bơm acid sulfuric ppt

Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời Lời nói đầu Acid sulfuric là một acid được sữ dụng rộng rải trong nhiều ngành công nghiệp và có nhiều ứng dụng trong các lỉnh vực khác nhau như giấy, hoá chất, phân bón…. Acid sulfuric là một acid có tính oxi hoá mạnh, có khả năng ăn mòn được hầu hết kim loại. Vì vậy, trong công nghiệp việc lựa chọn bơm cho acid sulfuric là một việc rất khó khăn. Về vấn đề chọn bơm cho acid liên quan đến đề tài của nhóm, đề tài của nhóm là: “Chọn bơm cho aicd sulfuric, chiều cao cột hút là 0, áp suất đầu ra 2bar, năng suất 60l/phút”. Trong quá trình làm bài, nhóm còn nhiều sơ xót. Mong được sự thông cảm của thầy hướng dẫn. Xin chân thành cám ơn! Nhóm sinh viên Nhóm 20 Page 1 Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời ĐỀ TÀI: “CHỌN BƠM CHO ACID SULFURIC” I. YÊU CẤU: Yêu cầu của đề tài: “ Chọn bơm acid sulfuric, chiều cao cột hút là 0, áp suất đầu ra 2bar, năng suất 60 l/phút”. II. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN VÀ CHỌN BƠM: 1. Lưu lượng yêu cầu: Lưu lượng yêu cầu: Q= 60 lít/phút = 3,6 m 3 /h = 0,001m 3 /s. 2. Chọn tốc độ trên đường ống: Tốc độ trên ống: Trường hợp Tốc độ Đầu đẩy của bơm Đầu hút của bơm Đường xả Ống góp Đường hướng lên Các trường hợp thông thường 2,4 – 3,6 1,2 – 2,1 1,2 – 2,1 1,2 – 4,5 0,9 – 3,0 1,5 – 3,0 3. Xác định đường kính ống dẫn: Trên cơ sở lưu lượng và tốc độ trên từng đoạn ống, tiến hành xác định đường kính trong ống như sau: v Q d π 4 = , m Trong đó: ρ - Khối lượng riêng của dung dịch H 2 SO 4 , kg/m 3 . Q – Lưu lượng thể tích chuyển động qua đoạn ống đang tính (m 3 /s), Q = ρ L . L – Lưu lượng khối lượng chuyển động qua ống (kg/s). v- Tốc độ chuyển động trong ống, m/s. Ta có: Đường kính ống hút tính toán: )(6,32)(0326,0 2,1 10.14 3 mmmd h == × × = − π Đường kính ống đẩy tính toán: )(23)(023,0 4,2 10.14 3 mmmd h == × × = − π Nhóm 20 Page 2 Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời Đường kính Danh nghĩa Đường kính trong, mm Đường kính ngoài, mm Áp suất làm việc, at Loại in mm 1 / 4 1 / 4 3/8 3/8 1 / 2 1 / 2 3 / 4 3 / 4 1 1 1.1/4 1.1/4 1.1/2 1.1/2 2 2 2.1/2 2.1/2 3 3 4 4 6 6 8 8 8 10 6,35 6,35 9,525 9,525 12,7 12,7 19,05 19,05 25,4 25,4 31,75 31,75 38,1 38,1 50,8 50,8 63,5 63,5 76,2 76,2 101,6 101,6 152,4 152,4 203,2 203,2 203,2 254 9,245 7,6 7 12,52 10,74 15,798 13,868 20,93 18,46 26,64 24,3 35,05 32,46 40,98 38, 1 52, 5 49,25 62,71 5 9 77,927 73,66 102,26 97,18 154,05 146,33 13,716 13,716 17,145 17,145 21,336 21,336 26,67 26,67 28,83 28,83 42,164 42,164 48,26 48,26 60,325 60,325 73,025 73,025 88,9 88,9 114,3 114,3 168,275 168,275 219,07 219,07 219,07 273,05 13 61 14 58 15 53 15 48 16 45 16 42 16 40 16 39 37 59 34 54 30 49 49 85 37 45 78 34 40ST 80XS 40ST 80XS 40ST 80XS 40ST 80XS 40ST 80XS 40ST 80XS 40ST 80XS 40ST 80XS 40 ST 80XS 40ST 80XS 40ST 80XS 40ST 80XS 30 40ST 80XS 30 Nhóm 20 Page 3 Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời 10 10 12 12 12 12 14 14 14 14 254 254 304,8 304,8 304,8 304,8 355,6 355,6 355,6 355,6 20 5 202,171 193,675 257,45 254,5 247,65 307,08 303,225 298,45 288,95 336,55 333,4 330,2 317,5 273,05 273,05 323,85 323,85 323,85 323,85 355,6 355,6 355,6 355,6 43 62 32 41 53 76 34 41 48 76 40ST 80XS 30ST 40 XS 80 30 ST 40 XS 80 Các loại ống thép không rỉ thường được sử dụng để dẫn các chất lỏng có độ ăn mòn cao, có nhiều loại với độ dày mỏng khác nhau. Theo mức độ dày, người ta chia làm nhiều mức khác nhau từ Schedul 10 đến Schedul 160. Trên bảng các loại ống ký hiệu ST có độ dày tiêu chuẩn, các ống có ký hiệu XS là ống có độ dày lớn thích hợp cho thiết kế máy bơm cáo áp theo yêu cầu. Tính toán lại vận tốc dòng chất lỏng : )/(209,1 )03246,0(14,3 10.44 2 3 2 sm d Q v h h = × = × = − π )/(2,2 )0243,0(14,3 10.44 2 3 2 sm d Q v d d = × = × = − π 4. Xác định tổn thất áp suất: Xét mặt cắt (1-1) và (2-2) Nhóm 20 Page 4 Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời Phương trình Bernoully cho mặt cắt (1-1) và (2-2) ∑ − +++=+++ 21 2.2. 2 22 2 2 11 1 wb h g v g p z g v g p zH ρρ (*) Trong đó: bơm từ mặt thoáng z = 0 (do 21 zz ≈ ) nên p 1 = 0 atm, v 1 = 0 m/s Phương trình viết lại là: ∑ − ++= 21 2. 2 2 2 wb h g v g p H ρ (**) a. Xét đường ống hút: Vận tốc hút v h = 1,209 m/s Chuẩn số Reynolds : (1) Trong đó: v h - Vận tốc hút (m/s) d h - Đường kính ống hút (m) γ - Hệ số nhớt động học m 2 /s  Theo bảng I.105. Độ nhớt tương đối của dung dịch các chất vô cơ trong nước_Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1. Ta có độ nhớt của dung dịch H 2 SO 4 đậm đặc 3 26,7.10 µ − = Ns/m 2  Theo bảng I.17 khối lượng riêng của dung dịch H 2 SO 4 trong nước. Ta có khối lượng riêng tương đối tại 25 0 C ρ =1064 kg/m 3 Suy ra : Re = 3 1,209.0,03246.1064 1563,89 26,7.10 − = Nhóm 20 Page 5 2 L 2 =4 m 1 p 2 = 2atm 2 Mặt thoáng Dd H 2 SO 4 đậm đặc 1 Bơm L 1 =2 m Dd H 2 SO 4 đậm đặc Áp kế γ hh dv . Re = Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời Chuẩn số Re < 100 000 => Trạng thái chảy rối trong thành trơn thủy lực Công thức Bladiut (1912) : 2 4 4 0,316 0,316 0,0502( / ) Re 1563,89 m s λ = = = (2) Trở lực ống hút: Để tính tổn thất cục bộ, người ta dùng công thức Weisbach: g v h h c 2 . 2 ε = (3) Trong đó : v h - vận tốc chất lỏng trong ống hút m/s g - gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s 2 ε - hệ số tổn thất cục bộ Trường hợp thu hẹp đột ngột từ bể chứa vào ống hút ε = 0,5 . ( 1 - 2 1 A A ) A 1 :Diện tích mặt cắt bể chứa A 2 :Diện tích mặt cắt đường ống Dòng chảy từ bể vào ống A 2 >> A 1 => ε c = 0,5 Từ công thức (3). Ta có : h c = )(0372,0 81,9.2 )209,1.(5,0 2 m= Tổn thất đường ống hút (ma sát) : gd vL h d 2. . . 2 λ = (4) Trong đó : L : Chiều dài ống (m) d : Đường kính ống λ : hệ số ma sát Từ công thức (4). Ta có: 2 0,0502.2.(1,209) 0,23( ) 0,03246.2.9,81 d h m= = (Lấy L 1 = 2 m) Tổng trở lực ống hút : =+= ∑ 111 dcw hhh 0,0372 + 0,23 = 0,2672(m) b. Xét ống đẩy: Vận tốc ống đẩy:V đ = 2,2 m/s covan εεε 3+= Với 5,2= van ε 1,1= co ε Nhóm 20 Page 6 Bảng PL3 trở lực cục bộ - tính toán quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất & thực phẩm tập1 Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời Từ công thức (3) suy ra: h c2 = (2,5 + 1,1.3) 81,9.2 )2,2( 2 = 1,43(m) Tổn thất dọc đường ống đẩy: Chuẩn số Reynoylds : Re = µ ρ dv d = 3 2,2.0,0243.1064 2060,92 27,6.10 − = Re < 100000 => trạng thái chảy rối trong thành trơn thủy lực Theo công thức : 4 0,316 0,047 2060,92 λ = = Từ công thức (4), ta có: h d2 = 2 0,047.4.(2,2) 1,909 0,0243.2.9,81 = (m) ( Lấy L 2 = 4m) Tổng tổn thất ống đẩy: 2 2 2 1,43 1,909 3,339( ) w c d h h h m= + = + = ∑ Theo phương trình (**), ta có : ∑ − +++=+++ 21 2.2. 2 22 2 2 11 1 wb h g v g p z g v g p zH ϕρ (*) ∑ − ++= 21 2. 2 2 2 wb h g v g p H ρ (**) 5 2 2.10 2,2 3,339 0,26722 23( ) (9,81.1064) 2.9,81 b H m⇒ = + + + = Công suất bơm: N = η ρ 1000 b HgQ = 3 1.10 .9,81.1064.23 0,343( ) 1000.0,7 kW − = Trong đó: η = hiệu suất bơm ly tâm 0,6 – 0,8 5. Chọn bơm a. Sơ lược về bơm: Tên máy: DB11 Performance. Nhà sản xuất: Finish Thompson inc. Dòng bơm DB của FTI là loại sản phẩm có tính kỹ thuật và công nghệ cao. Sử dụng công nghệ từ Neođim mạnh, bơm dẫn động từ DB là một trong những sản phẩm Nhóm 20 Page 7 Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời thay thế hiệu quả cho các loại bơm dẫn động cơ khí trong việc vận chuyển các chất có tính ăn mòn. Bao gồm các đặc tính cơ bản: − Hiệu quả cao: Đạt tới 70% hiệu quả của việc giảm chi phí thông qua việc tiết kiệm điện năng. Có thể tiết kiệm hàng ngàn KWh 1 năm. − Khả năng chạy khô tốt nhất: Với khả năng chạy khô tốt giúp cho việc bảo vệ bơm khi có sự va đập trong hệ thống hoặc vận hành máy sai. − Khả năng chịu ăn mòn cao: Vì được đúc từ vật liệu PP hoặc PVDF có khả năng chịu ăn mòn, nên dòng bơm DB vận chuyển được các chất hoá học có tính ăn mòn cao nhất một cách dễ dàng. Ngăn chặn việc chết máy do bơm bị ăn mòn. − Hiệu suất làm việc cao: Có thể bơm một lượng lớn dung dịch một cách an toàn. Chống tràn dung dịch ra ngoài. − Nhiều mối nối: Nhờ có các ren NPT hoặc BSP, các mép bích có thể điều chỉnh và các mối nối đồng bộ nên máy bơm có thể được lắp với bất kỳ hệ thống nào giúp cho việc giảm giá thành và thời gian lắp đặt. − Động cơ chuẩn NEMA hoặc IEC: Dòng bơm DB được lắp đặt với mọi động cơ chuẩn. − Các models được chứng nhận bởi ATEX là có sẵn. Tính năng & khả năng − Áp suất làm việc lên đến 90 psi (6,2 bar) hoặc 50 psi (3.5 bar) với Gylon đệm . Chiều cao cột áp tối đa 23 m. Lưu lượng tối đa 26,8 m 3 /h. − Tỷ trọng trên 1,8. − Có thể bơm chất lỏng có độ nhớt lên đến 150 cP. − Polypropylene-180 o F (82 o C) + PVDF-220 o F (104 o C). Ứng dụng: − Bơm hóa chất − Bơm nước Nhóm 20 Page 8 Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời b. Đường năng suất làm việc: Với số vòng quay của máy là 2900 vòng/phút theo yêu cầu của đề bài: lưu lượng của đầu ra là 3,6m 3 /h và chiều cao cột áp 23m thì hiệu suất sữ dụng của máy khoảng 30%. Do đó, để điều chỉnh lưu lượng ta dùng van tiết lưu ở ống đẩy. c. Sơ đồ cấu tạo: Nhóm 20 Page 9 Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời Stt Mô tả Loại nhựa polypropylene Loại nhựa PVDF 1 Vỏ bao cánh quạt (Impeller housing) Polypropylene được gia cố bằng sợi thủy tinh PVDF được gia cố bằng sợi carbon 1A Vành tựa vỏ bao cánh quạt (Impeller housing thrust ring options) Độ tinh khiết cao nhôm gốm, silicon carbide 2 Vòng chống thấm (O- ring options) FKM, EPDM, Simriz, Kalrez 3 Cánh quạt (Impeller) Kính gia cường sợi polypropylene PVDF được gia cố bằng sợi carbon 3A Vòng đệm của cánh quạt (Impeller thrust washer options) Molybdenum disulfide Filled PTFE, silicon carbide 4 Bộ dẫn động trong (Inner drive) Neodymium bo sắt nam châm gói gọn trong polypropylene không hàn Neodymium bo sắt nam châm gói gọn trong không hàn PVDF 5 Ống lót trục (Bushing options) Carbon, PTFE, gốm sứ có độ tinh khiết cao nhôm, silicon carbide 6 Trục (Shaft options) Độ tinh khiết cao nhôm gốm, Hastelloy C, silicon carbide 7 Vách ngăn (Barrier) Polypropylene gia cố sợi thủy tinh PVDF được gia cố bằng sợi carbon 7A Vành tựa vách ngăn (Barrier thrust ring) Độ tinh khiết cao nhôm gốm 8 Phần nối môtơ (Motor adapter) Gang dẻo 9 Nam châm truyền động (Outer drive magnet) Mạ nickel-bo nam châm neodymium sắt / thép Nhóm 20 Page 10 . nghiệp việc lựa chọn bơm cho acid sulfuric là một việc rất khó khăn. Về vấn đề chọn bơm cho acid liên quan đến đề tài của nhóm, đề tài của nhóm là: “Chọn bơm cho aicd sulfuric, chiều cao cột. “CHỌN BƠM CHO ACID SULFURIC I. YÊU CẤU: Yêu cầu của đề tài: “ Chọn bơm acid sulfuric, chiều cao cột hút là 0, áp suất đầu ra 2bar, năng suất 60 l/phút”. II. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN VÀ CHỌN BƠM: 1 đầu Acid sulfuric là một acid được sữ dụng rộng rải trong nhiều ngành công nghiệp và có nhiều ứng dụng trong các lỉnh vực khác nhau như giấy, hoá chất, phân bón…. Acid sulfuric là một acid