Thiết kế hệ thống cô đặc lạnh dịch ép tảo với năng suât 150 kgh

Nhiệm vụ của đồ án: - Thiết kế hệ cô đặc bằng lạnh để cô đặc nước dung dịch nước ép táo bơm.. 1.2.2 Thành phần hóa học của táo:Bảng 1 : So sánh thành phần dinh dưỡng giữa táo tươi và nư

Mục lục

PHẦN 1 : TỔNG QUAN 2

1.1 Nhiệm vụ của đồ án: 2

1.2 Giới thiệu về nguyên liệu táo: 2

1.3 Địa điểm xây dựng nhà máy: 3

1.4 Khái quát về cô đặc kết tinh: 3

1.5 Quy trình công nghệ sản xuất nước táo cô đặc: 3

PHẦN 2 : TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO THIẾT BỊ KẾT TINH 4

2.1 Sơ đồ quy trình cô đặc 4

2.2 Đặt vấn đề 4

2.3 Tính cân bằng vật chất cho quá trình cô đặc 6

PHẦN 3: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO THIẾT BỊ KẾT TINH 9

3.1 Các thông số cần tính: 10

3.2 Tính cân bằng năng lượng: 11

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ KẾT TINH VÀ CHỌN THIẾT BỊ LỌC, RỬA 13

4.1 Thiết bị kết tinh: 13

4.2 Chọn thiết bị lọc rửa: 25

PHẦN 5: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ LẠNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ LẠNH 25

5.1 Tính toán hệ thống lạnh: 26

5.2 Chọn thiết bị: 30

PHẦN 6: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 33

6.1 Tính thiết bị cánh khuấy: 33

6.2 Tính chân đỡ và bích nối cho thiết bị: 35

6.3 Tính chọn ống nhập liệu và tháo liệu 37

PHẦN 7 : DỰ ĐOÁN GIÁ THÀNH THIẾT BỊ 38

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

Danh mục bảng :

BẢNG 1: SO SÁNH THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG GIỮA TÁO TƯƠI VÀ NƯỚC TÁO CÔ

ĐẶC -3

BẢNG 2 :THÀNH PHẦN CHẤT KHÔ CỦA MỘT SỐ DỊCH ÉP TRÁI CÂY -7

BẢNG 3: NHIỆT ĐỘ KẾT TINH VÀ KHỐI LƯỢNG RIÊNG CỦA DỊCH TÁO ÉP THEO NỒNG ĐỘ -8

BẢNG 4: TỔNG KẾT CÁC THÔNG SỐ NHIỆT LÝ CỦA DỊCH ÉP VÀ NƯỚC ĐÁ -14

BẢNG 5: TỔNG KẾT CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG CHO QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC -16

BẢNG 6: THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CỦA NH3 TRONG CHU TRÌNH LẠNH Ở THIẾT BỊ KẾT TINH 1 -31

BẢNG 7: THÔNG SỐ TRẠNG THÁI CỦA NH3 TRONG CHU TRÌNH LẠNH Ở THIẾT BỊ KẾT TINH 2 -31

BẢNG 8: BẢNG THÔNG SỐ MÁY NÉN. -35

BẢNG 9: BẢNG THÔNG SỐ THIẾT BỊ NGƯNG TỤ -35

BẢNG 10: BẢNG THIẾT BỊ GIẢI NHIỆT. -36

BẢNG 11: KHỐI LƯỢNG CỦA CAC VẬT LIỆU LAM THIẾT BỊ: -40

BẢNG 12: THÔNG SỐ KÍCH THƯỚC HÌNH HỌC CỦA CHÂN ĐỠ -41

BẢNG 13: GIÁ TRỊ CỦA THIẾT BỊ CHÍNH -43

Bảng 14: Giá trị của các thiết bị phụ -44

PHẦN 1 : TỔNG QUAN

1.1 Nhiệm vụ của đồ án:

- Thiết kế hệ cô đặc bằng lạnh để cô đặc nước dung dịch nước ép táo (bơm)

- Năng suất: 150 kg/h theo sản phẩm cuối

- Nồng độ đầu: 4% khối lượng

- Nồng độ cuối: 25% khối lượng

1.2 Giới thiệu về nguyên liệu táo:

1.2.1 Sơ lược về trái táo:

Táo là loài thực vật vùng khí hậu ôn đới, đặc biệt là vùng khí hậu lạnh và rất lạnh Từ lâu loàingười đã sử dụng táo như một nguồn thực phẩm cung cấp chất dinh dưỡng quan trọng cho cơthể Loại táo đầu tiên được tìm thấy ở vùng ven hồ ở Thụy Sĩ Loại này có kích thước nhỏ hơncác loại táo hiện nay, nhưng khi nghiên cứu sâu về các đặc điểm sinh học thì các nhà khoa họcthấy chúng có rất nhiêu đặc điểm giống nhau về mặt sinh học Theo thống kê có 7500 loại táokhác nhau được trồng khắp nơi trên thế giới Trong đó chỉ có 1500 loại là được trồng nhiềunhất

Các nước có sản lượng táo lớn trên thế giới là Trung Quốc, Hoa Kỳ, Iran, Thổ Nhĩ Kỳ, Ý, Ấn

Độ Ở Việt Nam, sản lượng táo không nhiều, vì nước ta là nước có khí hậu nhiệt đới nên trồngtáo khá khó khăn Táo được trồng chủ yếu ở Đà Lạt, Sa Pa

1.2.2 Thành phần hóa học của táo:

Bảng 1 : So sánh thành phần dinh dưỡng giữa táo tươi và nước táo cô đặc

Thành phần dinh dưỡng Táo tươi Nước táo cô đặc

1.3 Địa điểm xây dựng nhà máy:

Xây dựng nhà máy tại khu công nghiệp Phú Hội đặt tại xã Phú Hội, huyện Đức Trọng, là địa bàn thuận lợi về cơ sở hạ tầng, giao thông và khoảng cách cung ứng từ các vùng nguyên liệu Cách Đà Lạt 35 km về hướng Đông Bắc và cách thị xã Bảo Lộc 80 km về hướng Tây-Tây Nam, cách sân bay Liên Khương 3 km, nằm sát Quốc lộ 20 giữa Đà Lạt vàDầu Giây đang được đâu tư xây dựng đường cao tốc, thuân tiện giao thông đi thành phố

Hồ Chí Minh và các tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, các tỉnh duyên hải miền Trung và Tây Nguyên, cách cảng biển Bình Thuận 130 km

Hình 1 - Vị trí địa lý huyện Đức Trọng

1.4 Khái quát về cô đặc kết tinh:

Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hoà tan trong dung dịch bằng cách tách 1phần dung môi ở dạng hơi hay kết tinh chất tan

Quá trình cô đặc thường được dùng phổ biến trong công nghiệp với mục đích làm tăng nồng độ các dung dịch lỏng, hoặc để tách các chất rắn hoà tan

Cô đặc bằng kết tinh dung môi thường là nước ( gọi tắt là cô đặc lạnh ) có một loạt các ưu điểm so với các phương pháp khác, đặc biệt với những sản phẩm kém bền nhiệt và chứa nhiều chất thơm Ở nhiệt độ thấp các quá trình phân hủy hóa học và sinh hóa yếu không đáng kể, còn các cấu tử dễ bay hơi và cấu tử thơm được bảo toàn nguyên vẹn, đảm bảo chất lượng cho sản phẩm Nước sạch lấy ra từ kết tinh có thể phục vụ vào chu trình sản xuất

1.5 Quy trình công nghệ sản xuất nước táo cô đặc:

Hình 2 - Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước táo cô đặc

 Trong thực tế, lượng chất khơ trong dịch nước táo là hỗn hợp phức tạp nhiều cấu tửnhưng để đơn giản ta xem dịch nước táo ép là hỗn hợp hai cấu tử tan lẫn gồm nước vàchất khơ tan trong nước.

Bảng 2 :Thành phần chất khơ của một số dịch ép trái cây

Hình 4 - Biểu đồ nhiệt độ đĩng băng của nước táo theo nồng độ chất khơ

Thành phần Đơn vị Cam Táo Dâu tây

Bảng 3: Nhiệt độ kết tinh và khối lượng riêng của dịch táo ép theo nồng độ

 Trên giản đồ ta xác định được nhiệt độ kết tinh của nước táo theo nồng độ của nước táo

 Nhiệt độ bắt đầu kết tinh: t1 (x = 0,04) = -0.4oC ;   111 kg/m3

 Nhiệt độ của kết thúc quá trình cơ đặc (x=0.25) : t2 = -3.5oC ;   1115 kg/m3

 Chọn mơ hình kết tinh 2 cấp

 Cấp 1 : từ -0.4oC (x=0.04) đến -1oC (x=0.1)

 Cấp 2 : từ –1oC (x=0.1) đến -3.5oC (x=0.25)

2.3 Tính cân bằng vật chất cho quá trình cơ đặc

Chọn mơ hình cơ đặc kết tinh gián đoạn 2 cấp Gọi :

Gđ, xđ : Khối lượng và nồng độ chất khơ trong hỗn hợp nhập liệu

Gc, xc : Khối lượng dịch cái và nồng độ chkhơ tương ứng thu được (sản phẩm)

M1, x1 :Khối lượng dịch cái và nồng độ chất khơ trong dịch cái thu được sau kết tinh 1

M2, x2 : Khối lượng dịch cái và nồng độ chất khơ trong dịch cái sau KT2

∆M1, ∆M2 = Tổn thất sau lọc do dich ép bám lên tinh thể K1, K2 sau KT1 và KT2

K1, xk1 : Khối lượng tinh thể thơ và nồng độ chất khơ bám lên tinh thể thơ sau KT1

K2, xk2 : Khối lượng tinh thể thơ và nồng độ chất khơ bám lên tinh thể thơ sau KT2

K3 : khối lượng tinh thể nước đá cịn sau thiết bị rửa

M3 : Lượng nước rửa tại thiết bị rửa

2.3.1 Tại thiết bị kết tinh 1 :

CBVC tính cho 1 kg dịch nhập liệu

Nồng độ phần khối lượng, x

%

Nhiệt độ kết tinh,

o C

Khối lượng riêng

1 1

0,1 0.04

0,1 0.020,04 0.02

0.1 0.02

d d

 Chọn thiết bị lọc ly tâm để lọc tinh thể

 Chọn các thơng số cho quá trình lọc

 d1 : khối lượng riêng của dịch cái sau kết tinh 1

 1 : khối lượng riêng của dịch cái sau làm lạnh sơ bộ

 f1 : tỷ lệ diện tích bề mặt xung quanh tự do của tinh thể cĩ dịch bám vào

d

G

  kg dịch lọc/kg dịch ép đầu

2.3.3 Tại thiết bị kết tinh 2:

Ở đây, dịch M1 sau khi lọc (khối lượng còn M1 - DM1) sẽ được đem kết tinh lần 2 thuđược dịch M2 và khối tinh thể thô K2 với nồng độ chất khô tương ứng là x2, xk2 Ta có





D



2 2 2 2 1 1 1

2 2 1 1

)

M K M M

2.3.4 Tại thiết bị lọc 2 – Lọc ly tâm

Lượng dịch cái DM2 cịn sĩt trong khối tinh thể là

2.3.5 Tại thi ế t bị rửa

 Cho tinh thể K1 và K2 có chứa dịch sót DM1, DM2 vào thiết bị rửa R3 với lượngnước rửa là M3 Lượng tinh thể sau rửa có khối lượng là K3, trong đó có tích mộtlượng nước rửa là DM3 , nước rửa này có thể xem như không có chất khô hoà tantrong đó Còn lượng nước nước thu hồi M’3 có nồng độ x3 có thể được đưa và hỗnhợp dịch ép lúc ban đầu để giảm mất mát chất khô

 Trong thiết bị rửa các tinh thể K1 và K2 chỉ bị mài mòn về kích thước chứ không bịgiảm về số lượng tinh thể, do đó nó thay đổi kích thước (d1’, d2’), độ bám dính bềmặt (f1’, f2’) theo tỷ lệ tổn hao khối lượng tinh thể (D Thông thường

D  11 nên ta chọn D  ,1

 Tính cân bằng vật chất

 Theo khối lượng :

K1 + K2 + M3 + DM1+ DM2 = K3 + M’3 + DM3 = (1 - D(K1 + K2) + M’3Với K3 = (1 - D(K1 + K2)

 Theo chất khô

d k

d k

d

f x

x x

x

x x f b x x f b x

x

G

1 1 1

1 1 1 1 2

2

1 2 2 2 1

1 1 1

')

('

Suy ra lượng chất khô thất thoát theo nước rửa là 0,53%.0,641 = 3,39.10-3 kg/h.

So với lượng chất khô hỗn hợp đầu (0,04 kg/h) trong 1 kg/h nhập liệu thì tỷ lệ thất thoát là :3,39%

Vì tỷ lệ thất thoát này là không đáng kể nên ta không cần hồi lưu nước rửa này vào hỗn hợp đầu

1 kg nhập liệu ban đầu ta có 0.087 kg nước táo cô đặc

Tỷ lệ thu hồi chất khô là 8,7%

Theo yêu cầu đề tài 150 kg nước táo cô đặc Vậy nhập liệu ba đầu phải là 1724 kg nước táo

PHẦN 3: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG

CHO THIẾT BỊ KẾT TINH

3.1 Các thông số cần tính

3.1.1 Nhiệt dung riêng của dịch ép

Nhiệt dung riêng của nước cam ép theo nhiệt độ được tính gần đúng theo công thức : ([3], I.50,153)

c = 4190 – (2514 – 7,542t)x , J/kg.độTrong đó : c : nhiệt dung riêng của dung dịch nước đường, J/kg.độ

t : nhiệt độ dung dịch, oC

x : nồng độ của dung dịch, phần khối lượng

Sự thay đổi của nhiệt dung riêng trong quá trình cô đặc :

3.1.2 Độ nhớt động lực của dịch ép

Độ nhớt của dung dịch nước ép lấy gần đúng theo dung dịch đường mía theo [3,I.112,114)

3.1.3 Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch và tinh thể nước đá

 Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch được tính theo cơng thức : [3,I.32,123]

dịch dung

hhM

ρA.Cp .ρ (

mK

W )

Trong đĩ : Cp – nhiệt dung riêng đẳng áp của dịch ép, J/kg.độ; ρ– khối lượng riêng củadịch ép, kg/m3; M – khối lượng mol hỗn hợp

Với dung dịch đang ép thuộc loại chất lỏng liên kết nên A = 3,58.10-8

 Hệ số dẫn nhiệt của tinh thể nước đá : ([3], I.128, 132)

đá1 (-1oC) = 2,516 W/mK

đá2 (-3,5oC) = 2,549 W/mK

3.1.4 Nhiệt kết tinh của nước đá

Nhiệt kết tinh trung bình của nước (ở 0oC) là 1434,6 cal/mol = 333608,3 J/kg ([10],23)

Bảng 4: Tổng kết các thơng số nhiệt lý của dịch ép và nước đá

Quá trình x t kg/m3 J/kg.độ c dd c kg.độ đá J/ Pa.s, dd, mK W/ W/mKđa ù,

-(4) Kết thúc KT1 0.10 -1 1037 3937,84 2090.3 1,792E-03 0.401 2.532(5) Kết thúc KT2 0.25 -3.5 1115 3554,90 2090.3 6,546E-03 0.318 2.566

3.2 Tính cân bằng năng lượng

Nhiệt lượng Q (tính trên 1 kg dịch ép ban đầu) cần cung cấp cho tồn quá trình cơ đặc kết tinhbao gồm (lượng nhiệt này được cung cấp cho tác nhân lạnh)

Qo : nhiệt lượng cần thiết để làm lạnh sơ bộ dịch ép ban đầu từ 30oC → 3oC;

Q1 : nhiệt lượng cần thiết để làm lạnh (trong TBKT) dịch ép từ 3oC → -0.4oC;

Qkt : nhiệt lượng cần thiết để kết tinh nước;

Qdd : nhiệt lượng cần thiết để làm lạnh dịch ép từ -0.4oC → -3.5oC;

Qđá : nhiệt lượng cần thiết để làm lạnh nước đá từ -0.4oC → -3.5oC

3.2.1 Nhiệt lượng cần cho quá trình làm lạnh sơ bộ dịch ép ban đầu

 Nhiệt độ đầu và cuối quá trình : tđ = 30oC → t’đ = 3oC

 Khối lượng dịch ép : Gđ = 1kg/h

 Nhiệt dung trung bình L : cđ = (4098,49 + 4090,34)/2 = 4094 J/kg.độ

 Lượng nhiệt cung cấp : Qo = Gđcđ(tđ – t’đ) = 1.4090.(30 - 3) = 110538 J/kg dịch đầu.h

3.2.2 Nhiệt lượng cần thiết để làm lạnh (trong TBKT) dịch ép từ 3 o C → -0.4 o C

 Nhiệt dung trung bình của dịch ép : c1 = (4090,34 + 4089,32)/2 = 4089,83 J/kg/độ

 Lượng nhiệt cần cung cấp là : Q1 = Gđc1(t’đ – t1) = 13905,4 J/kg dịch đầu.h

3.2.3 Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình kết tinh nước

 Nhiệt kết tinh trung bình của nước là kt = 333608,3 J/kg

 Khối lượng tinh thể tạo thành K = K1 + K2 = 0,75 + 0,156 = 0,906 kg/kg dịch đầu.h

 Nhiệt lượng cung cấp

 Kết tinh 1 : Qkt1 = K1 kt = 0,75 333608,3 = 250206,225 J/kg dịch đầu.h

 Kết tinh 2 : Qkt2 = K2 kt = 0,156 333608,3 = 13905,4 J/kg dịch đầu.h

=> Qkt = Qkt1 + Qkt2 = 250206,225 + 13905,4 = 302249 J/kg dịch đầu.h

3.2.4 Nhiệt lượng cần thiết để làm lạnh dịch ép từ -0,4 C → -3,5 o o C

 Ta cĩ : Qdd = Qdd1 + Qdd2

 Trong đĩ : Qdd1 : nhiệt lượng cung cấp cho dịch cái M1 (từ -0.4oC → -1oC)

Qdd2 : nhiệt lượng cung cấp cho dịch cái M2 (từ -1oC → -3,5oC)

 Khối lượng và nhiệt dung riêng của dịch cái

 Tại kết tinh 1 (từ -0,4oC → -1oC) : Qđá1 = 0,75.2090,3.(-0,4 – (-1)) = 940,635 kJ/kgdịch đầu.h

 Tại kết tinh 2 (từ -1oC → -3,5oC) : Qđá2 = 0,156.2090,3.(-1 – (-3,5)) = 815,217 J/kg

dịch đầu.h

=> Qđá = 1755,85 J/kg dịch đầu.h

3.2.6 Tổng nhiệt lượng thực tế

Chọn tổn thất nhiệt lấy bằng 10% lượng nhiệt thực tế

 Tổng nhiệt lượng cần thiết cho quá trình kết tinh 1 :

Qkt1 = 1,1 (Q1 + Qdd1 + Qkt1 + Qđá1) = 323129,11 J/kg dịch đầu.h

 Tổng nhiệt lượng cần thiết cho quá trình kết tinh 2 :

Qkt2 = 1,1 ( Qdd2 + Qkt2 + Qđá2) = 74046,4 J/kg dịch đầu.h

B ng ảng 5: Tổng kết cân bằng nhiệt lươ ïng cho quá trình cô đặc

Quá trình Nhiệt lượng riêng

J/kg dịch đầu.h

Nhiệt lượng tổng kJ/h

Thiết bị cơ đặc kết tinh là thiết bị thân hình trụ đứng, dạng vỏ áo, đáy ellipse tiêu chuẩn

Tác nhân giải nhiệt để kết tinh dung mơi được dùng là NH3

Vật liệu chế tạo thiết bị

 Thân làm bằng thép khơng gỉ để khơng làm ảnh hưởng đến độ tinh khiết của sản phẩm,

d day

day T

H D

 Tính bề mặt truyền nhiệt

 Bề mặt truyền nhiệt : F = Fdd(thân) = DHdd(thân) = 5,19 m2

 Để đơn giản trong việc chế tạo và lắp đặt ta chọn các thơng số kích thước của thùng 2 giốngkích thước thùng 1

4.1.2 Tính tốn điều kiện bền

a) Các thông số cần tra và chọn

 Aùp suất tính toán :

Nếu xem áp suất thủy tĩnh là không đáng kể, bên trong thiết bị làm việc ở áp suất khíquyển: PT = Pa = 1 at = 0,1 N/mm2

Aùp suất ngoài do tác nhân lạnh (ở nhiệt độ sôi là -10oC) tác động lên thân thiết bị là

PN = PsôiNH3 = 2,9075 at = 0,29075 N/mm2

Aùp suất tác động lên thân thiết bị là

P = PN – PT = 0,19075 N/mm2

=> Thiết bị chịu áp suất ngoài

 Vậy áp suất tính tốn cho thân thiết bị được chọn trên cơ sở điều kiện làm việc nguy hiểmnhất, đĩ là trường hợp khi ta tháo liệu mà chưa xả tác nhân ra hết lúc đĩ áp suất tác động lênthân thiết bị sẽ lớn nhất và bằng áp suất của tác nhân lạnh, nên PTT = PN = 0,29075 N/mm2

 Nhiệt độ tính tốn được lấy là nhiệt độ mơi trường làm việc cộng với 20oC (thiết bị cĩ bọccách nhiệt) Nhưng trong điều kiện thiết bị làm việc ở nhiệt độ thấp như vậy nên ta chọn luơnnhiệt độ tính tốn là 20oC

σ 

 Hệ số hiệu chỉnh :  = 0,95 (thiết bị có bọc cách nhiệt)

 Ứng suất cho phép :  σ  σ *  η  147.0.95  139,65 N/mm 2

 Hệ số bền mối hàn : h = 0,95

 Giới hạn chảy ở nhiệt độ tính toán (20oC)

Hệ số an toàn chảy : nc = 1.65

2



b) Tính bền cho thân thiết bị khi chịu áp suất ngồi

 Bề dày tối thiểu

0.4

t t

n

l'E

PD1.18

Trong đĩ : DT = 1200 mm - Đường kính trong của thiết bị;

Pn = 0,29075 N/mm2 - Ap suất ngồi tác dộng lên thân thiết bị;

Et = 20,5.104 N/mm2 - Mơđun đàn hồi;

l’ = lthân + hđáy/3 = 1800 + 350/3 = 1916,7 mm – chieu dài tính tốm cho thân

=>

0.4 4

Chọn hệ số bổ sung bề dày C

 Hệ số ăn mòn của tác nhân NH3 là Ca = 1 mm;

 Hệ số ăn mòn của dung dịch nước trái cây là Cb = 0,5 mm;

 Hệ số quy tròn Co = 0,682 mm;

=> C = 2,182 mm

 Bề dày thiết bị : S = 10 mm

 Kiểm tra bền

(1) Kiểm tra điều kiện :

165 , 8 1,75 0,1837

9 2

1200 1,75

1200

9 2 1,5

) C 2(S

D D

l' D

) C 2(S 1,5

a t t

t a

c

t

D

)C2(Sσ

c

t

D

)C2(Sσ

1200

2.9 242,55

10 5 , 20 0.3   = 0,4658 <

Trong đĩ : Rt = Dt = 1200 mm (đáy ellipse tiêu chuẩn);

Et = 20,5.104 N/mm2; σc 242.55 N/mm2;

x = 0,7 (vật liệu chế tạo làm bằng thép khơng gỉ);

(Thoả điều kiện)

Khi đĩ :

S

Rt

=10

1200

=12

t c

txσ

0,15E

0,7.242.55

100,15.20,5 4



=> RSt < t

c

txσ

0,15E

và 0,25 0.3

D

h2.0

CS2P

c

CSE

σ

242,55875

kE

σ875

t

t c

CSE

t

a t

t

t c a

t

t

t c a

1200 55 , 242 7 , 0 5 9 10 5 , 20

4 4

 Ap suất tính tốn cho vỏ thiết bị :

PTT = Pdư = Ptuyệt đối – Pa = 0.29075 – 0.1 = 0.19075 N/mm2

 Nhiệt độ tính tốn lấy bằng nhiệt độ tác nhân cộng thêm 20oC (cĩ bọc cách nhiệt)

 Hệ số hiệu chỉnh :  = 0,95 (thiết bị có bọc cách nhiệt);

 Ứng suất cho phép :  σ  σ *  η  142.0,95  134,9 N/mm 2;

 Hệ số bền mối hàn : h = 0,95

 Tính bề dày vỏ:

0,19075

0,95 134,9 p

134.92

0.19075100

1200P

σ2

PDS'

Trong đó : Ca : hệ số ăn mòn của NH3 Chọn Ca = 0,5 mm

Co : hệ số quy tròn kích thước Chọn Co = 0.5 mm

mm 0.5 0.5 4

CS

a t

a

4,51300

4,50,959,1342CSD

CSσ2

 thỏa điều kiện bền => chọn bề dày vỏ là 5 mm

Để đơn giản trong việc thiết kế và gia công, ta chọn các thông số kích thước của 2 thùng kếttinh là như nhau

4.1.3 Tính tốn g bề mặt truyền nhiệt

Bề mặt truyền nhiệt là phần bề mặt của thành thiết bị mà tác nhân lạnh và dung dịch tiếp xúc

Hệ số truyền nhiệt tổng quát :

đá

bám đá 2

δα

1λ

δα1

1K









Với : 1: Hệ số toả nhiệt phía dung dịch, W/m2.oC;

2 : Hệ số toả nhiệt phía NH3, W/m2.oC;

thép :Hệ số dẫn nhiệt của thành thiết bị làm bằng thép không gỉ; W/m2.K;

đá : Hệ số dẫn nhiệt của lớp đábám, W/m2.K;

 thép,  đá : Bề dày của thành thiết bị;  thép = 10 mm,  đá = 0,5 mm

a) Tính tốn bề mặt truyền nhiệt cho thiết bị kết tinh 1

i Tính hệ số toả nhiệt α1 phía dung dịch