Cân bằng vật chất phanngoclai 1 nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn

mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm

CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG VẬT CHẤT 1.1 Các số liệu ban đầu

- Năng suất 30.000 tấn/năm

+ Mất mát glycol (do bay hơi): 10% so với khối lượng của chúng

 Số ngày trong năm là: 365 ngày

 Số ngày nghỉ lễ, tết là 10 ngày

 Số ngày nghỉ bảo dưỡng máy móc, cúp điện là 15 ngày

Vậy, số ngày làm việc trong năm là: 365 – (10 + 15) = 340 (ngày)

Quá trình sản xuất gián đoạn nên thời gian sản xuất tính theo mẻ

Thời gian sản xuất gồm:

 Nạp liệu ở 250C trong vòng 15 phút

 Gia nhiệt hỗn hợp glycol từ 25 - 70oC trong 15 phút

 Nạp AM, AP và đun hỗn hợp lên đến nhiệt độ sôi (200oC) trong 30 phút

 Nhiệt độ hỗn hợp giảm xuống 170oC trong 90 phút

 Duy trì nhiệt độ 170oC trong 20 phút

 Tăng nhiệt độ lên đến nhiệt độ đa tụ ở 205oC trong 30 phút

 Thực hiện phản ứng đa tụ trong 4 giờ

 Tháo sản phẩm, vệ sinh thiết bị 40 phút

Thời gian tổng cộng là 480 phút, khoảng 8h Do đó mỗi ngày sản xuất được 3 mẻ và năng suất mỗi mẻ là:

30000340×3 = 29,4118 (tấn/mẻ)

1.2 Tính cân bằng cho một tấn sản phẩm

Hiệu suất của quá trình:

Theo phương trình Carother:

 DPn= 2−fP2

Mà f = f CHO∗N CHO+f OH∗N CHO

N CHO+N OH (Trong đó: f là số nhóm chức, N số mol của nhóm chức đó)

= 2(1,2+0,8 )+2(1,3+0,7)2+2 (Số mol lấy theo tỷ lệ các cấu tử)

= 2

Suy ra: DPn = 1−P1

Mà DPn=n là độ trùng ngưng của quá trình tổng hợp

UPE có công thức phân tử (C17H16O8)n Nên UPE có khối lượng mol = 284n

Khối lượng mol của UPE = 2000 (Tài liệu tham khảo)

Suy ra 284n = 2000 → n = 7,04 (=DPn)

→P = 0,858 (= 85,7%)

1.2.1 Lượng nguyên liệu cần dùng

Để đơn giản, ta tính toán cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm, từ đó suy ra cânbằng cho 1 mẻ và 1 năm sản xuất

Theo yêu cầu đề tài, tỉ lệ giữa các cấu tử thành phần tham gia phản ứng là:

AM : AP : EG : PG = 1,2 : 0,8 : 1,3 : 0,7

Giả sử nguyên liệu là tinh khiết và hiệu suất tạo nhựa là 85,7%

Gọi số mol trong 1 tấn sản phẩm là n, ta có tỉ lệ như sau:

Tổn hao trong quá trình đóng thùng sản phẩm là 0,1% nên lượng dung dịch nhựatrước đóng gói là: mnhựa = 1000×

100+0,1

100 =1 001 (kg)Lượng nhựa bị tổn hao ở quá trình này là: mtổn hao 1 = 1001 – 1000 = 1 (kg)

Tổn hao trong quá trình lọc là 0,05% nên lượng dung dịch nhựa trước khi lọc là:

mnhựa = 1 001×

100+0 , 05

100 =1001,5005 (kg)Lượng nhựa bị tổn hao ở quá trình này là:

mtổn hao 3 = 1003,0028 – 1001,5005 = 1,5023 (kg)Khối lượng styren chiếm 35% nên lượng styren có trong 1003,0028 (kg) dung dịch nhựa:

mstyren = 1003,0028×

35

100=351,0510 (kg)

Do đó, lượng nhựa UPE là: mnhựa UPE= 1003,0028 – 351,0510 = 651,9518 (kg)

Vì hàm lượng hydroquinon cho vào ở quá trình tương hợp là 0,01% khối lượngnhựa, nên trong 651,9518 (kg) nhựa thì lượng hydroquinon (HQ2) chiếm:

mHQ2 =

0,01

100 ×651,9518 =0,0652 (kg)

Do đó, lượng nhựa UPE + HQ1 là: mnhựa = 651,9518 – 0,0652 = 651,8866 (kg)

Tổn hao trong quá trình tổng hợp là 0,25% nên lượng nhựa thực sự được tạo ra ởquá trình này là: mnhựa = 651,8866×

100+0 ,25

100 =653,5163 (kg) Lượng nhựa bị tổn hao ở quá trình này là:

mtổn hao 4 = 653,5163 – 651,8866 = 1,6297 (kg)

Vì hàm lượng hydroquinon HQ1 cho vào ở quá trình tổng hợp là 0,01% khối lượngnhựa, nên trong 653,5163 (kg) nhựa thì lượng hydroquinon HQ1 chiếm:

mtổn hao = 1 + 0,5005 + 1,5023+ 1,6297 = 4,6325 (kg)

Ta khống chế điều kiện để thu được nhựa có chỉ số acid là 32 (nghĩa là 1 gam nhựacần 32mg KOH để trung hòa hết lượng acid còn lại) Tức là 1kg nhựa cần 32.10-3 kgKOH

Vì vậy, lượng KOH cần dùng cho 653,4509 (kg) nhựa là:

Ta có phản ứng trung hoà xảy ra như sau:

Từ (1) ta có: mnhựa = mng.l – mnước → mnhựa = 369,8n – (36n – 6,7212) (4)

Từ (3) & (4) ta có biểu thức đồng nhất về khối lượng nhựa là:

369,8n – (36n – 6,7212) = 653,4509 → n = 1,9375 (mol)Vậy, khối lượng các cấu tử nguyên liệu tham gia để tạo 1 tấn nhựa sản phẩm:

mAM = (98 ¿ 1,2n)/0,857 = (98 ¿ 1,2 ¿ 1,9375)/0,857 =265,8693 (kg)

mAP = (148 ¿ 0,8n)/0,857 = (148 ¿ 0,8 ¿ 1,9375)/0,857 =267,6779 (kg)

mEG = 62 ¿ 1,3n = 62 ¿ 1,3 ¿ 1,9375 = 156,1625 (kg)

mPG = 76 ¿ 0,7n = 76 ¿ 0,7 ¿ 1,9375 = 103,0750 (kg)Theo đề tài thì lượng glycol mất mát (do bay hơi) là 10% nên ta lấy dư glycol 10%

so với khối lượng của chúng

Do đó, lượng glycol lấy dư là:

mng.l = mAM + mAP + mEG + mPG

→ mng.l = 265,8693 + 267,6779 + 200,4420 + 132.3016 = 857.2908 (kg)

Và lượng nước tách ra là:

mnước tách = 36n – 6,7212 = (36 ¿ 1,9375) – 6,7212= 63,0288 (kg)

1.2.2 Tính lượng xylen cần dùng để tách 63,0288 (kg) nước

Xylen tạo với nước hỗn hợp đẳng phí ở 89,4oC Trong đó, nước chiếm 19,6%, hỗnhợp xylen chiếm 80,4% Do đó, để tách hết 63,0288 (kg) nước trong 1 tấn nhựa sản

phẩm thì lượng xylen cần dùng là: mxylen =(63,0288 x 80,4)/19,6= 258,5467 (kg)

1.3 Cân bằng vật chất cho toàn bộ quá trình

1.3.1 Cân bằng vật chất cho quá trình chuẩn bị nguyên liệu với tổn hao 0,05%

Vì tổn hao ở quá trình chuẩn bị nguyên liệu là 0,05% nên lượng nguyên liệu cần

chuẩn bị là:

Bảng 1.1 Cân bằng vật chất cho 1 tấn nhựa của quá trình chuẩn bị nguyên liệu

1.3.2 Cân bằng vật chất cho quá trình tổng hợp với tổn hao 0,25%

Bảng 1.2 Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm của quá trình tổng hợp

1.3.3 Cân bằng vật chất cho quá trình tương hợp với tổn hao 0,15%

Bảng 1.3 Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm của quá trình tương hợp

1.3.4 Cân bằng vật chất cho quá trình lọc với tổn hao 0,05%

Bảng 1.4 Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm của quá trình lọc

1.3.5 Cân bằng vật chất cho quá trình đóng thùng với tổn hao 0,1%

Bảng 1.5 Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm của quá trình đóng gói

1.4.

Cân bằng vật chất cho 1 tấn nhựa

Bảng 1.6 Cân bằng vật chất cho 1 tấn nhựa

1.5.

Cân bằng vật chất cho 1 mẻ nhựa

Vì mỗi mẻ nhựa ta sản xuất được 29,4118 tấn Do đó, để tính cân bằng vật chất chomột mẻ nhựa, ta nhân bảng 1.6 với 29,4118 Ta được bảng 1.7

Bảng 1.7 Cân bằng vật chất cho 1 mẻ nhựa

1.6 Cân bằng vật chất cho 1 ngày sản xuất nhựa

Vì một ngày sản xuất được 3 mẻ Do đó, để tính cân bằng vật chất cho một ngàysản xuất, ta nhân bảng 1.7 với 3 Ta được bảng 1.8

1.7 Cân bằng vật chất cho 1 năm sản xuất nhựa

Vì một năm làm việc 340 ngày Do đó, để tính cân bằng vật chất cho một năm sảnxuất, ta nhân bảng 1.8 với 340 Ta được bảng 1.9

Bảng 1.9 Cân bằng vật chất cho 1 năm sản xuất nhựa

1.8 Tính lượng xylen cần dùng để tách nước trong 1 năm

Xylen tạo với nước hỗn hợp đẳng phí ở 89,4oC, trong đó nước chiếm 19,6% hỗn hợp

Từ bảng cân bằng vật chất ta có lượng nước cần tách ra trong 1 mẻ là:

mnước = 1853,8000 (kg)Lượng xylen cần dùng để tách nước trong 1 mẻ sản xuất là:

mxylen =

1853,800063,0288 ×258,5467=7604 ,3630 (kg)

Trong quá trình sản xuất ta cho lượng xylen hồi lưu 70% vậy luợng xylen hồi lưu

CHƯƠNG 2: TÍNH CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH Thiết bị chính của phân xưởng sản xuất nhựa UPE là thiết bị phản ứng hay là nồi

đa tụ Ta chọn vật liệu làm nồi là thép không gỉ, chịu nhiệt, loại X18H10T có hàm lượng

các chất trong thép như sau: cacbon 0,1%, crôm 18%, niken 10% Cấu tạo của nồi đa tụ: Thân hình trụ, làm bằng thép tấm Đáy và nắp hình elip có gờ Cánh khuấy mỏ neo chữ U Bích của thân là bích hàn, bích ở nắp là loại đúc sẵn Ghép nắp với thân bằng bulông Bên ngoài có lớp vỏ bọc bằng thép để chứa chất tải nhiệt là hỗn hợp diphenyl.

Ngoài ra, còn có lớp cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh, áp kế, đồng hồ, bulong, bích …

2.1 Kích thước thiết bị phản ứng

Từ bảng cân bằng vật chất cho 1 mẻ sản phẩm ta có khối lượng các nguyên liệu

AM, AP, EG, PG trong 1 mẻ lần lượt là (bảng 2.1)

Bảng 2.1 Khối lượng nguyên liệu trong 1 mẻ

tích nồi sẽ lớn Ta chia làm 2 nồi, khối lượng nguyên liệu mỗi nồi là (bảng 2.2)

Bảng 2.2 Thể tích của các cấu tử trong hỗn hợp phản ứng

Nguyên liệu Lượng vào (kg) ρ (kg/m3) Thể tích (m3)

Trước khi tính thể tích nồi đa tụ ta phải tính thể tích nguyên liệu, thể tích nguyên

liệu được tính theo công thức sau:

Vi =

G i

ρ i

Trong đó: Gi là khối lượng cấu tử thứ i và ρi là khối lượng riêng cấu tử thứ i.

Tra khối lượng riêng của nguyên liệu trong sổ tay QT&TB tập1, ta có:

• Vnl: Thể tích nguyên liệu cho vào 1 nồi

2.2 Kích thước nồi đa tụ

Vì nồi đa tụ có cấu tạo gồm thân hình trụ, đáy và nắp dạng elip có gờ nên thể tíchđược tính theo công thức:

H: Chiều cao của phần hình trụ (chọn nồi có H = 1,2Dt)

Dt = 3

√14.9268 × 12 4,6 ×3,14 =2.3147 (m)Quy chuẩn: Dt = 2,4 m

Vậy, chiều cao của phần hình trụ:

Ht = 1,2 ¿ Dt = 1,2 ¿ 2,4 = 2,88 (m)Quy chuẩn: Ht = 3 m

Vì đáy và nắp của nồi có dạng elip có gờ nên ta chọn phần gờ là 50 (mm) và phầnlồi được tra theo bảng XIII.10 trang 382_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

• Chiều cao phần lồi: hb = 600 (mm)

• Thể tích đáy: Vđáy = 2,037 (m3)

• Diện tích đáy: Fđáy = 6,63 (m2)

2.3 Chiều dày thiết bị

Ta chọn thiết bị làm nồi phải có khả năng chịu nhiệt tốt và không bị ăn mòn Dựavào bảng XIII.9 trang 364_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta chọn thép X18H10T và được giacông theo phương pháp hàn

2.3.1 Chiều dày thân hình trụ của nồi phản ứng

Chiều dày thân hình trụ được tính theo công thức XIII.8 trang 360_Sổ tay

QT&TB_Tập 2, ta có: S =

D t×P

2 [σ ]×ϕ−P + C (m)Trong đó:

• P: Áp suất làm việc của nồi phản ứng.

• [ σ ]: Ứng suất cho phép của thép X18H10T

• ϕ : Hệ số bền hàn của thanh hình trụ theo phương dọc (dựa vào bảng XIII.8 trang 360_Sổ tay QT&TB_Tập 2), chọn ϕ = 0,9.

2.3.1.1 Áp suất làm việc của nồi phản ứng

Áp dụng công thức XIII.10 trang 382_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có: P = Pm + ρ1gH1

xAP = m AP

∑m=

3938,412740,95=0,309

xEG = m EG

∑m=

2949,1512740,95=0,231

xPG = m PG

∑m=

1946,60012740,95=0,153

2.3.1.2 Ứng suất cho phép của thép X 18 H 10 T

Áp dụng công thức XIII.1 trang 355_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

• nk: Hệ số an toàn theo giới hạn kéo

• nc: Hệ số an toàn theo giới hạn chảy

• η: Hệ số điều chỉnh

Tra bảng XII.4 trang 312_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

σk = 550.106 (N/m2)

σc = 220.106 (N/m2)Tra bảng XIII.3 trang 358_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

nk = 2,6

nc = 1,5Tra bảng XIII.2 trang 358_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

Ứng suất cho phép khi chảy: [sc] =

σ c

n c×η =

220.1061,5 ×0,9 = 132.106 (N/m2)

Vì [sk] > [sc] nên ứng suất cho phép là: [sc] = 132.106 (N/m2)

Xét đại lượng:

σ c

132 1061,011.106×0,9=117,507 > 50

Do đó, ta có thể bỏ qua đại lượng p ở mẫu của công thức tính chiều dày

Lúc đó, ta có:

S =

D t×P 2[σ c]×ϕ + C =

• C3: Hệ số bổ sung do dung sai âm phụ thuộc vào bề dày vật liệu Chọn dung sai

âm C3 = 0,8 (mm) (Tra bảng XIII.9 trang 364_Sổ tay QT&TB_Tập 2)

Kiểm tra ứng suất của thành theo áp suất thử:

Áp dụng công thức XIII.26 trang 365_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

σ =

[D t+(S−C )]× p o 2(S−C )×ϕ ≤

σ c

1,2 , do đó chiều dày thỏamãn

Vậy S = 14 mm

2.3.2 Chiều dày của đáy và nắp thiết bị

Đáy và nắp làm cùng loại vật liệu và cùng dạng elip có gờ Đáy và nắp có thể nốivới thân bằng cách hàn liền với thân nên cùng được tính theo công thức XIII.47 trang360_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

S =

D t×P 3,8 [σ c]×k×ϕ h−P×

D t

2 h b + C (m)Trong đó :

• hb: Chiều cao phần lồi của đáy, hb = 600 (mm)

• φh: Hệ số bền của mối hàn hướng tâm Chọn φh= 0,9 (Tra bảng XIII.8 trang364_Sổ tay QT&TB_Tập 2)

• k = 1 Do lỗ được tăng cứng hoàn toàn

Xét đại lượng:

σ c

132 1061,011.106×0,9=117,507

> 30

Do đó, ta có thể bỏ qua đại lượng p ở mẫu của công thức tính chiều dày.

→ S = 2400 ×1,011.106

3,8× 132.106× 1× 0,9 ×

2400

2 ×600+C=10,750+C (mm)Đại lượng bổ sung C tăng thêm 1 (mm) khi 10 < S – C < 20 (mm), nên chiều dàyđáy và nắp thiết bị là: Sd = 10,750 + 1,8 + 1 = 13,550 (mm)

Quy chuẩn: S = 14 (mm) = 0,014 (m)

Kiểm tra ứng suất của đáy và nắp thiết bị theo áp suất thử thủy lực:

Áp dụng công thức XIII.49 trang 386_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

σ =

[D t2+2h b(S−C )]× p o 7,6 k×ϕ h×h b×(S−C )≤

σ c

1,2 do đó chiều dày thỏamãn

Vậy S = 14 mm

2.4 Vỏ bọc gia nhiệt thiết bị phản ứng

Quá trình đa tụ nhựa UPE xảy ra ở nhiệt độ cao Do đó, cần phải đun nóng bằngchất tải nhiệt hữu cơ diphenyl có nhiệt độ cao nên phải dùng vỏ bọc để chứa chất tảinhiệt, tránh hiện tượng tổn thất nhiệt ra môi trường Thông thường vỏ bọc là thépkhông gỉ loại X18H10T Chiều dày vỏ bọc cũng được tính giống như nồi phản ứng

Vậy đường kính trong của vỏ bọc: Dt = 2400 + 100 ¿ 2 + 2 ¿ 14 = 2628 (mm)

• P: Áp suất hơi bão hòa của hỗn hợp diphenyl

Vì nhiệt độ cung cấp cho nồi 180 ¸ 230oC Ở nhiệt độ 230oC thì áp suất hơi bãohoà của hỗn hợp diphenyl là 0,052.106 (N/m2) (Tra bảng I.271 trang 330_Sổ tayQT&TB_Tập 1) Chọn Pmt= 9,81.105

→ P = Pmt + 0,052.106 = 9,81.105 + 0,052.106 = 1,033.106 (N/m2)

• φ: Hệ số bền hàn của vỏ hình trụ theo phương dọc, φ= 0,95

• [σ]: Ứng suất cho phép của thép X18H10T

Tương tự như trên, ta chọn [s]s] = 132.106 (N/m2)

Trong đó:

• C1 = 1 (mm)

• C2 = 0

• C3: Hệ số bổ sung do dung sai âm phụ thuộc vào bề dày vật liệu Chọn dung sai

âm C3 = 0,8 (mm), theo bảng XIII.9 trang 364_Sổ tay QT&TB_Tập 2)

Vậy, tổng các hệ số bổ sung:

C = C1 + C2 + C3 = 1 + 0 + 0,8= 1,8 (mm) = 0,0018 (m)Chiều dày của thân:

S = 10,824 + 1,8 = 12,624 (mm)Quy chuẩn: S = 14 mm = 0,014 m

Kiểm tra ứng suất của thành theo ứng suất thử:

Áp dụng công thức XIII.26 trang 365_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

σ =

[D t+(S−C )]×P o 2( S−C )×ϕ ≤

σ c

1,2 (N/m2)Trong đó: Áp suất thử Po được xác định: Po = Pth + Pl

Với: Pth là áp suất thử thuỷ lực

Mà:1,25P = 1,25 ¿ 1,033 ¿ 106 = 1,291.106 (N/m2)

2.4.2 Chiều dày đáy vỏ bọc

S =

D t×P 3,8 [σ ]×k ×ϕ n−P×

D t

2 h b + CTrong đó:

• hb: Chiều cao phần lồi của đáy vỏ, hb = 0,25Dt = 600 (mm)

• φn: Hệ số bền của mối hàn, chọn φn = 0,95

• k = 1 do lỗ được tăng cứng hoàn toàn

• Dt: Đường kính trong của vỏ bọc, ta thiết kế vỏ bọc ngoài cách thân thiết bị là 100(mm) Ta có: Dt = 2400 + 100 ¿ 2 + 2 ¿ 14 = 2628 (mm)

Sd = 12,476 + 1,8 + 1 = 15,276 (mm)

Quy chuẩn: Sd = 16 mm = 0,016 m.

Kiểm tra ứng suất vỏ bọc thiết bị theo áp suất thử thủy lực:

Áp dụng công thức XIII.49 trang 386_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

σ =

[D t2+2 hb(S−C )]×P o 7,6 k×ϕ n×h b×(S−C )≤

σ c

1,2 (N/m2)

Ta có: σ = [2, 628

2+2× 0,600×(16−1,8)× 10−3]×1,350 ×1067,6 ×1 ×0,95 × 0,600×(16−1,8)× 10−3 =151,942 10

X18H10T Cánh khuấy mỏ neo có ưu điểm là khuấy trộn đều chất lỏng nhớt, tăng cườngquá trình truyền nhiệt, ngăn cản quá trình kết tủa và lắng cặn trên thành, đáy thiết bị.Tạo trạng thái lơ lửng, hoà tan của chất rắn trong môi trường lỏng nhớt

Ta chọn khoảng cách từ đáy hoặc từ thành thiết bị đến cánh khuấy càng bé càng tốt

để tăng cường khả năng đảo trộn phần chất lỏng ở sát thành thiết bị

Gọi:

 Dt: Đường kính trong nồi phản ứng, Dt = 2,4 (m)

Với cánh khuấy mỏ neo, ta có các tỉ lệ:

Tra bảng IV.1 trang 618_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

Tra theo hình IV.13-7 trang 619_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

Bề rộng cánh khuấy: b = 0,066d = 0,066 ¿ 2,162 = 0,143(m)

Khoảng cách từ đáy đến cánh khuấy: S = 0,11d = 0,11 ¿ 2,162 = 0,238 (m)

Chiều cao cánh khuấy: hck = 0,44d = 0,44 ¿ 2,162 = 0,951 (m)

Dựa vào bảng IV.6 trang 625_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta chọn n = 0,58 vòng/s

2.5.1 Công suất làm việc của cánh khuấy (N lv )

Để vượt qua trở lực của chất lỏng, công suất tiêu tốn được tính như sau:

Áp dụng công thức IV.2 trang 616_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

Nlv = xk ¿ n3 ¿ d5 ¿

rTrong đó:

• xk: Hệ số không thứ nguyên, có dạng của chuẩn số Eu

Áp dụng công thức IV.2a trang 616_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

Với: A, m, và p là những hằng số và được xác định bằng thực nghiệm

Tra bảng IV.1 trang 618_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

A = 6,2; m = -0,25; p = 0

Rek: Chuẩn số Raynon, được xác định theo công thức 6-11 trang 195_Sách cơ sở

QT&TB_Tập 1: Rek =

ρ×n×d2μ

Do chọn cánh khuấy có tỉ số hình học khác nhau nên công suất làm việc phải nhânthêm hệ số hiệu chỉnh f.

Dựa vào bảng IV.6 trang 625 _Sổ tay QT&TB _Tập 1 ta chọn n= 0,58 vòng/s

Áp dụng công thức IV.9 trang 619_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

2.5.2 Công suất mở máy

Khi mở máy thì phải có công để thắng lực quán tính và lực ma sát Vì vậy người tabiểu thị công suất khi mở máy:

Nc = Ng +Nm (Sổ tay QT&TB_Tập 1 trang 622)Trong đó:

• Ng: Công suất tiêu tốn để thắng lực quán tính Áp dụng công thức IV.13 trang622_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có: Ng = k ¿ r ¿ n3 ¿ d5

Trong đó:

• h: Hiệu suất (khả năng truyền lực từ động cơ sang cánh khuấy), thường chọn hbằng 0,6 ¸ 0,7 Ta chọn h = 0,65

2.6 Lớp bảo ôn

Để giảm bớt nhiệt lượng tổn thất ra môi trường, người ta dùng một lớp bảo ônbằng bông thuỷ tinh để bọc toàn thân và đáy vỏ bọc Giả thiết xem quá trình truyềnnhiệt từ chất tải nhiệt diphenyl ra môi trường là đẳng nhiệt

Ta có: Nhiệt độ vào của chất lỏng diphenyl: t1 = 235oC

Chọn: Nhiệt độ của không khí là: t2 = 25oC

Nhiệt độ mặt trong của lớp vỏ bọc: tT1

Nhiệt độ mặt ngoài của lớp vỏ bọc: tT2

Nhiệt độ mặt ngoài của lớp cách nhiệt: t3 = 40oC

Chênh lệch nhiệt độ giữa diphenyl và thành ngoài của vỏ bọc: Dt1 = 5oC Nhiệt tải của quá trình cấp nhiệt từ chất lỏng diphenyl đến tường vỏ bọc là:

q1 = a1 ¿ Dt1 (W/m2) (1) Nhiệt tải của quá trình dẫn nhiệt qua tường: q2 =

Δtt T

R (2) Nhiệt tải của quá trình cấp nhiệt từ tường ra môi trường: q3 = a2 ¿ Dt2 (W/m2)

Vì quá trình truyền nhiệt là đẳng nhiệt nên: q1 = q2 = q3