THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI

THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI THIẾT kế hệ THỐNG THIẾT bị CHƯNG LUYỆN LOẠI

TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC N MễN QU TRèNH THIT B B MễN QU TRèNH -THIT B ** THIT K H THNG THIT B CHNG LUYN LOI THP M PHN TCH HN HP HAI CU T RU METYLIC V NC Giỏo viờn hng dn Sinh viờn Mó sinh viờn Lp : NGUYN TH HU : TRN TH XOAN : 0974140023 : LTC-H Húa1-K9 H ni 6-2015 H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI B CễNG THNG KHOA CễNG NGH HểA HC CNG HềA X HI CH NGHA VIT NAM TRNG I HC CễNG NGHIP H NI C LP- T DO- HNH PHC N MễN HC QU TRèNH THIT B H v tờn SV: Trn Th Xoan MSV: 0974140023 Lp:C- H Cụng Ngh Húa Khúa: IX Khoa: Cụng ngh k thut húa hc Giỏo viờn hng dn: Nguyn Th Hu NI DUNG: Thit k h thng chng luyn liờn tc loi thỏp m phõn tỏch hn hp: Metylic- Nc vi nng sut hn hp u =6835 kg/h.Nng cu t d bay hi : + hn hp u aF=28,1% + hn hp u ap=90,8% + hn hp u aw=1,1% Thỏp lm vic ỏp sut thng, hn hp c gia nhit n nhit sụi: H V TấN:TRN TH XOAN Bb ST T Tờn bn v Kh giy S lng V dõy chuyn sn xut A4 01 V h thng thỏp chng A0 luyn 01 MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Li Cm n Chỳng ta ang sng nn kinh t hu cụng nghip hay cũn gi l kinh t mi, nn kinh t tri thc c trng ch yu ca nn kinh t ny l s xut hin ca cỏc ngnh cụng ngh cao, cụng ngh t ng húa v ngi mỏy, cụng ngh thụng tin, cụng ngh vt liu mi Trong ngnh cụng ngh vt liu mi khụng th khụng nhc ti ngnh cụng ngh húa hc, bi cụng ngh húa hc thuc nghnh cụng ngh ũi hi k thut cao, mc phỏt trin khoa hc ca mt t nc Khi m khoa hc k thut cng phỏt trin, nhu cu v dựng phng tin phc v cng ln thỡ ũi hi n sn phm húa hc cng nhiu Nhn thy rừ s phỏt trin nh v bóo ca ngnh cụng ngh húa hc vi li t nhy bộn v sỏng to, khoa Cụng Ngh Húa trng i Hc Cụng Nghip H Ni ó o to nhng sinh viờn chuyờn ngnh húa iu ú khụng ch cung cp cho t nc i ng nhng cụng nhõn lnh ngh, nhng th k thut cú tay ngh cao m nú cũn m c hi vic lm cho gii tr lnh vc khỏ mi m ny L mt sinh viờn khoa Cụng Ngh Húa ca trng, chỳng em ó c trang b rt nhiu nhng kin thc c bn v cỏc quỏ trỡnh thit b ca cụng ngh sn xut nhng sn phm húa hc, cng c nhng kin thc ó hc, cng nh phỏt huy trỡnh c lp sỏng to gii quyt mt c th ca sinh viờn thc t sn xut, chinh vỡ vy c nhn bn ỏn quỏ trỡnh thit b ny l mt c hi tt cho chỳng em c tỡm hiu v cỏc quỏ trỡnh cụng ngh, c dng H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC nhng kin thc ó c hc v m rng kin thc ca mỡnh, t ú cho chỳng em cỏi nhỡn c th hn v ngnh ngh mỡnh ó la chn Bn ỏn ny khụng ch lm sỏng t thờm lý thuyt, nm vng phng phỏp tớnh toỏn v nguyờn lý hnh thit b, m õy chớnh l mt c hi tt sinh viờn dt gii quyt nhng c th thc t sn xut hon thnh c bn ỏn ny em xin gi li cỏm n chõn thnh nht n cỏc thy cụ khoa Cụng Ngh Húa, c bit l thy giỏo Nguyn Th Hu ó ginh cho chỳng em s u ói c bit, tn tỡnh hng dn, ch bo, to iu kin thun li cho chỳng em lm ỏn Do thi gian v kin thc bn thõn em cũn hn ch nờn bn ỏn khụng trỏnh nhng thiu sút em rt mong nhn c s gúp ý, nhng li nhn xột v sa cha ca thy cụ bn ỏn ca em c hon chnh hn Mt ln na em xin chõn thnh cỏm n! H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Li Núi u Ngy cựng vi s phỏt trin ca khoa hc k thut, nn cụng nghip ó mang li cho ngi nhng li ớch vụ cựng to ln v vt cht v tinh thn nõng cao i sng nhõn dõn, hũa nhp chung vi s phỏt trin chung ca cỏc nc khu vc cng nh trờn th gii ng v Nh nc ta ó mc tiờu cụng nghip húa v hin i húa t nc Trong tin trỡnh cụng nghip húa hin i húa t nc nhng nghnh mi nhn nh cụng ngh thụng tin, cụng ngh sinh hc, cụng ngh in t t ng húacụng ngh húa gi vai trũ quan trng vic sn xut cỏc sn phm phc v cho nn kinh t quc dõn, to tin cho nhiu ngnh khỏc phỏt trin Khi kinh t phỏt trin thỡ nhu cu ca ngi ngy cng tng Do vy cỏc sn phm cng ũi hi cao hn, a dng hn, phong phỳ hn, theo ú cụng ngh sn xut cng phi nõng cao Trong cụng ngh húa hc núi chung vic s dng húa cht cú tinh khit cao l yu t cn bn to sn phm cú cht lng cao Cú nhiu phng phỏp khỏc lm tng nng , tinh khit nh: chng luyn, chng ct, cụ c, trớch ly Tựy vo tớnh cht ca h m ta la chn phng phỏp thớch hp Phn I: GII THIU CHUNG I Lí THUYT V CHNG LUYN: 1) Phng phỏp chng luyn: Chng luyn l mt phng phỏp nhm phõn tỏch mt hn hp khớ ó húa lng da trờn bay hi tng i khỏc gia cỏc cu t thnh phn cựng mt ỏp sut H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Phng phỏp chng luyn ny l mt quỏ trỡnh ú hn hp c bc hi v ngng t nhiu ln Kt qu cui cựng nh thỏp ta thu c mt hn hp gm hu ht cỏc cu t d bay hi v nng t yờu cu Phng phỏp chng luyn cho hiu sut phõn tỏch cao, vỡ vy nú c s dng nhiu thc t Da trờn cỏc phng phỏp chng luyn liờn tc, ngi ta a nhiu thit b phõn tỏch a dng nh thỏp chúp, thỏp a l khụng cú ng chy truyn, thỏp a l cú ng chy truyn, thỏp m Cựng vi cỏc thit b ta cú cỏc phng phỏp chng ct l: p sut lm vic: a - Chng ct ỏp sut thp - Chng ct ỏp sut thng - Chng ct ỏp sut cao Nguyờn tc ca phng phỏp ny l da trờn nhit sụi ca cỏc cu t: nu nhit sụi ca cỏc cu t quỏ cao thỡ gim ỏp sut lm vic gim nht sụi ca cỏc cu t b Nguyờn lý lm vic: cú th lm vic theo nguyờn lý liờn tc hoc giỏn on: -Chng giỏn on: phng phỏp ny c s dng khi: Nhit sụi ca cỏc cu t khỏc xa Khụng cn ũi hi sn phm cú tinh khit cao Tỏch hn hp lng cht khụng bay hi Tỏch s b hn hp nhiu cu t - Chng liờn tc: l quỏ trỡnh c thc hin liờn tc nghch dũng v nhiu on 2) Thit b chng luyn: Trong sn xut thng s dng rt nhiu loi thỏp khỏc nhng chỳng u cú mt yờu cu c bn l din tớch tip xỳc b mt pha ln Thỏp chng luyn phong phỳ v kớch c v ng dng Cỏc thỏp ln thng c s dng cụng ngh lc húa du ng kớnh thỏp ph H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC thuc vo lng pha lng v lng pha khớ, tinh khit ca sn phm Mi loi thỏp chng li cú cu to riờng, cú u im v nhc im khỏc nhau, vy ta phi chn loi thỏp no cho phự hp vi hn hp cu t cn chng v tớnh ton kớch c ca tht b cho phự hp vi yờu cu Trong ỏn ny em c giao thit k thỏp chng luyn liờn tc loi thỏp a l cú ng chy truyn phõn tỏch hn hp hai cu t l Nc Metylic, ch l vic ỏp sut thng vi hn hp u vo nhit sụi GII THIU V HN HP C CHNG LUYN: a) Nc Nc l mt hp cht húa hc ca oxy v hidro, cú cụng thc húa hc ca nc l H2O Vi cỏc tớnh cht lớ húa c bit (vớ d nh tớnh lng cc, liờn kt hirụ v tớnh bt thng ca lng riờng) nc l mt cht rt quan trng nhiu ngnh khoa hc v i sng 70% din tớch ca Trỏi t c nc che ph nhng ch 0,3% tng lng nc trờn Trỏi t nm cỏc ngun cú th khai thỏc dựng lm nc ung Phõn t nc bao gm hai nguyờn t hirụ v mt nguyờn t ụxy V mt hỡnh hc thỡ phõn t nc cú gúc liờn kt l 104,45 Do cỏc cp in t t chim nhiu ch nờn gúc ny sai lch i so vi gúc lý tng ca hỡnh t din Chiu di ca liờn kt O-H l 96,84 picụmột Tớnh lng cc ễxy cú õm in cao hn hirụ Vic cu to thnh hỡnh ba gúc v vic tớch in tng phn khỏc ca cỏc nguyờn t ó dn n cc tớnh dng cỏc nguyờn t hirụ v cc tớnh õm nguyờn t ụxy, gõy s lng cc Da trờn hai cp in t n c ca nguyờn t ụxy, lý thuyt VSEPR ó gii thớch s sp xp thnh gúc ca hai nguyờn t H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC hirụ, vic to thnh moment lng cc v vỡ vy m nc cú cỏc tớnh cht c bit Vỡ phõn t nc cú tớch in tng phn khỏc nờn mt s súng in t nht nh nh súng cc ngn cú kh nng lm cho cỏc phõn t nc dao ng, dn n vic nc c un núng Hin tng ny c ỏp dng ch to lũ vi súng Liờn kt hirụ Cỏc phõn t nc tng tỏc ln thụng qua liờn kt hirụ v nh vy cú lc hỳt phõn t ln õy khụng phi l mt liờn kt bn vng Liờn kt ca cỏc phõn t nc thụng qua liờn kt hirụ ch tn ti mt phn nh ca mt giõy, sau ú cỏc phõn t nc tỏch liờn kt ny v liờn kt vi cỏc phõn t nc khỏc ng kớnh nh ca nguyờn t hirụ úng vai trũ quan trng cho vic to thnh cỏc liờn kt hirụ, bi vỡ ch cú nh vy nguyờn t hirụ mi cú th n gn nguyờn t ụxy mt chng mc y Cỏc cht tng ng ca nc, thớ d nh ihirụ sulfua (H2S), khụng to thnh cỏc liờn kt tng t vỡ hiu s in tớch quỏ nh gia cỏc phn liờn kt Vic to chui ca cỏc phõn t nc thụng qua liờn kt cu ni hirụ l nguyờn nhõn cho nhiu tớnh cht c bit ca nc, thớ d nh nc mc dự cú lng mol nh vo khong 18 g/mol th lng iu kin tiờu chun Ngc li, H2S tn ti dng khớ cựng nhng iu kin ny Nc cú lng riờng ln nht Celcius v nh vo ú m bng ỏ cú th ni lờn trờn mt nc; hin tng ny c gii thớch nh vo liờn kt cu ni hirụ H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Liờn kt hirụ Cỏc tớnh cht húa lý ca nc Cu to ca phõn t nc to nờn cỏc liờn kt hirụ gia cỏc phõn t l c s cho nhiu tớnh cht ca nc Cho n mt s tớnh cht ca nc cũn l cõu cho cỏc nh nghiờn cu mc dự nc ó c nghiờn cu t lõu Nhit núng chy v nhit sụi ca nc ó c Anders Celsius dựng lm hai im mc cho bỏch phõn Celcius C th, nhit úng bng ca nc l Celcius, cũn nhit sụi (760 mm Hg) bng 100 Celcius Nc úng bng c gi l nc ỏ Nc ó húa hi c gi l hi nc Nc cú nhit sụi tng i cao nh liờn kt hirụ Di ỏp sut bỡnh thng nc cú lng riờng (t trng) cao nht l C: g/cm ú l vỡ nc tip tc gión n nhit gim xung di C iu ny khụng c quan sỏt bt k mt cht no khỏc iu ny cú ngha l: Vi nhit trờn C, nc cú c tớnh ging mi vt khỏc l núng n, lnh co; nhng vi nhit di C, nc li lnh n, núng co Do hỡnh th c bit ca phõn t nc (vi gúc liờn kt 104,45), b lm lnh cỏc phõn t phi di xa to liờn kt tinh th lc giỏc m Vỡ vy m t trng ca nc ỏ nh hn nc th lng.[1] H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Khi ụng lnh di C, cỏc phõn t nc phi di xa to liờn kt tinh th lc giỏc m Nc l mt dung mụi tt nh vo tớnh lng cc Cỏc hp cht phõn cc hoc cú tớnh ion nh axớt, ru v mui u d tan nc Tớnh hũa tan ca nc úng vai trũ rt quan trng sinh hc vỡ nhiu phn ng húa sinh ch xy dung dch nc Nc tinh khit khụng dn in Mc dự vy, cú tớnh hũa tan tt, nc hay cú cht pha ln, thng l cỏc mui, to cỏc ion t dung dch nc cho phộp dũng in chy qua V mt húa hc, nc l mt cht lng tớnh, cú th phn ng nh mt axit hay baz pH (trung tớnh) hm lng cỏc ion hydroxyt (OH-) cõn bng vi hm lng ca hydronium (H3O+) Khi phn ng vi mt axit mnh hn thớ d nh HCl, nc phn ng nh mt cht kim: HCl + H2O H3O+ + ClVi ammoniac nc li phn ng nh mt axit: NH3 + H2O NH4+ + OHNc i sng Cuc sng trờn Trỏi t bt ngun t nc Tt c cỏc s sng trờn Trỏi t u ph thuc vo nc v vũng tun hon nc Nc cú nh hng quyt nh n khớ hu v l nguyờn nhõn to thi tit Nng lng mt tri si m khụng ng u cỏc i dng ó to nờn cỏc dũng hi lu trờn ton cu Dũng hi lu Gulf Stream chuyn nc m t vựng Vnh Mexico n Bc i Tõy Dng lm nh hng n khớ hu ca vi vựng chõu u Nc l thnh phn quan trng ca cỏc t bo sinh hc v l mụi trng ca cỏc quỏ trỡnh sinh húa c bn nh quang hp H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Ta chn khong cỏch gia bớch l m, vy s bớch ni thõn thit b l: n = 10,2 : = 5,1 => ta chn s bớch n = 3.4.2 Chn mt bớch ni ng dn thit b: Ta dựng kiu mt bớch bng kim loi en.Theo bng XIII.26 (II - )409 ta cú bng bớch cho cỏc loi ng vi ỏp sut 0,25.10 N/m Tờn cỏc ng Dy Dn D D D1 db h mm z Cái Sn phm nh 400 426 535 495 465 M20 22 16 Hi lu sn phm nh 80 89 185 150 128 M16 14 ng dn liu 150 159 260 225 202 M16 16 Sn phm ỏy 125 133 235 200 178 M16 14 Hi lu ỏy 377 485 445 415 M20 12 22 H V TấN:TRN TH XOAN 350 MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC 3.5 TNH V CHN GI , TAI TREO Thng ngi ta khụng t trc tip thit b lờn m phi cú tai treo hay chõn (tr trng hp ngoi l) Mun xỏc nh giỏ v tai treo cn phi xỏc nh c lng ca ton thit b 3.5.1 Tớnh lng ton b thỏp tớnh toỏn lng ton thit b ngi ta tớnh lng thỏp cho nc y thỏp, v lng ca thỏp khụng cú nc G = G + G + G + G + G + G + G (kg) Trong ú: G : Khi lng thõn thỏp tr (kg) G : Khi lng np v ỏy thỏp (kg) G : Khi lng bớch (kg) G : Khi lng bu lụng ni bớch (kg) G : Khi lng a l thỏp (kg) G : Khi lng ng chy truyn (kg) G : Khi lng cht lng in y thỏp (kg) a Khi lng thõn thỏp tr: Khi lng riờng ca vt liu lm thõn thỏp l = 7900 (kg/m) ng kớnh ca thõn thỏp: D = 0,8 (m); D = 1,6 (m) Chiu dy thõn thỏp S = (m) Chiu cao thỏp : H = 4,6 (m); H = 4,1 (m) => Khi lng thõn thỏp l: G = H. = 180,028 (kg) H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC G = H. = 322,85 (kg) G = G + G = 5-2,878 (kg) b Khi lng np v ỏy thỏp Chiu dy ca np : S = (mm) , ca ỏy, S = (mm) Chiu cao g h = 25 (mm) ng kớnh D = 1,6 (m); D = 1,6 (m) Theo bng X.III.11 ( S tay QT&TBCNHC - T2 trang 384) => Khi lng np v ỏy thỏp l: G = 258 + 258 = 516 (kg) c Khi lng bớch Theo cỏc thụng s ca bớch ó chn: - ng kớnh ca bớch : D = 1,6 (m); D = 1,6 (m) - ng kớnh ngoi ca bớch D = D = 1,656 (m) - Chiu dy bớch : h = h = 28 (mm) = 0,028 (m) - S bớch: n = (cp) = (chic) => Khi lng bớch l: G = h..n = 0,028.7900.8 = 253,42 (kg) d Khi lng bu lụng ni bớch Theo cỏc thụng s ca bớch ó chn: Cn cp bớch, mi cp cn 28 bu lụng loi M 20 (khi lng 0,15 kg/cỏi) => Khi lng bu lụng ni bớch l: G = 5.28.0,15 = 21(kg) e Khi lng a l thỏp Theo cỏc thụng s a ó chn: H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI - KHOA CễNG NGH HểA HC ng kớnh a : D =0,85(m) D = 1,75(m) - Chiu dy a = 0,002 (m) - S a n = (chic) => Khi lng a l thỏp: G = ..n = 0,002.7900.7= 266,02 (kg) f Khi lng ng chy chuyn Khi lng mt ng chy chuyn on luyn: m = h. = 0,4.7900 = 0,4068 (kg) Khi lng mt ng chy truyn on chng: m = h. = 0,4.7900 = 2,957 (kg) Thỏp cú a chng, a luyn, mi a chng cú ng chy chuyn, mi a luyn cú ng chy chuyn: g Khi lng cht lng in y thỏp Ta ly theo lng riờng ln nht l lng trung bỡnh pha lng on chng: = = 801,766 (kg/m) => Khi lng cht lng cha thỏp l: G = H. = 8,7.801,766 = 14024,8 (kg) => Khi lng thỏp l: G = 502,878 + 516 + 253,42 + 21 + 266,02 + 447,748 + 11,271 + 14024,8 = 16106,327 (kg) 3.5.2 Tớnh tai treo Trng lng thỏp l: P = G.g = 16106,327.9,81 = 158003,07 (N) Chn tai treo bng thộp CT3, ti trng trờn tai treo l: 8,0.10 (N) Cỏc thụng s ca tai treo (Kiu VIII) (S tay II - 438) H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI Ti trng cho phộp trờn tai treo G.10 B mt Ti L trn g F.10 cho N/m phộp lờn b mt q.10 N/m 8,0 639 1,25 B KHOA CễNG NGH HểA HC B1 H S l a d 120 25 21,5 mm 270 240 240 420 14 Tm lút tai treo bng thộp: bng XIII.22 (S tay II - 439) Chiu dy H ti thiu ca thnh thit b cú lút S Ti trng cho phộp lờn mt tai treo G.10 Chiu dy ti thiu ca thnh thit b N khụng cú lút B SB 530 10 mm 8,0 24 10 750 Chn chõn thộp: bng XIII.35 (S tay II - 437) Ti trng cho phộp B mt F.10 Ti trng cho phộp H V TấN:TRN TH XOAN L B B1 B2 H h S l MSV:0974140023 d TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC mm trờn m chõn G.10 8,0 840 N lờn b mt 0,96 Q.10 320 265 270 400 500 275 22 N/m H V TấN:TRN TH XOAN 120 34 MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC theo đáy thiết bị r b1 h s s Trục thiết bị b d s l H V TấN:TRN TH XOAN a l MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Chng TNH TON THIT B PH 4.1 TNH TON THIT B GIA NHIT HN HP U un núng hn hp u gm 0,281 nc v 719 metylic theo phn lng vi nng sut 6835 tn/h Ta gi thit dung dch u cú nhit ban u l 25C, cn un núng ti nhit sụi ca hn hp l t = 73,54C un núng hn hp u ta dựng thit b gia nhit loi ng chum kiu ng, dựng hi nc bóo hũa at un sụi hn hp Thit b trao i nhit loi ng chựm thng ng vi cỏc thụng s: Chiu cao ng: h = 1,5 (m) ng kớnh ng: d = 25 (mm) Chiu dy thnh ng: = (mm) ng kớnh ca ng l: d = 20 (mm) Dung dch i ng, hi t i ngoi ng Chn vt liu ch to l thộp khụng g X18H10T Theo XII.7 (S tay II 313), h s dn nhit ca vt liu l: = 16,3 (W/m.) 4.1.1 Tớnh hiu s nhit trung bỡnh Nhit vo ca dung dch l t = 25C Nhit ca dung dch l t = t = t = 73,54C Hi t l hi nc bóo hũa nờn nhit khụng thay i v l nhit sụi ỏp sut ó chn (2 at) : 119,6C => Hiu s nhit trung bỡnh gia hai lu th tớch theo cụng thc: = = = 67,49C Vy nhit trung bỡnh ca dung dch l: t = 119,6 67,49= 52,156C 4.1.2 Tớnh lng nhit trao i Lng nhit cn thit un núng hn hp u t nhit 25C n nhit sụi ca hn hp u 73,8C, tớnh theo cụng thc: H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Q = m.C.(t - t) (J/s) Trong ú: m: Lng dung dch a vo (kg/s) m = 1,8986 (kg/s) C: Nhit dung riờng ca dung dch (J/kg.) t = 52,3C Ni suy theo bng I.153 v I.154 (S tay I - 171) ta cú: C = 4184 (J/kg.); C = 2724 (J/kg.) Nng u hn hp l: a = 28,1% C = C.a+C.(1 - a) = 4184.0,281 + 2724.(1 - 0, 281) = 3134,26 (J/kg.) t, t : Nhit vo v ca dung dch (C) Vy : Q = 2,77.3134,26.(73,54 - 25) = 288847,271 (J/s) 4.1.3 Tớnh h s cp nhit Quỏ trỡnh truyn nhit gm phn: Cp nhit bng hi nc bóo hũa cho thnh ng truyn nhit: q = . (W/m) : H s cp nhit ca hi t (Wm.) : Hiu s nhit ca hi t v thnh ng tip xỳc vi vi hi t =t-t Dn nhit t thnh ng phớa tip xỳc vi hi sang thnh ng tip vi lng (dn nhit qua 1m thnh ng) Lng nhit ca quỏ trỡnh ny: q = t (W/m) r : Tng nhit tr ca thnh ng (m./W) t = t - t : Hiu s nhit gia hai phớa thnh ng (C) t, t : Nhit hai phớa thnh ng Cp nhit t thnh ng phớa tip vi pha lng cho hn hi lng q = .t H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 xỳc TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC : H s cp nhit t thnh ng (W/m.) t = t - t a Xỏc nh ch chy ca hn hp cht lng ng (tớnh chun s Re) Re = Trong ú: W : Tc dũng chy lng t chy ng Ta chn tc chy ca cht lng ng l ch t chy Chn W = 0,3 (m/s) l : Kớch thc hỡnh hc l = d : nht ca hn hp nhi trung bỡnh t thit b truyn nhit c xỏc nh theo cụng thc: lg = x.lg + (1 - x).lg , : nht ca nc v metylic nhit t Ni suy theo bng I.101 (S tay I - 91) ta cú: 1=0,6346.10-3(N.s/m) 2=0,8.10-3(N.s/m) Suy ra: lg = 0,41.lg0,6346.10 + (1 0,41).lg0,8.10 = - 3,138 (Ns/m) = 0,727.10 (Ns/m) : Khi lng riờng ca hn hp t = 52,3C = + , : Khi lng riờng ca nc v metylic nhit t Ni suy theo bng I.2 (S tay I - 9) ta cú: = 990,2 (kg/m); = 770,4 (kg/m) Vy: = = 821,65 (kg/m) l = d : ng kớnh tng ng ca ng truyn nhit Chn kớch thc ca ng truyn nhit l 25 x mm H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Trong ú 25 l ng kớnh ca ng v l b dy ca ng td Vy ng kớnh ca ng l d = 25-2 ì2 =21 (mm)= 0,021m Do ú: Re = =7120,21> 10 Ch chy ca cht lng ng truyn nhit l ch chy xoỏy Tớnh chun s Pr Chun s Pr c xỏc nh theo cụng thc: Pr = Trong ú: C, ó tớnh c trờn : H s dn nhit ca dung dch, xỏc nh theo cụng thc I.32 (T I - 123) = A.C. Trong ú: C = 134,26(J/kg.) = 821,65 (kg/m) M : lng mol trung bỡnh ca hn hp lng M = 26,26 (kg/kmol) A: h s ph thuc vo mc liờn kt ca cht lng Vi cht lng liờn kt cú A = 3,58.10 (S tay I - 123) Suy ra: = 291(W/m.) Vy: Pr = = 7,83 c Tớnh h s cp nhit v phớa dung dch (W/m.) Nu = M ch cht lng l chy xoỏy nờn: Nu = 0,021..Re.Pr (S tay II-14) : H s hiu chnh tớnh n nh hng ca t s chiu di v ng kớnh d ca ng Theo bng V.2 (S tay II - 15) >50 => = H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Pr : Chun s Prant ca hn hp lng tớnh theo nhit thnh ng : Th hin nh hng ca dũng nhit (un núng hay lm ngui) Khi chờnh lch gia tng v dũng nh thỡ (theo S tay II - 15) Do ú h s cp nhit v phớa hn hp lng: = 0,021 ..Re.Pr = 894,0975(W/m.) d Tớnh h s cp nhit ca hi bóo hũa Khi tc hi ng nh (W < 10 m/s) v mng nc ngng chuyn ng dũng thỡ h s cp nhit ca hi nc bóo hũa i vi ng thng ng = 2,04.A (W/m.) (S tay II - 28) H: Chiu cao ca ng thit b gia nhit, chn H = 1,5 m t = t - t : hiu s nhit gia nc ngng (t) v nhit phớa thnh ng tip xỳc (t) t = t - t Gi thit t = 2,7C r : n nhit ngng t ca hi bóo hũa t = 119,6C r = 526,964 (kcal/kg)=2206,29.10 (J/kg) A: H s ph thuc vo nhit mng nc ngng t A = (S tay II - 29) Vi: t = 0,5.(t + t) t = t - t => t = t - t = 119,6 - 2,7 = 116,9C t = 0,5.(116,9 + 119,6) = 118,25C Suy ra: A = 179 + (118,25 - 100) = 187,213 (Theo S tay II - 19) Do ú: = 2,04.187,213 = 10375,647 (W/m.) Vy nhit lng cung cp cho m thnh ng l: H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC q = .t = 10375,547.2,7 = 28014,247 (W/m ) e Tớnh tng tr thnh ng r r=r+r+ Chn b dy thnh ng truyn nhit = mm ( TTQT &TB1- 343) : H s dn nhit thnh ng, = 16,3 (W.m.), i vi thộp X18H10T theo bng XII.7 (II - 313) r, r : Nhit tr lp cn hi nc to thnh phớa thnh ng Vi nc cú cn bn: = = 2000 (kcal/m.h.) ( TTQT&TB1- 346) r = r = = 4,31.10 (m./W) Vy: r = 2.4,31.10 + = 9,867.10 f Tớnh hiu s nhit gia hai thnh ng Nhit lng dn qua mt m thnh ng: q = t t = q. r Do quỏ trỡnh truyn nhit l n nh nờn: q = q = 28014,247 (W/m) Do ú: t = 28014,247.9,867.10 = 27,642C Li cú: t = t - t ; t = 116,9C t = 119,6 - 27,642 = 91,958C M: t = t - t Vi t l nhit hn hp u un núng ng: t = t - t = 119,6 67,44 = 52,16 t = 91,958 52,3 = 39,798C g Tớnh nhit lng thnh ng cung cp cho dung dch q = .t = 35582,89 (W/m) Xột =0,73> 0,05 (chp nhn c) Vy lng nhit trung bỡnh truyn cho m thnh ng l: H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI i KHOA CễNG NGH HểA HC q = = = 15798,5685 (W/m) Xỏc nh b mt ng truyn nhit B mt ng truyn nhit ca thit b gia nhit c xỏc nh: F = Q l lng nhit un núng hn hp u n nhit cn thit => F = (m) i Tớnh s ng truyn nhit, chn cỏch sp xp ng theo hỡnh cnh n = = = 184,75 Ta chn tng s ng thit b l : 106 ng Theo bng V.11 (S tay II - 48) S hỡnh cnh l : 7; S ng trờn ng xuyờn tõm ca hỡnh cnh l: 13 j Tớnh ng kớnh thit b gia nhit hn hp u D = t.(b -1) + 4d (m) (S tay II - 49) Trong ú: t : bc ng t = 1,2.d = 1,2.0,025 = 0,03 (m) d : ng kớnh ngoi ca ng: d = 0,025 (m) S ng trờn ng xuyờn tõm l: b = 11 => D = 0,03.(13 - 1) + 4.0,025 = 0,49(m) KT LUN Do c im ca quỏ trỡnh chng luyn l h s phõn b thay i theo chiu cao ca thỏp, ng thi quỏ trỡnh truyn nhit din song song vi quỏ trỡnh chuyn vỡ vy lm cho quỏ trỡnh tớnh toỏn v thit k tr nờn phc H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023 TRNG :H CễNG NGHIP H NI KHOA CễNG NGH HểA HC Mt khú khn na m tớnh toỏn v thit k h thng chng luyn luụn gp phi l khụng cú cụng thc chung cho vic tớnh toỏn cỏc h s ng hc ca quỏ trỡnh chng lun hoc cụng thc cha phn ỏnh c y cỏc tỏc dng ng hc, cỏc hiu ng húa hc, húa lý, m ch yu l cụng thc thc nhim v cỏc cụng thc tớnh toỏn thỡ phn ln phi tớnh theo giỏ tr trung bỡnh, cỏc thụng s vt lý ch yu ni suy, nờn rt khú khn cho vic tớnh toỏn chớnh xỏc Trong phm vi khuụn kh ca ỏn mụn hc, thi gian khụng cho phộp ng thi hn ch v kin thc lý thuyt cng nh thc t sn sut v õy cng l ln u tiờn tip xỳc vi ỏn nờn ó c gng tỡm ti liu cng nh tra cu cỏc s liu, c gng hon thnh bn ỏn ny nhng khụng trỏnh nhng b ng, sai sút Em kớnh mong s giỳp v ch bo ca cỏc thy cụ giỏo b mụn Qua bi ỏn ny em xin gi li cm n chõn thnh n cỏc thy cụ giỏo b mụn, c bit l thy Nguyn Th Hu ó quan tõm, giỳp , ch bo tn tỡnh giỳp em hon thnh bi ỏn, giỳp em hiu rừ hn v mụn hc, phng phỏp thc hin tớnh toỏn thit k, cỏch tra cu s liu, x lý s liu Em xin chõn thnh cm n Sinh viờn thc hin Trn Th Xoan H V TấN:TRN TH XOAN MSV:0974140023