nhiệt độ 68,7°C (Bảng I.249 trang 310 Tài liệu [1])

& tinh theo Re

- 9/40,

_ tr

VOI Ly =0,0106*107 Pa.s : độ nhớt động lực học của hơi thứ

Trang 25

*Ta chọn đường kính buồng bốc

Dư@ny =1,6 m = 1600 (mm) “ Kiểm tra Re Re = 15:963 1,6 = 6,236 e (0,2;500) (thỏa) 2 Chiều cao

Tính theo trang 71,72 Tài liệu [2]

« Thẻ tích khơng gian hơi Vien = v (m)

Ø, *U„

Với W_ : lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bị (kg/h)

U¿ : cường độ bốc hơi thể tích cho phép của khoảng khơng gian hoi (m°/m’h)

ø, _ : khối lượng riêng hơi thứ, ø, = 0,1876 (kg/m”) _ 2040*60

80

U¿= #(Ủu qa) , ¬

Với Uu¿qay : cường độ bốc hơi thê tích cho phép khi áp suât băng 1 at f : hệ số hiệu chỉnh

Chon Us 1at) = 1650 (m*/m*h) (lay trung bình giữa 1600 và 1700)

=> f=1,5 (Dé thi VL3 trang 72 Tài liệu [2] )

=> Un = 1,5*1650 =2475 (m?/m*h) => Thé tich khéng gian hoi:

— 1830 * “" 0,1876 * 2475

=> Chiéu cao phan khơng gian hơi trong trụ bốc 4Ứ,„ _ 4*3,295 Tacĩ W =1530 (kg/h) = 3,295 (m’) = Dim z*L6 = =1,64(m) hạ= 50 mm : chiều cao phần gờ buơng bộc h hạ= 400 mm :chiêu cao phân

— —— 3 „ À k

—— —_— | nĩn buơng bơc

K“—— —— ha =400 mm hạ : chiều cao dung dịch trong

h, =50 mm phân trụ

« Thẻ tích dung dịch trong buồng bốc trước khi cơ đặc

Vad (ob) = Vaa — Vo - Vaiy= 3,02 — 0,436 — 0,532 = 2,052 (mỶ) Mat khac :

‘Vaacbby = Vad phin go + Wad phin non + Vad phan trụ

D? *h D2

_ tr(bN) a r(bb)

aah (D3 yy + D2 yy) + tr(bb) * Dro +2 *h,

Trang 26

Đồ án mơn hoc May và Thiết bịĐồ án mơn học Máy và Thiết bị 16° 1,27 0 4 “hs 2,052 = 2 *-— *0,05+ 2 4 1 no +12? +1,6*1,2)+7 => h, = 0,68 (m)

Chiều cao phần trụ buồng bốc

Hp = Hien + hạ = 1,64 + 0,68 = 2,32 (m)

Chọn chiều cao phần trụ buồng bốc 2,4 (m) Chiều cao buồng bốc

2,4+ 0,4 + 0,05 =2,85 (m)

Khi kết thúc cơ đặc Vạu = 1 (m?) => Thẻ tích dung dịch trong buồng bốc

Vaatosy = 1 — 0,436 -0,532= 0,032 (m?)

Tương tự như trên ta được chiều cao dung dich ngập phần buồng bốc là h =0,028 m= 28 (mm)

3 Nắp

- Chon nắp elip tiêu chuẩn cĩ gờ, đường kính trong 1600 mm - Tra bang XIII.10 trang 382 Tai liéu [2]

Chiều cao gờ : hg = 50 (mm)

Chiéu cao phan Elip : hy = 400 (mm)

Diện tích bề mặt trong : F,= 3,03 (m?) Thể tích nắp :V;= 0,637 (m?) Chiều cao cuả thiết bị:

0,45+2,85+1,5+1,087+0,05= 5,937 (m)

C TÍNH CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH

I BUỊNG ĐĨT

" Đường kính trong :D,= 1200 (mm) » Chiều cao : Ha= 1500 (mm) 1 Cac thong số tra và chọn

1.1 Aùp suất tính tốn

Buơng đốt chịu áp suất trong

Pnp= Phơi đá —Pa = 3 — 1 = 2 at = 0,2 (N/mm’) 1.2 Nhiệt độ tính tốn

Nhiệt độ hơi dét tp = 132.9°C

Buơng đốt được bọc cach nhiét nén nhiét d6 tinh ton typ = 132.9 + 20 ~ 158°C 1.3 Chọn vật liệu

Vật liệu được chọn là thép khơng gỉ XI8H10T doNaCl cĩ tính ăn mịn

—> Ứng suất cho phép tiêu chuẩn ở 153°C

[zlb; =115 (N/mnỶ ) ( hình 1.2 trang 22 Tài liệu [7] )

Trang 27

Đề án mơn học Máy và Thiết bịĐồ ăn mơn học Máy và Thiết bị

[ơ];» =[øÏ;„z; = 115*0,95 = 109,25 (N/mm?)

Với z = 0,95 là hệ số hiệu chỉnh

Hệ số bền mối hàn ø, = 0,95(bảng 1-7 trang 24 Tài liệu [7] ) 2 Tính và chọn bề dày — tính bền cho buồng đốt

„.Ø, _ 109,25*0,95 Psp 0,2

= Bề đày tối thiểu thân buồng đốt tính theo cơng thức

So = D,, ep) * Pap - 1200*0,2 ?°— 2[]j„*ø, 2*109,25*0,95

Bề dày này quá nhỏ Tra bảng 5-1 trang 128 Tài liệu [7] được S„; = 3-4 mm Dung dich 4n mon (NaCl ) nén C, = 1

Vay chon bề dày buồng Ssp= 4 mm * Kiểm tra áp suất tính tốn

— -1

Sen — Cu _ 4-1 _ 0,0025 < 0.1 Dp) 1200

Cho nên áp suất tính tốn cho phép xác định theo cơng thức

[Plan = 2|Ø ]¿» * Pn * (Sap —C.) _ 2*109,25*0,95* (4-1)

” Dysp + Sap — Ca 1200+4-1 — Ppp = 0,2 N/mm’ < [P]p= 0,518 N/mm? (thoa)

Vậy bề dày buồng đốt Ssp = 4 mm

Ta cĩ [ơ]zp =519>25

= 1,156 (mm)

= 0,518 (N/mm”)

II BUONG BOC

- Đường kính trong buồng bốc Dios) = 1600 mm - Chiéu cao Hy = 2850 m

1 Cac thong số tra và chọn 1.1 Aùp suất tính tốn

Thân buồng bốc chịu áp suất ngồi

Ppp = Pa + (1- 0,3 ) = 1,7 at =0,17 (N/mm?) 1.2 Nhiệt độ tính tốn

Nhiệt độ hơi thứ : tp = 68,7 °C)

Suy ra nhiệt d6 tinh ton: tgs = 68,7 + 20 = 88,7°C (do boc cach nhiét ) 1.3 Chọn vật liệu

Chọn vật liệu làm buồng bốc là thép khơng gi XI8H10 ZÈ⁄⁄ —> Ứng suất cho phép tiêu chuẩn ở 88,7°C

Íz 5; = 123N/mnỶ ( hình 1.2 trang 22 Tài liệu [7] ) Modun đàn hồi ở 88,7 °C tra ở bảng 2-12 trang 45 Tài liệu [7]

Epp = 20*10° (N/em’) = 2*10° (N/mm’) Giới hạn chảy ở 88,7°C

Trang 28

Ø,q;y = |øÏj„ăn, = 123*1,65 = 202,95 (N.mm’) Với nạ =1,65 tra ở bang 1-6 trang 20 Tài liệu [7]

2 Tính bề dày — Tính ổn định cho buồng bốc

Bề dày tối thiểu được xác định theo cơng thức 5.14 trang 133 Tài liệu [7]

' 0,4

TU * * Pop * bh

Sip ~ 118 D0) [Ze |

1z = 2850 (mm) : chiều dài tính tốn buồng bốc

0,4 O17 _ 42850)" _ § 57 Gm) 2*10° 1600 => Sy, — M§*1600{ Bề dày thực buồng bốc Sgp = Sp, +C, +C, =8,87+1+4 0,13 = 10(mm)

* Kiểm tra điều kiện :

AS-C,)_ I Dy ioe

15 “a/<_ s8 < | tŒB-

Dios) Dios) as- C,)

: 3 lạp >043 Ess (5E?) D, Øc(BB) Die) Thé sé ta duge 159 < 1,78 < 9.43 01521, (thỏa) 1,78 > 0,352

* Kiểm tra áp suất cho phép

2 D, _ _

[Plax = 0,649 * Eg, * rn & C, Soa ~C,

BB P02) Des)

2

=0,649*2*10° ee) 10-1 — 0 1720(N.mm2) 2850 1600 ) 1Ï1600 Pgp = 0,17 (N/mm”) < [P],, = 0,1729 (N/mm’) > thỏa

* Kiểm tra lực nén chiều trục

Lực nén chiều trục ( trang 149 Tài liệu [7] ) P= 1(D ye + 28.5) P

NCT —ˆ 4 7 BB

Zz(1600+2*10) „

Đẹp ST ———*017=350404 (N) x D,

Tis6 ——™ _ = 88,89 & (25;250) > k, = 0,087 (bảng trang 140 Tài liệu [7] )

Trang 29

Đồ án mơn hoc May và Thiết bibé an mon hoc May va Thiét bi Điều kiện Spgp — Cạ > Price a*K Ess 404 92 350404 x=2.7 (thỏa) Z*0,077*2*10

Vậy bề dày buồng bốc thỏa lực nén chiều trục

* Kiểm tra đồng thời áp suất ngồi và lực nén chiều trục

Ứng suất cho phép khi nén ( cơng thức 3.51 trang 140 Tài liệu [7] )

S—Ce _9,977#2 #105 +10—1 1600

lo, es = KE se = 86,9 (N/mm?)

tr(bB)

Ứng suất khi nén ( cơng thức 5.48 trang 145 Tài liệu [7] )

z.= Prer _ 350404

T2 m(Dyw + Sp)(Sp—C,) 7 * (1600+ 10)* (10-1)

Kiểm tra điều kiện ( cơng thức 5.47 trang 145 Tài liệu [7] )

= 7,698 (N/mm?)

đhợm Ty; <1 (thỏa )

Ic, Jae "Plas BB

Vay than buồng bốc thỏa đồng thời điều kiện áp suất ngồi và lực nén chiều trục Kết luận : Bề dày buồng bốc là Ss; = 10 mm

I DAY

Tính theo cơng thức trang 178-179 Tài liệu [7] Đáy nĩn chịu cùng áp suất ngồi với buồng bốc

Pp = 0,17 (N/mm)

Chọn sơ bộ bề day day Sp = 10 mm DỈ : đường kính tính tốn của đáy nĩn

D= 0,90, +0,1d, _ 0,9*1200+0,1*34 _ 1216 (mm) cosa cos30 Với d,= 32 mm là dám kính ee tháo sản phẩm Xét „>a0ang 'Í * 5 = 1087 vane? 10 ýề yy 1216 202,95 1216 = 0,89 > 0,53

xét: 15 |AS— Ce) LG Đo; “ se)

= 0,18< 0,89 < 8,22 (théa)

Vậy áp suất cho phép tinh theo cơng thức 5.19 trang 135 Tài liệu [7]

Trang 30

Đồ án mơn học Máy và Thiết biDé an mon hoc May va Thiét bi

S-C, P|, =0,649* E,, *

[Pl psa)"

= 0,649* 2 *10° *—_ 1216 ,(10-1)"" 1087 (oa) = 0,68 (N/mm) > 0,17 (N/mm') (thỏa) 2 >0,1 2 thỏ

* Kiểm tra điều kiện ổn định:

Lực nén chiều trục ( cơng thức 6.26 trang 178 Tài liệu [7] ) ngD

Pryor = 4 Dy, Py

V6i Digo = Dap + 2Sp = 1200 + 2*10 = 1220 mm

=> Prep = Ậ *1220? *0,17 = 203974 (N)

Lực nén chiều trục cho phép ( cơng thức 6.27 trang 178 Tài liệu [7] )

[Prcr]= 2K Ey (Sq —C,)° cos? a

Xác định K

Dap 1200

2(S,—C,)_ 20-0)

=k, =0,067 tra ở bảng trang 140 Tài liệu [7] 202,95

=— K, =Đ15* “Sử *k_=875*^C“”Ở *0,067 = 0,0595 EG 2*10°

= 66,67

=> [Pycr |= 7 * 0,0595 * 2* 10° * (10 -1)”.cos” 30 = 2404051(N)

Điều kiện ổn định ( cơng thức 6.30 trang 178 Tài liệu [7] )

Prcr_, Py _ 203974 , 017

[P, orl I] 2404051" 0,68 Vậy bề dày đáy là 10 (mm)

= 0,33 <1 (thoa )

IV NAP ELIP

- N&p elip tiéu chuẩn cĩ gờ Đường kính trong 1600 mm

Chiều cao gờ : hy = 50 mm

Chiều cao phần Elip : hị= 400 mm

Ri = D, = 1600 mm

Nap chiu 4p suat ngdi nhu budng béc Py = 0,17 (N/mm? ) Vật liệu là thép khéng gi X18H10T

Ey = 2*10° (N/mm?) Oy = 202,95 (N/mm?)

Trang 31

Đồ án mơn học Máy và Thiết biDé an mon hoc May va Thiét bi

R, _ 1600_ 465

S10

O15*Ey — 0,15*2*10° œ*ơ„ 0,7*202.95 =211/17 (với ø = 0.7 đối với thép khơng gỉ (vot a P khong gi )

g R OIS*Ey 2g , A `

Ta thây ——< —— nên tính áp suât cho phép theo cơng thức 6.7 trang 166 Tài

N ar ow

liệu [7]

2 *(S— 2 x

[y]= 2|Zx]Ÿ BR, (5 —€2 (kiệm tra điều kiện 02 < "+ = 4° _ 9,25 < 03 thos ) D, 1600

B= Ey *(S—C,)+5a*o,y *R, Ey*(S—CŒC,)—6,7*z*ø,yR,(—ø) *10Ÿ * * * * 2*10° *9+5*0,7* 202,95 *1600 2,186 ~ 2*10° *9— 6,7 *0,7* 202,95*1600*(1—0,7) - 2*86,9*9 [p= ng 2,186 * 1600

Ta thay Py = 0,17 < [Px] =0,447 cho nên nắp thỏa điều kiện ngồi áp suất Vậy bề dày nắp Sx =10 (mm)

=0,447 (N/mm”.)

V TÍNH CÁCH NHIỆT CHO THÂN

= Chọn vật liệu cách nhiệt là amiang carton =_ Bề dày lớp cách nhiệt

5 = Alinta) on (cong thức VL66 trang 92 tài liệu [2] ) a, try —trr

Trong do

^ _ : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, 2 = 0,144W /mK trị _ : nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp bề mặt thiết bị

tr; _ : nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt về phía khơng khí vào khoảng 40°C > 50°C tạ : nhiệt độ khơng khí

: hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngồi của lớp cách nhiệt đến khơng khí a, =9,3+0,058*„„ (W /m”K) (cơng thức VL67 trang 92 tài liệu [2] ) ø„, =9,3+0,058* (50+ 273) = 28,034(W /m?K)

5 = 0144 * (132,950) 28,034 * (50 — 30)

Vậy chọn bề dày lớp các nhiệt 5 = 22(mm) a,

= 0,0212 (m)

Trang 32

Đồ án mơn học Máy và Thiết bịĐồ án mơn học Máy và Thiết bị

VI MỐI GHÉP BÍCH

1 Bích nối buồng bốc với nắp

- Aùp suất trong thiết bi P = 0,17 N/mm? - Đường kính trong bích D, = 1600 mm - Chọn bích liền bằng thép đẻ nĩi thiết bị

Tra bảng XII.27 trang 420 Tài liệu [2], bích kiểu 1, ta được các thơng số Dị Dạ D,= 1600 mm dp [ Dị Dạ = 1620 mm r Dị = 1660 mm D; = 1700 mm h | D=1750 mm h=35 mm mm dy=M 24 Số bulong 40 cái

- Do mơi trường ăn mịn ta chọn đệm amiang-carton -_ Bề dày 3 mm

- _ Aùp suất lớn nhất chịu được 0,6 N/mm”

- _ Nhiệt độ lớn nhất chịu được 500°C

2 Bích nối buồng đốt và đáy

Chọn theo bảng XIII.27 trang 420 Tài liệu [2] Bích liền bằng thép, kiểu 1

D,= 1200 mm D= 1340 mm D, = 1208 mm h=25 mm

Dị = 1260 mm Số bulong 32 cái

D, = 1290 mm d, = 20 mm ( M20)

3 Bich nối buồng đốt và buồng bốc Chọn như bích buồng đốt và đáy

VI VỈĨNG

- Chon vỉ trịn phẳng - Vat ligu X18H10T

>> nhiệt độ tính tốn Tụ = 132,9(°C)

Ứng suất cho phép tiêu chuẩn [ơ ]= 120 (N/mm?)

Hệ số an tồn ng = 2,6 (bảng 1-6 trang 20 Tài liệu [7]) Giới hạn bền uốn [ ơ ]u= 120*2.6 = 312 N/mm?

Aùp suất làm việc Pạ: Pạ= Pp+ Pc = 3+(1-0.3) = 3,7 at = 0,37 (N/mm?)

- Chiéu day tính tốn tối thiểu của vỉ ống : ` P,

Trang 33

Đồ án mơn học Máy và Thiết bịĐầ ăn mơn học Máy và Thiết bị

K : hệ số, K =0,28>> 0,36 Chọn K= 0,3 D, : đường kính trong thân buồng đốt, mm

= h' =03*1200* | 23” = 12,4 mm 312 Chọn h = 13 (mm)

- Tinh so b6 chiều day vi:

d, Mek x

h= 8 +5= = +5 =9,75 (mm) (dạ đường kính ngơi ơng truyên nhiệt) - Kiém tra ứng suất uốn

Ứng suất uốn trong vi của thiết bị trao đổi nhiệt lắp cứng trong phạm vi diện tích hình chữ nhật ABCD P N2 đ, „(h 3,6*(1~0,7*“")*| — ( ;) (*) B Ø,= uw | =0,5*(AB + CD) AB = t*sin60° = CD = 56*sin60° = 45,3 mm > | = 45,3 (mm) - , u 2 36*(1-0,7 2% |*{ 8 453) (453 o, <[o], thoa

- Chon bé day vi bang bé day bich, h¡=25 mm

VIII KHOI LUONG VA TAI TREO 1 Khối lượng thép làm thiết bị

Mneup= V heap theuy

- Khéi luong riéng thép khong gỉ ø„s„;= 7900 (kg/m”) - Thé tich thép buồng đốt

2 2 7 2 2 3

Vip =77/4 * ( D’ngpp - D”ngup) = “* (1,208 ~1,2)*1,5 = 0,0227 (m’) Với D„øø = 1,208 m : đường kính ngồi buồng đốt

Disp =1,2m : đường kính trong buồng đốt Hp=1,5m : chiều cao buồng đốt

Trang 34

- Thé tich thép buồng bốc Vea = Vernint Venoonest Vt goat

Ve nin == (D2 tangB CƠ 4 ng = D2, Hay = 2 * (1,62? - 1,67) *2,4 = 0,1214(m’)

Ve noun Voumgoasis~ Veoatronga= 0,6377-0,62 = 0,0177 (mì)

VasnngdiB = 5 *0,4* (1,62? + 1,22? +1,62*122) = 0,6377 (m’)

z 2 2 3

Vosinsongn= “7 * 0,4* (1,6? +1,2? +1,6*1,2) = 0,62 (m’)

Vige = ‘ * (1.22? -1,27)*0,05 = 1,9 *107 (m’)

Vậy thê tích thép buồng bốc:

V„ = 0,1214+0,0177+1,9*103 = 0,141 (m?)

- _ Thể tích thép làm đáy:

'Vay= diện tích bề mặt trong đáy * bề dày đáy = 2,57*10*10 = 0,0257 (mỶ)

- _ Thể tích thép làm nắp:

Vinap= dién tich bề mặt trong nắp * bề dày nắp = 3,03*10*10° = 0,0303 (m*)

- _ Thể tích thép làm ống truyền nhiệt

“Vi ơng = Vi ĩngTN ` V\ ốngtuằnhồn

x *

= 234 7 (0,038? - 0,034? )*1,5 tt *(0325” ~ 0,315? )* 1,5 = 0,087 (m’)

- _ Thể tích thép làm bích buồng đốt

Thể tích thép làm 2 mặt bích khơng cĩ vi ống:

= 2f Dias 4 “Hư — 2 Disp Hy | =2* 4 *0,025* (34 — 1,208? ) =0,0132 (m)

Thẻ tích thép 2 mặt bích cĩ vỉ:

La

Vạ=2* 4 * A sich (D2 san — Dire twain hoaon —180* Dire oingt )

=2 “i * 0,025 * (1,34? — 0,325? -180* 0,038”) = 0,056 (m’)

- _ Thể tích thép làm bích nĩi buồng bốc với nắp

V3= art * Huy, *(DỆ, sa, = Độ „„)=2 “ae (1,75? — 1,627) * 0,035 = 0,024 (m°) ng-bich

=> Téng thé tích thép làm thiết bị khơng kể ống truyền nhiệt :

Vinép.1 = 0.0227 + 0,141 + 0,0257 + 0,0303 + 0,0132 +0,056 +0,024 = 0,3129 (m’)

= Khối lượng thép làm thiết bị khơng tính ống truyền nhiệt:

map = 0,3129*7900 ~ 2472 (kg)

Trang 35

Minép = 2472 + 0,087*7900 ~3160 (kg) - Khối lượng dung dịch lớn nhất là 3240 (kg) + Tổng tải trọng của thiết bị :

M.=3160 + 3240 = 6400 (kg) 2 Tai treo

- Dung 4 tai treo

- Tai trong trên mỗi tai treo

*

m= 6400 * 9,81 = 15696 (N)

Tra bang XIII.36 trang 438 Tai ligu [2] ta duge “ Tải trọng cho phép 25000 (N)

+ Bề mặt đỡ 173*10 (m2)

- Tải trọng cho phép trên bề mặt đỡ q = 1,45*10° (N/m’) - Các kích thước

L= 150mm S=8mm B=120mm 1=60 mm

B, = 130 mm a=20

H=215 mm d=30mm Khối lượng 3,48 kg, vật liệu thép CT;

Ix CAC DUONG ONG DAN, CUA

1 Ống và cửa nhập liệu

Thời gian nhập liệu : Ti = 20 phút = 1200 s Lưu lượng nhập liệu

_ 3,02

nl ~ 1200

Chọn vận tốc dung dich di trong ống @ =1,5 m/s (trang 74 Tai ligu [2]) Vậy đường kính ống nhập liệu:

*

d,, =| Aa = |4" z*œ 0.002517 — 0 06m =46 (mm) Z*1,5

Chọn ống thép tiêu chuẩn theo bảng XII.33 Tài liệu [2] Đường kính trong 50 (mm)

Bề dày 3,5 (mm)

Chiều dài ống 100 (mm)

=2,517*103 (mẺ/s)

2 Ống và cửa tháo liệu:

Thời gian tháo liệu Tạ = 15 phút = 900 (s)

1 3

Lưu lượng ong tháo liệu J =———( m/s eu Vi, 900 )

Trang 36

Chon van téc dung dich di trong éng

o =1,5 (m/s) (trang 74 Tài liệu [2])

= Đường kính ống tháo liệu * d, = z*15*900 |—"! — -0031m=31 (mm) Chọn ống tháo liệu : Đường kính trong 32 (mm) Bề dày 3 (mm) Chiều dài 90 (mm) 3 Ĩng dẫn hơi thứ :

Thời gian cơ đặc (lấy trong giai đoạn đầu)

Tị =2438 (s)

Lượng hơi thứ trong giai đoạn đầu 1080 (kg) Vậy lưu lượng hơi thứ:

—— 1080 ~ 0,1876 * 2438

Chọn vận tốc hơi di trong 6ng Vix = 20 (m/s) = đường kính ống dẫn hơi thứ: * * %°, ~ |4 “2-36 _ 039 m=390 (mm) Z*vụ z*20 Chon dit = 400 (mm) Bé day S = 13 (mm) Chiéu dai 150 (mm) = 2,36 (m/s) ( Prainsn = 01876 (kg/m’) ht 4 Ĩng dẫn hơi đốt:

Thời gian cơ đặc và gia nhiệt T =8ĩ,3 phút = 5178 (s) Lượng hơi đốt D = 2720,3 (kg)

Khối lượng riêng hơi đốt ở 3 at ø,„ = 1.628(kg/m”) = lưu lượng hơi đốt:

2720,3 1.628*5178 Chọn vận tốc hơi đốt vụa= 20 m/s => đường kính ống dẫn hơi đốt 4J„ — |4*0,323 dg = —" = agg = 043m = 143 (rn) oY hit Chọn dụa= 150 mm Bề dày S = 4,5 mm Chiều dài 150 mm Vựy =D/(ø„.T)= = 0,323 (m’/s)

5 Ong din nuéc ngung:

Trang 37

Thời gian ngung T =86,3 phut = 5178 (s) Khối lượng riêng nước ngưng ở 132,9°C

P,, = 932,277 (kg/m’) = lưu lượng nước ngưng:

= 2203 _5.637*10-* (m'/s) 5178* 932,277

Chọn vận tốc nước ngưng chảy trong ống vạn = 1,5( m/s) = đường kính ống dẫn nước ngưng:

* *10* din = Vm = 45,637 "10" = 0,022 m= 22 (mm) *Vựy z*1,5 Chọn dạn = 25 mm Bề dày S = 3,5 mm Chiều dài 90 mm e Tĩm tắt các đường ống dẫn và cửa

Ong Đường kính trong, mm Bề dày, mm Chiều dài, mm

Nhập liêu 50 3,5 100 Tháo liệu 32 3 90 Hơi thứ 400 13 150 Hơi đốt 150 4,5 150 Nước ngưng 25 3,5 90

CHƯƠNG II CAC CHI TIET THIET BI PHU

I THIET BINGUNG TU BAROMET

1 Chỉ phí nước dé ngưng tu

Cơng thức 4.39 trang 188 Tài liệu [4] g=w i-c,*t,,

7 Cy * (to ty)

Trong đĩ

G, : lượng nước cần cung cấp (kg) W_ : lượng hơi thứ cần ngưng (kg)

¡ : entanpi của hơi thứ ở áp suất ngưng tụ 0,3 at (J/ kg)

i =2620*10° J/kg (bang 1.251 trang 314 Tai liu [1]) ca : nhiệt dung riêng trung bình của nước (J/kg dd)

ca =4178 (J/kg độ)

tai, fn2: nhiệt độ vào và ra của nước (°C )

ti= 25°C

Trang 38

tra = 60°C

2620*10° —4178* 60

=G, =2040* 4178* (60 — 25) =36491 (kg)

2 Lượng khơng khí do bơm hút từ thiết bi ngưng tụ

- Theo cơng thức 4.40 trang 188 Tài liệu [4] Gra = 0,01*W + 2,5*10°*(W + Gn) Trong đĩ

W_ : lượng hơi thứ cần ngưng (kg) G; : lượng nước cần cho ngưng tụ (kg) G,_ : lượng khơng khí cần hút (kg)

=> Gy, = 0,01* 2040 + 2,5*10™ *(2040 + 36491) = 21,28 (kg) - Thể tích khơng khí cần hút (cơng thức VI.49 trang 84 Tài liệu [2])

288* G,, * (273+ ty) Vie = RE P-P, Với

tụ : nhiệt độ khơng khí (°C)

Thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khơ (cơng thức VI.50 trang 84 Tài liệu [2]):

th = tạị + 4+ 0,1#(tz¿ — tar) = 25 + 4 + 0,1*(60 — 25) = 32,5 (°C) P : áp suất hỗn hợp trong thiết bị ngưng tụ (N/m?)

P=0,3 at = 29430 (N/m’)

Pụ _ : áp suất riêng phan của hơi nước trong hỗn hợp, lấy bằng áp suất hơi bão hồ ơ

tực Px = 0,0448 (at) = 4394,88 (N/m?) - Vay thể tích khơng khí cần hút : _ 288*21,28* (273 + 32,5) 29430 — 4394,88 Thẻ tích khơng khí cần hút ở 0°C va 760 mmHg Vụ = 0,001*(0,02*(W+G,)+8W) =0,001*(0,02*(2040+36491)+8*2040) = 17 (m*) Vụ = 74,79 (m°)

3 Đường kính thiết bị ngưng tu:ï

- Theo cơng thức VI.52 trang 84 Tài liệu [2

W D,yyr) = 1,383 *

(wn) Pr *O;

Với W_ : lưu lượng hơi ngưng, kg/s

2040

= —— = 0,425 8 4800 (s/s)

p, : khối lượng riêng hoi 6 Ap suat 0,3 (at) P, = 0,1876 (kg/m*) (trang 314 Tài liệu [1])

ø„ _ : tốc độ hoi (m/s)

Trang 39

Chon @,= 20 (m/s )

Dư@n : đường kính trong thiết bị ngưng tụ

0,425

Dyiyp) (nr) = 1,383", |— > — = 0,47(m 0,1876* 20 (m)

- Chọn đường kính trong thiết bị ngưng tụ 500 mm 4 Kích thước tấm ngăn

- Tắm ngăn dạng hình viên phân - Chiều rộng tắm ngăn b

D

b=— 2) ¿ ø0= Š P + 50-300 (mm)

- Trên tắm ngăn đục nhiều lỗ nhỏ - Nước làm nguội là nước sạch - Lấy đường kính lỗ dạ = 2 (mm)

- Tổng diện tích lỗ trên một cặp tắm ngăn

f= S; „ cơng thức VI.54 trang 85 Tài liệu [2]

%ẹ

- Ga : lưu lượng nước (m/s)

36491

G, = —— =7,6 (kg/s ` 4800 es)

" @, 3 tốc độ tia nước (m/s)

Chọn chiều cao gờ tắm ngăn là 40 mm nên @,=0,62 (m/s)

_— 16 0,62*977,8 Với ø„ =977,8 (kg/mỶ ) ở 68,7°C - Số lỗ n =ƒ= *10° = 12536 (mm?) n= Af 4412536 z*d) z*4 - Chọn chiều dày tắm ngăn 4 mm

- Các lỗ xếp theo hình lục giác đều

=3990 (lỗ)

th

0,5

- Bước lỗ t = 0,866* d, 4) (mm)

J fe tỉ số giữa diện tơng diện tích tiết điện lỗ với diện tích tiết diện thiết bị ngưng tụ

Trang 40

5 Chiều cao thiết bị ngưng tụ:

“ Mức độ đun nĩng nước ( cơng thức VI.56 trang 85 Tài liệu [2])

— ty at — 60—25 _

t,t, 687-25

~ Tra bảng VI.7 trang 86 Tài liệu [2] với đường kính tia nước 2 mm thi Số bậc 4

Số ngăn 8

Khoảng cách giữa các ngăn 400 mm Thời gian rơi qua một bậc 0,41 s

- Chọn khoảng cách giữa các ngăn giảm đần từ dưới lên như sau 400 mm, 350 mm, 300 mm, 250mm, 200 mm, 150mm, 100 mm

~ Khoảng cách từ ngăn trên cùng nắp thiết bị 1300 (mm) ~ Khoảng cách từ ngăn đưới cùng đến đáy thiết bị 1200 (mm) - Nắp elip tiêu chuẩn cĩ gờ, đuờng kính trong 500 (mm)

Chiều cao gờ 50 (mm) Chiều cao phần elip 125 (mm)

- Đáy nĩn tiêu chuẩn cĩ gờ , gĩc đáy 60°C, đuờng kính trong 500 (mm) Chiều cao gờ 50 (mm)

Chiều cao phần nĩn 450 (mm )

- Vậy chiều cao thiết bị ngưng tụ

Hat = 125 + 25 +1300 + 100 +150 +200 +250 +300 +350 +400 +1200 +50 +450 =4900 mm = 4,9 (m)

6 Đường kính ống baromet

Theo cơng thức VI.57 trang 86 Tài liệu [2] 0,004*(G, +W

xa

Với W_ : lưu lượng hơi ngưng (kg/S)

G; _ : lưu lượng nước lạnh tưới vào tháp (kg/s)

« : tốc độ hỗn hợp nước và hơi đã ngưng chảy trong ống, thường lấy œ=0,5—>0,6 m/s Vậy chọn ø= 0,55 (m/S)

dụ _ : đường kính trong ống baramet (m) 0,004*(7,6 + 0,425)

đ,=.Í———— b xz*05 = 0,143 (m) Chọn đường kính ống baromet dụ = 150 mm 7 Chiều cao ống baromet

H =h¡ +h;+ 0,5 (m) (cơng thức VL.58 trang 86 Tài liệu [2])

«hy : chiéu cao cột nước trong ống baromet cân bằng với hiệu số giữa áp suất khí quyền

và áp suất trong thiết bị ngưng tụ

hy : chiều cao cột nước trong ống dẫn cần để khác phục tồn bộ trở lực khi nước chảy

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	13,25 MB