Thiết kế hệ thống cô đặc 3 nồi ngược chiều cô đặc dung dụng KOH

MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM – PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ - CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ I Tổng quan sản phẩm .7 II Cơ sở lý thuyết phương pháp cô đặc .8 Định nghĩa Các phương pháp cô đặc .10 Ứng dụng cô đặc 10 Cấu tạo thiết bị cô đặc 10 III Lựa chọn phương án thiết kế - thuyết minh quy trình công nghệ .12 Lựa chọn phương án thiết kế .12 Thuyết minh quy trình công nghệ .12 CHƯƠNG II: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 14 Tính cân vật chất 14 1.1 Xác định lượng dung môi bốc 14 1.2 Xác định nồng độ dung dịch cuối nồi 15 Cân nhiệt lượng 16 2.1 Xác định áp suất ban đầu 16 2.2 Xác định nhiệt độ nồi 17 2.3 Xác định loại tổn thất nhiệt độ nồi .18 2.3.1 Tổn thất nồng độ gây (∆ ') 18 2.3.2 Tổn thất nhiệt độ áp suất ( ∆ '') thủy tĩnh 19 2.3.3 Tổn thất trở lực đường ( ∆ ''') ống 21 2.3.4 Tổn thất cho toàn hệ thống .21 2.3.5 Hiệu số nhiệt độ hữu ích cho toàn hệ thống cho nồi 21 2.4 Cân nhiệt lượng .22 2.4.1 Tính nhiệt dung riêng 22 2.4.2 Tính nhiệt lượng riêng 23 Tính bề mặt truyền nhiệt .27 3.1 Độ nhớt .27 3.2 Hệ số dẫn nhiệt dung dịch 30 3.3 Hệ số cấp nhiệt 31 3.3.1 Về phía ngưng tụ .31 3.3.2 Về phía dung dịch sôi 33 3.4 Tính hệ số phân bố nhiệt độ hữu ích cho nồi .35 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ CHÍNH .41 3.1 Buồng bốc 41 3.1.1 Tính số ống truyền nhiệt 41 3.1.2 Đường kính thiết bị buồng đốt 41 3.1.3 Chiều dày buồng đốt .42 3.1.4 Chiều dày đáy buồng đốt .44 3.2 Buồng bốc 46 3.2.1 Đường kính buồng bốc 46 3.2.2 Chiều cao buồng bốc .46 3.2.3 Chiều dày buồng bốc .48 3.2.4.Chiều dày nắp buồng bốc .49 3.3 Đường kính ống dẫn 50 3.3.1 Đường kính ống dẫn đốt 50 3.3.2 Đường kính ống dẫn thứ 51 3.3.3 Đường kính ống dẫn dung dịch .52 3.3.4 Đường kính ống tháo nước ngưng 54 3.3.5 Đường kính ống tuần hoàn 56 3.4 Chiều dày vĩ ống 56 3.5 Chiều dày lớp cách nhiệt 57 3.5.1 Chiều dày lớp cách nhiệt ống dẫn 57 3.5.2 Tính chiều dày lớp cách nhiệt thân thiết bị .60 3.6 Chọn mặt bích 62 3.6.1 Mặt bích nối thân thiết bị với đáy nắp 62 3.6.2 Bích liền kim loại đen để nối phận thiết bị ống dẫn 63 3.7 Chọn tai treo .63 3.7.1 trọng lượng thân thiết bị 63 3.7.2 Tải trọng ống truyền nhiệt ống tuần hoàn .64 3.7.3 trọng lượng dung dịch thiết bị .65 3.7.4 trọng lượng 65 3.7.5 Trọng lượng vĩ ống 65 3.7.6 Trọng lượng đáy buồng đốt 66 3.7.7 Trọng lượng nắp buồng bốc 66 3.7.8 Trọng lượng bích 66 3.7.9 Trọng lượng lớp cách nhiệt 67 3.7.10 Tổng trọng lượng thiết bị tải trọng tai treo .67 CHƯƠNG IV: THIẾT BỊ PHỤ 69 4.1 Cân vật liệu 69 4.1.1 lượng nước lạnh cần thiết để tưới vào thiết bị ngưng tụ .69 4.1.2 Thể tích khí không ngưng không khí hút khỏi thiết bị 69 4.2 kích thước thiết bị ngưng tụ .71 4.2.1 Đường kính thiết bị ngưng tụ 71 4.2.2 Kích thước ngăn .71 4.2.3 Chiều cao thiết bị ngưng tụ 73 4.2.4 Kích thước ống baromet 74 4.3 Chọn bơm 76 4.3.1 Bơm chân không 76 4.3.2 Bơm nước lạnh vào thiết bị ngưng tụ 78 4.3.3 Bơm dung dịch lên thùng cao vị 82 4.3.4 Bơm dung dịch từ nồi vào nồi 84 4.3.5 Bơm dung dịch từ nồi vào nồi 86 4.3.6 Bơm dung dịch từ nồi sang bể chứa sản phẩm 89 4.4 Thiết bị gia nhiệt 92 CHƯƠNG V KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày công nghiệp sản xuất hóa chất ngành công nghiệp quan trọng ảnh hưởng đến nhiều ngành khác Một sản phẩm quan tâm sản xuất nhiều Kali hydroxyt (KOH) khả sử dụng rộng rãi Trong trình sản xuất KOH, trình cô đặc thường sử dụng để thu dung dịch KOH có nồng độ cao, thỏa mãn nhu cầu sử dụng đa dạng tiết kiệm chi phí vận chuyển, tồn trữ Nhiệm vụ cụ thể đồ án thiết kế hệ thống cô đặc nồi ngược chiều, phòng đốt ống tuần hoàn ngoài, cô đặc dung dịch KOH từ 12% lên 30% Đối với sinh viên ngành công nghệ thực phẩm, việc thực đồ án thiết bị quan trọng Nó vừa tạo hội cho sinh viên ôn tập hiểu cách sâu sắc kiến thức học trình thiết bị vừa giúp sinh viên tiếp xúc, quen dần với việc lựa chọn, thiết kế, tính toán chi tiết thiết bị với thông số kỹ thuật cụ thể Tuy nhiên, trình thiết bị môn học khó kiến thức thực tế sinh viên hạn chế nên việc thực đồ án thiết bị nhiều thiếu xót Em mong góp ý dẫn thầy cô bạn bè để có thêm nhiều kiến thức chuyên môn Đồ án thực giúp đỡ hướng dẫn GV Tống Thị Quỳnh Anh thầy cô môn khoa khí – công nghệ, trường Đại học Nông lâm Huế Em xin chân thành cảm ơn cô Tống Thị Quỳnh Anh thầy cô giáo bạn giúp em thực đồ án CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM, PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ, CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1.1 Tổng quan sản phẩm: Trong hầu hết ngành công nghiệp nay, hóa chất sử dụng từ ngành công nghiệp hóa chất có vai trò thiếu ứng dụng rộng rãi Kalihydroxyt với công thức hóa học KOH, hóa chất thông dụng với nhiều ứng dụng tực tiễn, KOH sản xuất ngày lớn  Các tính chất vật lý KOH: − KOH khối tinh thể suốt, không màu, ăn da mạnh − Nhiệt độ nóng chảy 360,40C (khan) − Nhiệt độ sôi 13250C (khan) − Độ nhớt 1,63 Cp 200C (dung dịch 20%) − Nó hấp thu mạnh ẩm CO không khí, dễ chảy rữa thành K 2CO3 KOH dễ dàng tan nước, 100g nước hòa tan 112g KOH, tỏa nhiều nhiệt tạo dung dịch KOH Áp suất nước KOH nhiệt độ phòng 0,002 mmHg  Các ứng dụng KOH: − Sản xuất dầu diesel sinh học − Sản xuất xà phòng mềm, làm chất tẩy rữa − Tiền thân hợp chất kali khác − Làm pin điện phân  Các phương pháp sản xuất: − Điện phân (có màng ngăn) dung dịch KCl: → H2 ↑ + Cl2 ↑ KCl + H2O KOH + − Điều chế KOH từ kali: K + H2O → KOH + H2 − Điều chế từ dung dịch K2CO3: K2CO3 + Ca(OH)2 2KOH + → ↓ CaCO3 1.2 Cơ sở lý thuyết phương pháp cô đặc 1.2.1 Định nghĩa Cô đặc trình làm bay phần dung môi dung dịch chứa chất tan không bay hơi, nhiệt độ sôi với mục đích: - Làm tăng nồng độ chất tan - Tách chất rắn hòa tan dạng tinh thể - Thu dung môi dạng nguyên chất Quá trình cô đặc tiến hành nhiệt độ sôi, áp suất (áp suất chân không, áp suất thường hay áp suất dư), hệ thống thiết bị cô đặc hay hệ thống nhiều thiết bị cô đặc Trong đó: Cô đặc chân không dùng cho dung dịch có nhiệt độ sôi cao, dễ bị phân hủy nhiệt Cô đặc áp suất cao áp suất khí dùng cho dung dịch không bị phân hủy nhiệt độ cao dung dịch muối vô cơ, để sử dụng thứ cho cô đặc cho trình đun nóng khác Cô đặc áp suất khí thứ không sử dụng mà thải không khí Đây phương pháp đơn giản không kinh tế Trong công nghiệp hóa chất thực phẩm thường làm đậm đặc dung dịch nhờ đun sôi gọi trình cô đặc, đặc điểm trình cô đặc dung môi tách khỏi dung dịch dạng hơi, chất hòa tan dung dịch không bay hơi, nồng độ dung dịch tăng dần lên, khác với trình chưng cất, trình chưng cất cấu tử hỗn hợp bay khác nồng độ hỗn hợp Hơi dung môi tách trình cô đặc gọi thứ, thứ nhiệt độ cao dùng để đun nóng thiết bị khác, dùng thứ đung nóng thiết bị hệ thống cô đặc ta gọi phụ Quá trình cô đặc tiến hành thiết bị nồi nhiều nồi làm việc gián đoạn liên tục Quá trình cô đặc thực áp suất khác tùy theo yêu cầu kỹ thuật, làm việc áp suất thường (áp suất khí quyển) dùng thiết bị hở; làm việc áp suất khác dùng thiết bị kín cô đặc chân không (áp suất thấp) có ưu điểm là: áp suất giảm nhiệt độ sôi dung dịch giảm, hiệu số nhiệt độ đốt dung dịch tăng, nghĩa giảm bề mặt truyền nhiệt Cô đặc nhiều nồi trình sử dụng thứ thay đốt, có ý nghĩa kinh tế cao sử dụng nhiệt Nguyên tắc trình cô đặc nhiều nồi tóm tắt sau: Ở nồi thứ nhất, dung dịch đun nóng đốt, thứ nồi đưa vào đun nồi thứ hai, thứ nồi hai đưa vào đun nồi ba thứ nồi cuối vào thiết bị ngưng tụ Còn dung dịch vào từ nồi sang nồi kia, qua nồi bốc môt phần, nồng độ dần tăng lên Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt nồi phải có chênh lệch nhiệt độ đốt dung dịch sôi, hay nói cách khác chênh lệch áp suất đốt thứ nồi, nghĩa áp suất làm việc nồi phải giảm dần thứ nồi trước đốt nồi sau.Thông thường nồi đầu làm việc áp suất dư, nồi cuối làm việc áp suất thấp áp suất khí 1.2.2 Các phương pháp cô đặc − Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung dịch chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn tác dụng nhiệt áp suất riêng phần áp suất tác dụng lên mặt thoáng chất lỏng − Phương pháp lạnh: hạ thấp nhiệt độ đến mức cấu tử tách dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan Tùy theo tính chất cấu tử áp suất bên tác dụng lên mặt thoáng mà trình kết tinh xảy nhiệt độ cao hay thấp phải dùng đến máy lạnh 1.2.3 Ứng dụng cô đặc − Dùng sản xuất thực phẩm: đường, mỳ chính, nước trái − Dùng sản xuất hóa chất: NaOH, NaCl, CaCl2, muối vô 1.2.4.Cấu tạo thiết bị cô đặc 1.2.4.1 Phân loại theo cấu tạo Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên) dùng cô đặc dung dịch loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo tuần hoàn tự nhiên dung dịch dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt Gồm: Có buồng đốt (đồng trục buồng bốc), có ống tuần hoàn Có buồng đốt ( không đồng trục buồng bốc) Nhóm 2: dung dịch đối lưu cưỡng bức, dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 - 3,5 m/s bề mặt truyền nhiệt Có ưu điểm: tăng cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh bề mặt truyền nhiệt Gồm: − Có buồng đốt trong, ống tuần hoàn − Có buồng đốt ngoài, ống tuần hoàn Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng, chảy lần tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm biến chất sản phẩm Đặc biệt thích hợp cho dung dịch thực phẩm dung dịch nước trái cây,hoa ép…Gồm: − Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt hay ngoài: sử dụng cho dung dịch sôi tạo bọt khó vỡ − Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt hay ngoài: sử dụng cho dung dịch sôi tạo bọt bọt dễ vỡ 1.2.4.2 Phân loại theo phương pháp thực trình: − Cô đặc áp suất thường (thiết bị hở): có nhiệt độ sôi, áp suất không đổi Thường dùng cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định để đạt suất cực đại thời gian cô đặc ngắn Tuy nhiên, nồng độ dung dịch đạt không cao − Cô đặc áp suất chân không: dung dịch có nhiệt độ sôi 100 oC, áp suất chân không Dung dịch tuần hoàn tốt, tạo cặn, bay nước liên tục Cô đặc chân không dùng cho dung dịch có nhiệt độ sôi cao, dễ bị phân hủy nhiệt Cô đặc áp suất dư: dùng cho dung dịch không bị phân hủy nhiệt độ cao dung dịch muối vô cơ, để sử dụng thứ cho cô đặc cho trình đun nóng khác − Cô đặc nhiều nồi: Mục đích tiết kiệm đốt Số nồi không nên lớn làm giảm hiệu tiết kiệm Có thể cô chân không, cô áp lực hay phối hợp hai phương pháp Đặc biệt sử dụng thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu kinh tế − Cô đặc liên tục: Cho kết tốt cô đặc gián đoạn Có thể áp dụng điều khiển tự động, chưa có cảm biến tin cậy 1.3 Lựa chọn phương án thiết kế - Thuyết minh quy trình công nghệ 1.3.1 Lựa chọn phương án thiết kế 10 Với: : độ nhớt nước 25(oC) ( µ Bảng I.102,STQTTB,T1/ 94) =0,8937.10-3(N.s/m2) Nên ống có µ → Re = 2.0,12.996,9 = 2,68.105 > 104 −3 0,8937.10 chế độ chảy xoáy, nên ta dùng công thức sau để tính hệ số ma sát: Hệ số ma sát xác định: CT  6,81 0,9 ∆  = −2lg   ÷ + Re 3,7  λ    II.65,STQTTB,T1/ 380 Với: độ nhám tương đối xác ∆ định theo công thức sau: ∆= ε dtd Trong đó: d tđ : đường kính tương đối ống(m) : độ nhám tuyệt đối, = 0,1(mm) ε 0,1.10−3 →∆= = 0,833.10−3 0,12 §    ÷ (W/m.độ)  ÷ →λ = ÷ = 0,02 0,9 −3    6,81   0,833.10 ÷ ÷ Tổng trở lực  −2lg  2,68.105 ÷ + ÷ 3,7       xác định theo bảng II.16,STQTTB,T1/ 382: = 0,5 (Bảng N010) cửa vào cửa = (Bảng N010) Co 90 ξ ξ = 0,38 (6 khuỷu) (Bảng ξ N029) 75 = 4,4(Bảng N037) ξ = 6,84 (Bảng N047) ξ van tiêu chuẩn van chiều → ∑ ξ = 0,5 + + 6.0,38 + 4,4 + 6,84 = 15,02 Vậy: 20   22 H m =  0,02 + 15,02 ÷ = 3,74(m) 0,12 2.9,81 Chênh lệch áp  P − P Hc = (m) ρ g suất cuối ống đẩy đầu ống hút: Với: P1, P2: áp suất tương ứng đầu ống hút, cuối ống đẩy § Áp suất toàn phần Hc = (0,3 − 1).9,81.104 = −7,02(m) 996,9.9,81 bơm là: H = 3,74 + 15 + (- 7,02) = 11,72(m) Công suất bơm: Công suất N= 0,0196.11,72.996,9.9,81 = 2,64( KW) 103.0,85 động điện: Người ta thường lấy N dc = N 2,64 = = 2,89( KW) ηtr ηdc 0,96.0,95 β− động có công suất lớn công suất tính toán để tránh tượng tải Vì Ndc nằm khoảng 15 (KW) nên tra bảng II.33, STQTTB,T1/ 440, chọn hệ số dự trữ =1,3 Nên : =.Nđc = 1,3.2,89 = 3,76(kW ) Nβdc 4.3.3 Bơm dung dịch lên thùng cao vị Chọn bơm ly tâm với chiều cao hút chiều cao đẩy 15 (m) 76 Chiều dài ống 20(m) Công suất bơm tính theo công thức: n= HQ ρ g 1000η CTII.189,STQTTB,T1/439 : hiệu suất bơm, chọn η = 0,85 : khối lượng riêng dung dịch ρ có C = 12%; t = 25(oC) Với: = 1073,72(kg/m3) Bảng ρ I.21,STQTTB,T1/ 58 Q : suất bơm (m3/s) G: lưu lượng bơm (Kg/s) H : áp suất cần thiết để dung dịch chuyển động ống H= Hm+ Hc+Ho Với: Hm: trở lực mạng ống Hc: chênh lệch áp suất cuối ống đẩy, đầu ống hút Ho: chiều cao ống hút đẩy, chọn: Ho=15(m) Q=  Tính Q: Gd (m / s ) ρ Với: Gd lượng dung dịch đầu (kg/s) Q= 10000 = 2,59.10−3 (m3 / s ) 1073,72.3600  Đường kính ống hút ống đẩy: ω 10000.4 Gd d= = 0,057(m) 3,14.1.1073,72.3600 π ω ρ = (chọn 1m/s) Chọn đường kính ống hút đẩy dung dịch lên thùng cao vị d = 60(mm) Vậy vận tốc thực 0,915 m/s = 1,1.10-3(N.s/m2) tra toán đồ µ dd I.21,STQTTB,T1/102  l ω Hm =  λ + ∑ ξ ÷ (m)  d  2.g 77  Tính Hm: § = Hệ số ma sát tính qua chế độ chảy Re: Re = ω.d ρ dd 0,915.0,06.1073,72 = = 5,36.10 > 104 −3 µ dd 1,1.10 Có chế độ chảy xoáy, suy ra: §(W/m.đ    ÷ ộ)  ÷ λ = ÷ = 0,026 Với:  6,81 0,9 1,67.10−3  ÷  ε 0,1.10−3  −2lg  5,36.104 ÷ + 3,7  ÷ ÷ ∆= = = 2,67.10−3      d 0,06 Tổng trở lực: theo bảng II.16,STQTTB,T1/Trang 382; ta có: = 0,5 (Bảng N010) cửa vào cửa Co = (Bảng N010) 90 ∑ξ ∑ξ = 0,38 (3 khuỷu) (Bảng ξ N034) = (Bảng N037) ξ = 6,84 (Bảng N047) ξ van tiêu chuẩn van chiều → ∑ ξ = 0,5 + + 3.0,38 + + 6,84 = 14,72 § 20   0,9152 H m =  0,026 + 14,72 ÷ = 0,998( m) 0,06   2.9,81 Vậy: Áp suất toàn phần bơm: H= 0,998 + 15 = 15,998(m) Công suất bơm: 15,998.2,778.10−3.1073,72.9,81 N= = 0,55( KW) 1000.0,85 Công suất động điện: 78 0,55N = N dc = 0,603( kW ) 0,96.0,95 η dc η tr =(KW) Người ta thường lấy động có công suất lớn công suất tính toán để tránh tượng tải Vì Ndc 10 −3 µ dd 0,242.10 Có chế độ chảy xoáy, suy ra: §(W/m.đ    ÷ ộ)  ÷ λ = ÷ = 0,024 Với: 0,9 −3    6,81   1,67.10 ÷ ε 0,1.10−3  −2lg  19,74.104 ÷ + 3,7  ÷ −3 ÷ ∆ = = = 1,67.10         d 0,06 Tổng trở lực: theo bảng II.16,STQTTB,T1/Trang 382; ta có: = 0,5 (Bảng N010) cửa vào cửa Co = (Bảng N010) 90 = 0,38 (3 khuỷu) (Bảng ξ N034) van tiêu chuẩn chắn ∑ξ ∑ξ = 4,45 (Bảng N037) = 0,5 (Bảng N047) ξ ξ → ∑ ξ = 0,5 + + 3.0,38 + 4,45 + 0,5 = 12,04 §   0,9152 H m =  0,024 + 12,04 ÷ = 0,65( m) 0,06   2.9,81 Vậy: p2 − p1 (2,5 − 1,497).9,81.10 (m) = 11,53(m) ρ g 870,23.9,81 80 Hc = = Áp suất toàn phần bơm: H= 0,65 + 11,53 +8 = 20,18(m) Công suất bơm: N= 20,18.2,58.10−3.870,23.9,81 = 0,523( KW) 1000.0,85 Công suất động điện: N 0,523 N dc == 0,573( kW ) 0,96.0,95 η dc η tr =(KW) Người ta thường lấy động có công suất lớn công suất tính toán để tránh tượng tải Vì Ndc 104 −3 µ dd 0,377.10 Có chế độ chảy xoáy, suy ra: §(W/m.độ    ÷ )  ÷ λ = ÷ = 0,025 Với: 0,9 −3    6,81   2.10 ÷ −3 ε 0,1.10  −2lg  11,72.104 ÷ + 3,7  ÷ −3 ÷ ∆ = = = 2.10         d 0,05 Tổng trở lực: theo bảng II.16,STQTTB,T1/Trang 382; ta có: = 0,5 (Bảng N010) cửa vào cửa Co = (Bảng N010) 90 ∑ξ ∑ξ = 0,38 (3 khuỷu) (Bảng ξ N034) 82 van tiêu chuẩn chắn = 4,45 (Bảng N037) ξ ξ = 0,5 (Bảng N047) → ∑ ξ = 0,5 + + 3.0,38 + 4,45 + 0,5 = 12,04 §   0,982 H m =  0,025 + 12,04 ÷ = 0,79(m) 0,05   2.9,81 Vậy: Hc = = p2 − p1 (4,5 − 3,5).9,81.10 (m= ) 11,09(m) ρ g 901,45.9,81 Áp suất toàn phần bơm: H= 0,79+ 11,09 +8 = 19,88(m) Công suất bơm: N= 19,88.1,7.10−3.901,45.9,81 = 0,35( KW) 1000.0,85 Công suất động điện: N 0,35 N dc = = 0,39(kW ) 0,96.0,95 η dc η tr =(KW) Người ta thường lấy động có công suất lớn công suất tính toán để tránh tượng tải Vì Ndc 104 −3 µ dd 0,484.10 Có chế độ chảy xoáy, suy ra: §    ÷ Với:  ÷ ε 0,1.10−3 λ = ÷ = 0,026 0,9 ∆ = = = 2.10−3  6.81   2.10−3  ÷ d 0,05  −2lg  5,86.104 ÷ + 3,7  ÷  Tổng trở lực:   ÷   theo bảng II.16,STQTTB,T1/Trang 382; ta có: = 0,5 (Bảng N010) cửa vào ∑ξ 84 cửa Co 90 ∑ξ = (Bảng N010) = 0,38 (3 cái) (Bảng N029) ξ = 4,1 (Bảng N037) ξ = 11,43 (Bảng N047) ξ van tiêu chuẩn van chiều → ∑ ξ = 0,5 + + 3.0,38 + 4,1 + 11,43 = 18,17 § 20   0,592 H m =  0,026 + 18,17 ÷ = 0,51( m) 0,05   2.9,81 Vậy: Tính Hc: Hc = P2 − P1 ρ g P1 : áp suất đầu ống hút, P1=0.258(at) (bỏ qua áp suất thủy tĩnh cột chất lỏng ống truyền nhiệt) P2: áp suất cuối ống đẩy, P2=1at (m) (1 − 0,258).9,81.104 Hc = = 6,91 1073,72.9,81 Áp suất toàn phần bơm: H= 1+ 0,51 + 6,91 = 8,42(m) Công suất bơm: 1,11.10−38,42.1073,72.9,81 N= = 0,116(kW ) 1000.0,85 Công suất động điện: 0,116 N Ndc == 0,127( kW ) 0,96.0,95 η dc η tr = Người ta thường lấy động có công suất lớn công suất tính toán để tránh tượng tải Vì Ndc [...]... ⇒ 56 0 ,3 1 − 0 ,3 + 56 18 Ta có: Nồi 1 M1 28 0,121).18 = 22,598 λ1 = 3, 58.10-8 .32 01 ,39 .962,14 962,14 3 22,598 = 0 ,38 5 (W/m.độ) Nồi 2 tương tự ta có: mi2 = 0,077 M2 = 20,926 λ2 = 3, 58.10-8 .33 74,921.901,45 901,45 3 20,926 = 0 ,38 2 (W/m.độ) Nồi 3 mi3 = 0,056 M3 = 20,128 3 = 3, 58.10-8 .35 72,458.870, 23 870, 23 3 20,128 = 0 ,39 1 (W/m.độ) α 3. 3 Hệ số cấp nhiệt () 3. 3.1 Về phía hơi ngưng tụ α1 = 2,04A (công thức... W2Cn2+ W2(0,95i20,95Cn 33) +W3(C3ts3i3) = Mà: ⇒ θ− Gđ(C3ts3Cđtđ) W = W1 + W2 + W3 = 6000 (3) (4) Giải hệ 3 phương trình 3 ẩn ,(2), (3) , (4) ta có: W1 = 230 2, 536 kg/h W2 = 1902,005 kg/h W3 = 1795,459 kg/h Tính sai số theo công thức: η= Wi ( ptcbnl ) − Wi ( ptcbvl ) 100% Wi ( ptcbnl ) Bảng 2.6 Nồi 1 (W1) Nồi 2 (W2) Nồi 3 (W3) Theo CBVL, kg/h 21 93, 3 53 19 93, 958 1812,689 Theo CBNL,kg/h 230 2, 536 1902,005 1795,459... t,0C 137 ,9 109,86 86,56 Nồi 1 Nồi 2 Nồi 3 Chọn = 0,970C, = 0,920C, = 0,660C Nhiệt hóa hơi rhh.103J/kg 2156 ,3 2 234 ,9 22 93, 3 ∆t 13 11 12 Tra hệ số A (trang 29- [2] ) ta lập bảng sau: Bảng 2.8 Nồi 1 137 ,9 Nồi 2 109,86 Nồi 3 86,56 C tm 0C 0,97 0,92 0,66 137 ,415 109,2 85,86 A 1 93, 612 184,766 172,177 thđ 0C ∆t1 0 Nồi 1: (W/m2.độ) 2156 ,3. 1 03 4 ⇒ α = 2,04.1 93, 612 = 9744,5 11 Nhiệt tải phía hơi 3. 0,97 đốt của nồi. .. 9452,165 Nồi 2: (W/m2.độ) ⇒ α12 = 2,04.184,766 4 2 234 ,9.1 03 = 9507,842 3. 0,92 30 Nhiệt tải riêng phía hơi đốt nồi 2: q12 = α12 × ∆t12 = 9507,842.0,92 = 8747,215 (W/m2) Nồi 3: (W/m2.độ) Nhiệt tải riêng ⇒ α 13 = 2,04.172,177 4 22 93, 3.1 03 = 9686,02 3. 0,66 phía hơi đốt nồi 3: (W/m2) q 13 = α 13 × ∆t 13 = 9686,02.0,66 = 639 2,7 73 3 .3. 2.Về phía dung dịch sôi α 2 = ϕ α n Ta có: Với: là hệ số hiệu chỉnh ϕ là hệ số... 639 2,7 73. 0,659.10 -3= 4,2 130 C tT 23= thđ ∆tIIIΔt 13 = Hiệu số cấp nhiệt của nước: ∆t 23= tT23t 23= 81,69176,14 = − ⇒ 109,684,2 130 ,66 = 81,6910C − 5,5510C Áp suất hơi thứ tại nồi 2: Ptb3= 0 ,39 9.98100= 39 141,9 (N/m2) αn3= 0,145.5,5512 ,33 .39 141,90,5 = ⇒ 1556, 23 (W/m2.độ) 34 Tra bảng I.249 STQTTB T1/trang 31 1 Ta có: Cn= 4194 J/kg.độ µn= 0 ,36 1.10 -3 N.s/m2 λn= 0,674 W/m.độ ρn= 970,5 kg/m3 0,565  0 ,39 1  3 = ... 2819,102.2156 ,3. 10 = 16885 63, 39 36 00 36 00 1 1 = = 710,406 1 1 1 1 3 + ∑r + + 0,659.10 + α11 α 21 9744,5 1592 ,30 7 K1 = (W/m2.độ) ⇒ Q1 16885 63, 79 = = 234 7,164 K1 719,406 − Nồi 2: (W/m2) D2 r2 230 2, 536 .2 234 ,9.1 03 Q2 = = = 1429427,141 36 00 36 00 1 1 K2 = = = 689,588 1 1 1 1 3 (W/m2.độ) + ∑r + + 0,659.10 + α12 α 22 9507,8 1457,8 Q2 1429427,141 ⇒ = = 2072,871 K2 689,588 − Nồi 3: (W/m2) D3.r3 1902,005.22 93, 3.1 03 Q3... 870, 23 2  35 72,45   0 ,36 1.10 3    ÷  4194 ÷. 0,242.10 3 ÷ 970,5       0, 435 = 0,742 α 23= 3. αn3= 1556, 23. 0,742 = 1154,7 23 ⇒ (W/m2.độ) q 23= α22.∆t 23= 1154,7 23. 5,551 = ⇒ 6409,867 (W/m2) Nên ta có: %= 0,267% < 5% Vậy nhiệt tải trung bình: 3 = 6409,867 − 639 2,02 100 6409,867 Q3= (W/m2) q 13 + q 23 6409,867 + 639 2,7 73 = = 6401 ,32 2 2 3. 4 Tính hế số phân bố nhiệt độ hữu ích cho các nồi. .. (Gđ-(W2+W3)C2.ts2 Nước ngưng mang ra D2Cn22 θ Tổn thất nhiệt chung 2 0,05D2(I2- θ Cn2.2) Hơi đốt mang vào (hơi thứ nồi 2) D3I3=W2i2 Dung dịch nồi 2 mang vào GđCđtđ Hơi thứ ra W3i3 Dung dịch mang ra (Gđ-W3)C3ts3 Nước ngưng mang ra D3Ccn 33 θ Tổn thất nhiệt chung 3 0,05D3(I3- θ Cn 33) 23 Xem hơi đốt và hơi thứ ở trạng thái hơi bão hoà, các thông số tra được: Hàm nhiệt của hơi đốt và hơi thứ nồi 1 và nồi 2,... nhiệt lượng: Nồi 1 : − D1I1+(GđW2 W3)C2ts2 = W1i1+D1Ccn1 + θ1 (Gđ – W)C1ts1+0,05D1(I1 Ccn1 ) D1(0,95I10,95Ccn1)+ W2(i1C2ts2) + ⇒ θ− 1 =Gđ(C1ts1C2ts2)+W(i1C1ts1) W3(i1C2ts2) (1) 24 Nồi 2: − W1i1+( Gđ–W3)C3ts3 = W2i2+( Gđ– W2 – θ2 W3)C2ts2 + W1Cn2 + 0,05W1(i1Cn2) W1(0,95i10,95Cn22) +W2(C2ts2i2) ⇒ θ− +W3(C2ts2C3ts3) = Gđ(C2ts2C3ts3) (2) Nồi 3: 0,05W2 (θi22 − Cn3 3 ) W2i2+GđCđtđ = W3i3 + (GđW3)C3ts3 + W2Cn2+... ưu điểm của dạng thiết bị nói trên ta chọn thiết bị cô đặc 3 nồi, ngược chiều, phòng đốt trong, ống tuần hoàn ngoài  Ưu điểm: − Khi cô đặc ngược chiều thì dung dịch có nhiệt độ cao nhất sẽ đi vào nồi đầu, ở đây nhiệt độ lớn hơn nên độ nhớt không tăng mấy Kết quả là hệ số truyền nhiệt trong các nồi hầu như không giảm đi mấy Ngoài ra lượng bốc hơi ở cuối nồi sẽ nhỏ hơn khi cô đặc ngược chiều, do đó lượng ... mang vào (hơi thứ nồi 2) D3I3=W2i2 Dung dịch nồi mang vào GđCđtđ Hơi thứ W3i3 Dung dịch mang (Gđ-W3)C3ts3 Nước ngưng mang D3Ccn 33 θ Tổn thất nhiệt chung 0,05D3(I3- θ Cn 33) 23 Xem đốt thứ trạng... gây ∆ ''' hệ thống = 3oC 2 .3. 4 Tổn thất cho toàn hệ thống : = 26 ,30 3 +3, 717 + = ∆ = ∆ '+ ∆ ''+ ∆ ''' 33 ,297oC 2 .3. 5 Hiệu số hữu ích nhiệt độ sôi cho toàn hệ thống cho nồi: Cho nồi: − Nồi 1: =... 8747,215 (W/m2) Nồi 3: (W/m2.độ) Nhiệt tải riêng ⇒ α 13 = 2,04.172,177 22 93, 3.1 03 = 9686,02 3. 0,66 phía đốt nồi 3: (W/m2) q 13 = α 13 × ∆t 13 = 9686,02.0,66 = 639 2,7 73 3 .3. 2.Về phía dung dịch sôi α