thiết kế hệ thống cô đặc 3 nồi ngược chiều thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức phòng đốt ngoài kiểu đứng cô đặc dung dịch nacl

KHOA C KHấ - CNG NGH óử taỡi: THIT K H THNG C C BA NệI NGặĩC CHIệU THIT Bậ C C TUệN HOAèN CặNG BặẽC PHOèNG T NGOAèI KIỉU ặẽNG C C DUNG DậCH NaCl Giỏo viờn hng dn: Nguyn Vn Ton Sinh viờn thc hin: ng Th Giang Lp : Cụng ngh thc phm 47A Huế, 2016 TRNG AI HOC NễNG LM HUấ CNG HO X HễI CH NGHA VIT NAM KHOA C KHI CễNG NGH c lp - T - Hnh phỳc B mụn: Cụng ngh sau thu hoch o0o NHIM V THIT K N THIT BI H v tờn sinh viờn: ng Th Giang Lp: CNTP47A Ngnh: Cụng Ngh Thc Phm 1/ Tờn ti: Thit k h thng cụ c ni ngc chiu Thit b cụ c tun hon cng bc phũng t ngoi kiu ng Cụ c dung dch NaCl 2/ Cỏc s liu ban u: - Nng sut tớnh theo dung dch u (Tn/gi): - Nng u ca dung dch (% lng): - Nng cui ca dung dch (% lng): 25 - p sut hi t ni (at): 3,6 - p sut hi cũn li thit b ngng (at): 0,32 3/ Ni dung cỏc phn thuyt minh v tớnh toỏn: - t - Chng I: Tng quan v sn phm, phng phỏp iu ch, chn phng ỏn thit k - Chng II:Tớnh toỏn cụng ngh thit b chớnh - Chng III:Tớnh v chn thit b ph: Thit b Baromet, bm chõn khụng, bm dung dch, thit b gia nhit - Chng IV: Kt lun - Ti liu tham kho 4/ Cỏc bn v v th (ghi rừ cỏc loi bn v kớch thc cỏc loi bn v): - bn v h thng thit b chớnh, kh A1 v A3 ớnh kốm bn thuyt minh - bn v thit b chớnh, kh A1 5/ Giỏo viờn hng dn: Phn: ton b H v tờn giỏo viờn: Nguyn Vn Ton 6/ Ngy giao nhim v: 18/02/2016 7/ Ngy hon thnh nhim v: 04/05/2016 Thụng qua b mụn GIO VIấN HNG DN Ngy thỏng nm 2016 (Ký, ghi rừ h tờn) T TRNG B MễN (Ký, ghi rừ h tờn) Nguyn Vn Ton MC LC DANH MC CC BNG T VN Ngy nay, cụng nghip húa cht ó tr thnh mt phn khụng th thiu nn cụng nghip th gii ú l mt ngnh cụng nghip hin i v luụn ũi hi s i mi, sn xut cỏc loi húa cht khỏc nhau, phc v cho cuc sng hng ngy cng nh cỏc ngnh cụng nghip khỏc, nh cụng nghip sn xut x phũng, sn xut vi, giy, v c cụng nh thc phm.Quy trỡnh cụng ngh sn xut mt sn phm luụn phi tri qua nhiu giai on phc tp, ú cụ c luụn l mt phn khụng th thiu, ú l mt giai on quan trng v cú tớnh quyt nh n cht lng cng nh nng sn phm Mt nhng húa cht c sn xut v s dng nhiu l NaCl, vỡ kh nng ng dng rng rói ca nú Trong quy trỡnh sn xut NaCl, quỏ trỡnh cụ c l mt khõu ht sc quan trng Nú a dung dch NaCl n mt nng cao hn, tha nhu cu cu s dng a dng v tit kim chi phớ chuyn, tn tr, v to iu kin cho quỏ trỡnh kt tinh Nhim v c th ca ỏn ny l thit k h thng cụ c NaCl ba ni ngc chiu cú bung t treo nhm cụ c dung dch NaCl t 8% lờn 25% i vi sinh viờn ngnh cụng ngh húa cht v cụng ngh thc phm, vic thc hin ỏn thit b l ht sc quan trng Nú va to c hi cho sinh viờn ụn v hiu mt cỏch sõu sc nhng kin thc ó hc v cỏc quỏ trỡnh thit b va giỳp sinh viờn tip xỳc, quen dn vi vic la chn, thit k, tớnh toỏn cỏc chi tit ca mt thit b vi cỏc thụng s k thut c th Em xin chõn thnh cm n thy Nguyn Vn Ton ó ch dn tn tỡnh quỏ trỡnh em thc hin ỏn ng thi em cng xin gi li cm n n cỏc thy cụ khỏc b mụn cng nh cỏc anh ch, cỏc bn ó giỳp , cho em nhng ý kin t b ớch quỏ trỡnh hon thnh ỏn Tuy nhiờn kin thc cũn hn ch nờn vic thc hin ỏn thit b cũn nhiu thiu sút; vỡ vy, em rt mong nhn c s úng gúp v hng dn ca quý thy cụ giỏo v cỏc bn cú th hon thnh tt ỏn c giao CHNG I: TNG QUAN SN PHM PHNG PHP IU CH CHN PHNG N THIT K 1.1 GII THIU V SN PHM Trong hu ht cỏc ngnh cụng nghip hin nay, cỏc húa cht c s dng t ngnh cụng nghip húa cht cú mt vai trũ khụng th thiu v c ng dng rng rói Natri clorua vi cụng thc húa hc NaCl, l mt nhng húa cht thụng dng vi nhiu ng dng tc tin, hin NaCl ang c sn xut ngy cng ln Tớnh cht vt lý c bn ca NaCl - NaCl l mt tinh th mu trng, tan nc phõn ly thnh cỏc ion L thnh phn chớnh ca mui n hng ngy Khi lng riờng dung dch ti 25% l 1136,52 (kg/m ) Mui cú v mn, v ca mui l mt nhng v c bn Mui n cn thit cho mi s sng ca mi c th sng Mui n tham gia - vo chc nng iu chnh cha nc ca c th ( cõn bng lng) Mui cũn c dựng lm cht bo qun thc phm (p tht, cỏ trỏnh b n ) hay dựng lm cht ph gia thc phm Ngoi nú cũn c ng - dng ngnh cụng nghip húa cht Cú rt nhiu dng mui n: mui thụ, mui tinh, mui Iụt Nú thu nhn c t m mui hay t nc bin 1.2 C S CA Lí THUYT V CC PHNG PHP Cễ C 1.2.1 nh ngha: Cụ c l quỏ trỡnh lm bay hi mt phn dung mụi ca dung dch cha cht tan khụng bay hi, nhit sụi vi mc ớch: - Lm tng nng cht tan - Tỏch cỏc cht rn hũa tan dng tinh th - Thu dung mụi dng nguyờn cht Quỏ trỡnh cụ c c tin hnh nhit sụi, mi ỏp sut (ỏp sut chõn khụng, ỏp sut thng hay ỏp sut d), h thng mt thit b cụ c hay h thng nhiu thit b cụ c Trong ú: Cụ c chõn khụng dựng cho cỏc dung dch cú nhit sụi cao, d b phõn hy vỡ nhit Cụ c ỏp sut cao hn ỏp sut khớ quyn dựng cho dung dch khụng b phõn hy nhit cao nh cỏc dung dch mui vụ c, s dng hi th cho cụ c v cho cỏc quỏ trỡnh un núng khỏc Cụ c ỏp sut khớ quyn thỡ hi th khụng c s dng m c thi ngoi khụng khớ õy l phng phỏp n gin nhng khụng kinh t Trong cụng nghip húa cht v thc phm thng lm m c dung dch nh un sụi gi l quỏ trỡnh cụ c, c im ca quỏ trỡnh cụ c l dung mụi c tỏch dung dch dng hi, cũn cht hũa tan dung dch khụng bay hi, ú nng ca dung dch s tng dn lờn, khỏc vi quỏ trỡnh chng ct, quỏ trỡnh chng ct cỏc cu t hn hp cựng bay hi ch khỏc v nng hn hp Hi ca dung mụi c tỏch quỏ trỡnh cụ c gi l hi th, hi th nhit cao cú th dựng un núng mt thit b khỏc, nu dựng hi th ung núng mt thit b ngoi h thng cụ c thỡ ta gi hi ú l hi ph Quỏ trỡnh cụ c cú th tin hnh thit b mt ni hoc nhiu ni lm vic giỏn on hoc liờn tc Quỏ trỡnh cụ c cú th thc hin cỏc ỏp sut khỏc tựy theo yờu cu k thut, lm vic ỏp sut thng (ỏp sut khớ quyn) thỡ cú th dựng thit b h; cũn lm vic cỏc ỏp sut khỏc thỡ dựng thit b kớn cụ c chõn khụng (ỏp sut thp) vỡ cú u im l: ỏp sut gim thỡ nhit sụi ca dung dch cng gim, ú hiu s nhit gia hi t v dung dch tng, ngha l cú th gim c b mt truyn nhit Cụ c nhiu ni l quỏ trỡnh s dng hi th thay hi t, ú nú cú ý ngha kinh t cao v s dng nhit Nguyờn tc ca quỏ trỡnh cụ c nhiu ni cú th túm tt nh sau: ni th nht, dung dch c un núng bng hi t, hi th ca ni ny a vo un ni th hai, hi th ni hai a vo un ni ba hi th ni cui cựng i vo thit b ngng t Cũn dung dch i vo ln lt t ni n sang ni kia, qua mi ni u bc hi mụt phn, nng dn tng lờn iu kin cn thit truyn nhit cỏc ni l phi cú chờnh lch nhit gia hi t v dung dch sụi, hay núi cỏch khỏc l chờnh lch ỏp sut gia hi t v hi th cỏc ni, ngha l ỏp sut lm vic cỏc ni phi gim dn vỡ hi th ca ni trc l hi t ca ni sau.Thụng thng ni u lm vic ỏp sut d, cũn ni cui lm vic ỏp sut thp hn ỏp sut khớ quyn 1.2.2 Cỏc phng phỏp cụ c Phng phỏp nhit (un núng): dung dch chuyn t trng thỏi lng sang trng thỏi rn di tỏc dng ca nhit ỏp sut riờng phn ca nú bng ỏp sut tỏc dng lờn mt thoỏng cht lng Phng phỏp lnh: h thp nhit n mt mc no ú thỡ mt cu t s tỏch dng tinh th n cht tinh khit, thng l kt tinh dung mụi tng nng cht tan Tựy theo tớnh cht cu t v ỏp sut bờn ngoi tỏc dng lờn mt thoỏng m quỏ trỡnh kt tinh ú xy nhit cao hay thp v ụi phi dựng n mỏy lnh Phng phỏp nhit Phng phỏp lnh D b quỏ nhit cc b lm hng sn Sn phm khụng b hng nhit phm Sn phm d b thay i mu sc, Sn phm khụng thay i mu sc, ụi cú mựi khụng cú mựi Hiu sut cụ c cao Hiu sut cụ c thp Thit b n gin Thit b phc 1.2.3 ng dng ca cụ c Dựng sn xut thc phm: ng, m chớnh, nc trỏi cõy Dựng sn xut húa cht: NaOH, NaCl, CaCl2, cỏc mui vụ c 1.2.4 Phõn loi theo phng phỏp thc hin quỏ trỡnh: Ngi ta cú th phõn loi thit b cụ c theo: Nguyờn lý lm vic: Thit b lm vic giỏn on, lm vic liờn tc Theo ỏp sut lm vic bờn thit b: ỏp sut d; ỏp sut khớ quyn; ỏp sut chõn khụng Theo phng phỏp cp nhit: thit b dựng hi (thng c dựng nhiu hn c); thit b dựng nc núng, du núng; thit b dựng in; thit b dựng khúi ca phn ng chỏy Theo cu to thit b: thit b cú bung t l gin ng ng, nm ngang, nm nghiờng; bung t treo Ngoi i vi loi c t núng bng hi nc thng chia lm loi gm ba nhúm ch yu: Nhúm 1: Dung dch i lu t nhiờn (tun hon t nhiờn) dựng cụ c dung dch khỏ loóng, nht thp, m bo s tun hon d dng qua b mt truyn nhit Gm: + Cú bung t (ng trc bung bc), cú th cú ng tun hon hoc ngoi + Cú bung t ngoi (khụng ng trc bung bc) Nhúm 2: Dung dch i lu cng bc, dựng bm to tc dung dch t 1,5 3,5 m/s ti b mt truyn nhit Cú u im : tng cng h s truyn nhit, dựng cho dung dch c st, nht cao, gim bỏm cn, kt tinh trờn b mt truyn nhit Gm: + Cú bung t trong, ng tun hon ngoi + Cú bung t ngoi, ng tun hon ngoi Nhúm 3: Dung dch chy thnh mng mng, chy mt ln trỏnh tip xỳc nhit lõu lm bin cht sn phm c bit thớch hp cho cỏc dung dch thc phm nh dung dch nc trỏi cõy, hoa qu ộp, gm: + Mng dung dch chy ngc, cú bung t hay ngoi: dung dch sụi to bt khú v + Mng dung dch chy xuụi, cú bung t hay ngoi: dung dch sụi ớt to bt v bt d v 1.3 LA CHN PHNG N THIT K - THUYT MINH QUY TRèNH CễNG NGH 1.3.1 La chn phng ỏn thit k Theo tớnh cht ca nguyờn liu, cng nh u nhc im ca cỏc thit b núi trờn ta chn loi thit b cụ c ba ni ngc chiu thit b cụ c tun hon cng bc phũng t ngoi kiu ng u im: H s cp nhit () ln Lm vic c iu kin hiu s nhit cú ớch nh Gim c hin tng bỏm cn trờn b mt truyn nhit; Cú th cụ c dung dch cú nht cao Nhc im: Tn nhiu nng lng s dng nhiu bm 1.3.2 Thuyt minh quy trỡnh cụng ngh Dung dch ban u c cha thựng cha (10) c bm ly tõm (7) a lờn thựng cao v (4) T thựng cao v dung dch c a iu chnh lu lng lu lng k (9) trc vo h thng cụ c Sau ú dung dch c bm qua thit b gia nhit (8) nõng n nhit sụi Tip theo dung dch i vo h thng ba ni cụ c (1), dung dch qua mi ni cú nng tng dn H thng s dng hi nc bo hũa cp nhit Dung dch i ng, hi nc i ngoi ng Hi th ni th nht l hi t ni th hai, hi th ni th hai l hi t ni th ba Hi th ni th ba c a vo baromet ngng t (3), cú tỏc dng to chõn khụng cho h thng cụ c Dung dch di chuyn t ni u n ni cui nh bm cng bc Dung dch sau cụ c c a vo b cha (5) CHNG : TNH CN BNG VT CHT V NNG LNG 2.1 CN BNG VT LIU S liu ban u: - Nng sut tớnh theo dung dch u: tn/h = 000 kg/h Nng u ca dung dch: 8% lng Nng cui ca dung dch: 25% lng p sut hi t ca ni 1: 3,6 at p sut hi cũn li thit b: 0,32 at 2.1.1.Xỏc nh lng hi th thoỏt h thng Gi: G , G c : Lng dung dch u v cui ( kg/h ) X , X c : Nng u v cui (% lng ) W l lng hi th bc hi ton b h thng (kg/h) - õy ta coi quỏ trỡnh bc hi cht hũa tan khụng mt mỏt theo hi th - Phng trỡnh cõn bng vt liu ca quỏ trỡnh bc hi: G = G C + W (1) - Vit cho cu t phõn b : G X = G c X c + W x w (2) - Gi s lng hi th quỏ trỡnh cụ c khụng b hao ht ta cú: T ( ) v ( ) ta cú: G.x = Gc.xc X W = G (1 ) Xc W = 9000 ( ) = 6120 ( kg/h ) Vy lng hi th thoỏt h thng l 6120 kg/h 2.1.2 S phõn phi hi th cỏc ni - Gi W , W v W l lng hi th bc t cỏc ni tng ng l 1, v W1 - Chn phõn b hi th theo t l: W2 =1,2 Ta cú lng nc bc hi qua cỏc ni: 10 W2 W3 = 1,1 - ng kớnh ca thit b thu hi: D1 = 400 mm; D2 = 400 mm - Chiu cao ca thit b thu hi: h1 = 1440 mm; h2 = 1440 mm 59 4.2.4 Tớnh kớch thc ng baromet p sut thit b ngng t l 0,32 at, ú thỏo nc ngng v hi ngng t mt cỏch t nhiờn thỡ thit b phi cú ng Baromet ng kớnh ca ng Baromet c xỏc nh theo cụng thc: dB = 0,004(Gn + W) ( m) (CTVI.57 STQTTB, T2/trang 86) Vi: W: l lng hi ngng (kg/s) Gn: lng nc lnh ti vo thit b (kg/s) : tc ca hn hp nc,cht lng ó ngng chy ng baromet (m/s) thng ly (0,5-0,6) m/s; chn =0,5 m/s dB = 0,004(14,908 + 0,5106 ) = 0,198 m 3,14.0,5 Chn dB= 200 mm Chiu cao ca ng Baromet c xỏc nh theo cụng thc: H=h1+h2+0,5(m) (CT VI.58, STQTTB, T2/trang 86) Vi: h1 : l chiu cao ca ct nc ng cõn bng vi hiu s gia ỏp sut khớ quyn v ỏp sut thit b ngng t (m) h2 : l chiu cao ct nc ng Baromet cn khc phc ton b tr lc ca nc chy ng (m) b h1 = 10,33 ( m) 760 Ta cú: (CT VI.59, STQTTB, T2/trang 86) õy b l chõn khụng thit b ngng t (mmHg) b =(1 0,32).760 = 516,8 mmHg h1 = 10,33 V h2 = 516,8 = 7,024 m 760 H + + (m) 2g d (CT VI.60, STQTTB, T2/trang 87) H s tr lc vo ng ng ly =0,5;khi ng ly =1 thỡ cụng h2 = H 2,5 + (m) 2g d thc trờn cú dng nh sau: Vi: H: ton b chiu cao ng Baromet (m) 60 d : ng kớnh ca ng Baromet(m) : h s ma sỏt nc chy ng tớnh ta tớnh h s chun Re cht lng chy ng Baromet: Re = d B n ( trang 63,c s cỏc quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa hc,T1) Vi: dB : ng kớnh ng dn (m) n : lng riờng ca nc tra theo t = 25 oC: n =997,08 kg/m3 (bng I.6,STQTTB,T1/trang 12) : nht ca nc tra 25 oC: =0,8937.10-3N.s/m2 (bng I.102,STQTTB,T1/trang 94) 0,2.997,08.0,5 Re = = 1,115.10 > 10 0.8937 10 Vy ng Baromet cú ch chy xoỏy, ch chy xoỏy ta cú th xỏc nh h s ma sỏt theo cụng thc sau: 6,81 0,9 = lg + 3,7 Re (cụng thc II.65, STQTTB, T1/trang 380) Vi: : nhỏm tng i xỏc nh theo cụng thc sau: d td (cụng thc II.65, STQTTB, T1/trang 380) Trong ú: : nhỏm tuyt i: = 0,1 mm = dtd: ng kớnh tng ng ca ng(m) d B d td = Rtl = 4 = d B = 0,2 (m) d = 0,1.10 = 0,5.10 0,2 = 0,1417 = 6,81 0,9 0,5.10 lg + 3,7 1,115.10 W/m. Nờn: h2 = 0,5 H 2,5 + 0,1417 2.9,81 0,2 61 V: H = h1+h2+0,5 = 7,024+ h2 + 0,5 Gii h phng trỡnh ta c: H = 7,6247 m h2 = 0,1007 m Ngoi cũn ly thờm chiu cao d tr trỏnh hin tng nc dõng lờn ngp thit b 0,5 m Suy chiu cao ca Baromet l: H = 8,1247 m Nhng thc t ngi ta thng chn chiu cao Baromet H =12 m 4.3 Chn bm 4.3.1 Bm chõn khụng Ngoi tỏc dng hỳt khớ khụng ngng v khụng khớ, bm chõn khụng cũn cú tỏc dng to chõn khụng cho thit b ngng t va thit b cụ c Trong thc t quỏ trỡnh hỳt khớ l quỏ trỡnh a bin nờn: k P2 k k N= P1 v kk P ck ( k 1) (CT 3.3, cỏc quỏ trỡnh v thit b cụng ngh hoỏ cht v thc phm, T1/trang 119) Vi: P1: ỏp sut khớ lỳc hỳt (N/m2); P1= Pkk P2: ỏp sut khớ lỳc y (N/m2) k: ch s a bin ca khụng khớ, ly k= 1,25 ck : hiu s c khớ ca bm chõn khụng kiu pittụng, ck = 0,9 N: cụng sut tiờu hao ( W) vkk: th tớch khớ khụng ngng v khụng khớ c hỳt h thng (m3/s) P1= Pkk = (0,32 0,0461).9,81.104 = 26869,590 N/m2 Chn: P2= Pkq= 1,033 at = 101337,3 N/m2 1, 251 1,25 101337,3 1, 25 N= 26869 ,590.0,023 26869,590 0,9.(1,25 1) = 1043,982 W Vy cụng sut tiờu hao ca bm chõn khụng l: N = 1043,982 W N dc = N tr dc (CT II.250, STQTTB, T1/466) Cụng sut ca ng c: Vi: : l h s d tr cụng sut,thng ly =1,1-1,15 chn = 1,12 tr : hiu sut truyn ng, ly tr = 0,96 62 dc : hiu sut ng c, ly dc = 0,95 N dc = 1043,982 1,12 = 1282 ,084 W 0,96.0,95 Vy cụng sut ca ng c bm chõn khụng l 1282,084 W 4.3.2 Bm nc lnh vo thit b ngng t Chn bm ly tõm gung bm nc lnh lờn thit b ngng t, ta chn chiu cao ng hỳt v ng y ca bm l: Ho= 18 m Chiu di ton b ng ng l: 22 m ng kớnh ng dn nc: d= Gn 14,908 = = 0,0976 m 0,785.. 0,785 2.997,08 (chn n = 2m / s ) Chn d = 0,10 m Cụng sut ca ng c c tớnh theo cụng thc sau: Q.H g N= ( KW) 1000 (CT II.189, STQTTB, T1/trang 439) Vi: : lng riờng ca nc 25 oC N: cụng sut cn thit ca bm(KW) Q: nng sut ca bm (m3/s) H: ỏp sut ton phn (ỏp sut cn thit cht lng chy ng) : hiu sut ca bm, chn =0,85 (bng II.32,STQTTB,T1/trang 439, chn = 0,8 0,94 Tớnh Q: Q= Gn (m / s ) Vi: Gn: l lng nc lnh ti vo thit b ngng t.(kg/s) 14,908 Q = = 0,015 (m / s) 997,08 Tớnh H: H = Hm + Ho+ Hc (m) (CT II.185, STQTTB, T1/trang438) Trong ú: Hm : tr lc thy lc mng ng Hc : chờnh lch ỏp sut cui ng y v u ng hỳt Ho: tng chiu di hỡnh hc m cht lng c a lờn (gm chiu cao hỳt v chiu cao y ) Tớnh Hm : l H m = + (m) d 2.g 63 Vi: l: chiu di ton b ng, l = 22 m d: ng kớnh ca ng, d = 0,10 m : tc ca nc ng (m/s) : h s ma sỏt : tr lc chung Re = .d. n H s ma sỏt c xỏc nh qua ch chy Re: Vi: : nht ca nc 25 oC, =0,8937.10-3 N.s/m2 (bng I.102, STQTTB, T1/trang 94) Re = 2.0,10.997,08 = 2,231.10 > 10 0,8937 10 Nờn ng cú ch chy xoỏy Tớnh h s ma sỏt: 6,81 0,9 = lg + 3,7 Re (CT II.65, STQTTB, T1/trang 380) Vi: : l nhỏm tng i c xỏc nh theo cụng thc sau: = d td Trong ú: dt : ng kớnh tng ng ca ng.(m) : nhỏm tuyt i, = 0,1 mm = 0,1.10 = 10.10 0,10 = 6,81 lg 2,231.10 0,9 10.10 + 3,7 = 0,021 W/m.0C Tng tr lc: theo bng II.16,STQTTB,T1/trang 382; ta cú: ca vo= 0,5 (Bng N010) ca ra= (Bng N010) = 0,38 (6 khuu) (Bng N029) khuu ng 64 van tiờu chun = 4,1 (Bng N037) = 0,5 (Bng N045) van chn = 0,5 + + 6.0.38 + 4,1 + 0,5 = 8,38 22 22 H m = 0,021 + 8,38 = 2,65 ( m) 0,10 2.9,81 Vy: Hc = P2 P1 (m) g Chờnh lch ỏp sut cui ng y v u ng hỳt: Vi: P1, P2: ỏp sut tng ng u ng hỳt, cui ng y (0,32 1).9,81 10 Hc = = 6,820 ( m) 997,08.9,81 p sut ton phn ca bm l: H = 2,65+ 18 + (-6,820) = 13,83 (m) Cụng sut ca bm: 0,021.13,83 997,08.9,81 N= = 3,342 KW 1000.0,85 Cụng sut ca ng c in: N 3,342 N dc = = = 3,664 ( KW) tr dc 0,96.0,95 Ngi ta thng ly ng c cú cụng sut ln hn cụng sut tớnh toỏn trỏnh hin tng quỏ ti Vỡ Ndc< KW nờn tra bng II.33, STQTTB, T1/ trang 440, chn h s d tr =1,5 Suy ra: N = Nc = 1,5.3,664 = 5,496 KW 4.3.3 Bm dung dch lờn thựng cao v Chn bm ly tõm vi chiu cao hỳt v chiu cao y l 18 m Cụng sut ca bm c tớnh theo cụng thc: H Q. g n= 1000. (CTII.189, STQTTB, T1/trang 439) Vi: : hiu sut ca bm, chn = 0,85 (bng II.32, STQTTB, T1/trang 439) : lng riờng ca NaCl cú C = 8%; t = 25 oC (bng I.57,STQTTB,T1/ trang 45) =1054,12 kg/m3 Q: nng sut ca bm (m3/s) H: ỏp sut cn thit dung dch chuyn ng ng 65 H= Hm+ Hc+Ho Vi: Hm: tr lc mng ng Hc: chờnh lch ỏp sut cui ng y, u ng hỳt Ho: chiu cao ng hỳt v y, chn: Ho=18 m Tớnh Q: Q= Gd ( m / s) Vi: G : l lng dung dch u (kg/s) Q= 9000 = 2,372.10 (m / s ) 1054,12.3600 Tớnh H: Tớnh Hm: d= l H m = + (m) d g Q 2,372.10 = = 0,055 (m) = (m / s) ) .0,785 1.0,785 (chn n Chn d = 0,08 m dd =1,03.10-3 N.s/m2 8% v nhit 25 0C (bng I.107, STQTTB, T1/trang 100) H s ma sỏt c tớnh qua ch chy Re: Re = .d dd 2.0,08.1054,12 = = 1,637.10 > 10 dd 1,03.10 Cú ch chy xoỏy, suy ra: = 0,022 = 6,81 0,9 1,25.10 lg 1,637.10 + 3,7 W/m. Vi: = 0,1.10 = = 1,25.10 d 0,08 Tng tr lc: theo bng II.16,STQTTB,T1/trang 382; ta cú: ca vo= 0,5 (Bng N010) ca ra= (Bng N010) = 0,38 (3 khuu) (Bng N034) khuu ng 66 van tiờu chun van mt chiu = (Bng N037) = (Bng N047) = 0,5 + + 3.0,38 + + = 14,640 22 12 H m = 0,022 + 14,64 = 1,054 (m) 0,08 2.9,81 Vy: Tớnh Hc: Hc = P2 P (3,6 1).9,81 10 = = 24,665 m g 1054,12.9,81 p sut ton phn ca bm: H= 1,054+24,665+18 = 43,719 m Cụng sut ca bm: N= 43,719.2,372.10 3.1054,12.9,81 = 1,262 KW 1000.0,85 Cụng sut ca ng c in: N dc = N 1,262 dc tr = 0,96.0,95 =1,384 KW Ngi ta thng ly ng c cú cụng sut ln hn cụng sut tớnh toỏn trỏnh hin tng quỏ ti Vỡ Ndc 10 0,563.10 Cú ch chy xoỏy, suy ra: 6,81 0,9 = lg + 3,7 Re (II.65, STQTTB, T1/380) Vi: :l nhỏm tng i c xỏc nh theo cụng thc sau: = d td Trong ú: d t: ng kớnh tng i ca ng, m : nhỏm tuyt i, =0,1 mm = 0,1.10 = 1,667.10 0,06 = 0,024 (W / m.0 C ) = 0,9 6,81 1,667.10 lg + 3,7 1,111.10 Tng tr lc: theo bng II.16.STQTTB T1/382; ta cú: 68 ca vo= 0,5 N010 ca ra= N010 = 0,38 (3 khuu) ( N029) khuu ng van tiờu chun = 4,4 (2 cỏi) ( N037) = 0,5 N045 van chn = 0,5 + + 0,38.3 + 4,4.2 + 0,5 = 11,940 Vy: 22 H m = 0,024 + 11,940 = 1,057 (m) 0,06 2.9,81 Hc = P2 P g m Chờnh lch ỏp sut cui ng y v u ng hỳt: Vi: P1, P2: ỏp sut tng ng u ng hỳt, cui ng y (1,66 0,848).9,81 10 Hc = = 7,783 (m) 1043,225.9,81 p sut ton phn ca bm: H= 1,057+7,783+8= 16,84 m Cụng sut ca bm: N= 16,84 1,907.10 3.1043,225.9,81 = 0,387 ( KW ) 1000.0,85 Cụng sut ca ng c in: N dc = N 0,387 = = 0,424 ( KW ) dc tr 0,96.0,95 Ngi ta thng ly ng c cú cụng sut ln hn cụng sut tớnh toỏn trỏnh hin tng quỏ ti Vỡ 5KW < Ndc (II.33.STQTTB T1/440) chn h s d tr =1,5 Suy ra: N = Nc = 1,5.0,424= 0,636 KW 4.3.5 Bm dung dch t ni vo ni Chn bm ly tõm vi chiu cao hỳt v chiu cao y l m H Q. g n= 1000. Cụng sut ca bm c tớnh theo cụng thc: Vi: : hiu sut ca bm, chn =0,85 Dung dch ni cú: x2=13,807% v nhit l 102,127 oC ( I.57.STQTTB T1/ 45) =1053,864 kg/m3 dd = 0,451.10-3 N.s/m2 69 Q: nng sut ca bm, m3/s H: ỏp sut cn thit dung dch chuyn ng ng H=Hm+Hc+Ho Vi: Hm: tr lc mng ng Hc: chờnh lch ỏp sut cui ng y, u ng hỳt Ho: chiu cao ng hỳt v y, chn: Ho= m Q= Tớnh Q : Gd W4 m3/s Vi: G l lng dung dch u, kg/s Q = 9000 1838,16 1947,065 = 1,374.10 (m / s ) 1053,864 3600 Tớnh H Tớnh Hm l Hm = + ữ d 2.g m Ta cú: d= Q 1,374.10 = = 0,042 (m) .0,785 0,785 (chn n = 1m / s ) Chn d = 0,05 m - H s ma t c tớnh qua ch chy Re: Re = 1.0,05.1053,864 = 1,168.10 > 10 0,451.10 Cú ch chy xoỏy, suy ra: 6,81 0,9 = lg + 3,7 Re (II.65, STQTTB, T1/380) Vi: :l nhỏm tng i c xỏc nh theo cụng thc sau: = d td Trong ú: d t: ng kớnh tng i ca ng, m : nhỏm tuyt i, = =0,1 mm 0,1.10 = 2.10 0,05 70 = 0,025 (W / m.0 C ) = 0,9 6,81 2.10 lg 1,168.10 + 3,7 Tng tr lc: theo bng II.16.STQTTB T1/382; ta cú: ca vo= 0,5 N010 ca ra= N010 = 0,38 (3 khuu) ( N029) khuu ng van tiờu chun = 4,160 (2 cỏi) ( N037) = 0,5 N045 van chn = 0,5 + + 0,38.3 + 4,160.2 + 0,5 = 11,460 Vy: 22 H m = 0,025 + 11,460 = 1,144 (m) 0,05 2.9,81 Hc = P2 P g m Chờnh lch ỏp sut cui ng y v u ng hỳt: Vi: P1, P2: ỏp sut tng ng u ng hỳt, cui ng y (3,6 1,712).9,81 10 Hc = = 17,915 (m) 1053,864 9,81 p sut ton phn ca bm: H= 1,144+17,915+8=28,494 m Cụng sut ca bm: 28,494.1,374.10 3.1053,864 9,81 N= = 0,476 ( KW ) 1000.0,85 Cụng sut ca ng c in: N dc = N 0,476 = = 0,522( KW ) dc tr 0,96.0,95 Ngi ta thng ly ng c cú cụng sut ln hn cụng sut tớnh toỏn trỏnh hin tng quỏ ti Vỡ 5KW < Ndc (II.33.STQTTB T1/440) chn h s d tr =1,5 Suy ra: N = Nc = 1,5.0,522= 0,783 KW 71 Chng 5: KT LUN Nhim v ca ỏn l thit k h thng cụ c ni ngc chiu bung t ngoi ng tun hon ngoi kiu ng, dựng hi t l hi nc bóo hũa cú ỏp sut l 3,6at cụ c dung dch NaCl cú nng 8% lờn n nng 25% õy khụng phi phng ỏn ti u nht so vi cỏc phng ỏn khỏc nú cng cú nhng u khuyt im nh sau: u im D lm sch v sa cha Do nhit sụi ca ni trc ln hn ni sau, ú, dung dch i vo mi ni (tr ni u) u cú nhit cao hn nhit sụi, kt qu l dung dch s c lm lnh i v lng nhit ny s lm bc hi thờm mt lng nc gi l quỏ trỡnh t bc hi Nhc im Nhit ca dung dch cỏc ni sau thp dn, nhng nng ca dung dch li tng dn lm nht ca dung dch tng nhanh, kt qu l h s truyn nhit gim t ni u n ni cui H thng cng knh Dung dch di chuyn t ni ny sang ni khỏc phi s dng h thng bm Sau thc hin bn ỏn ny, em ó hỡnh dung cụng vic ca ngi thit k Ngoi cũn giỳp em nm vng hn phn lý thuyt ó hc, cỏch tớnh toỏn cỏc thit b v phõn tớch la chn thit b, vt liu lm thit b phự hp vi yờu cu thc t 72 TI LIU THAM KHO TS.Nguyn Vn Ton, Bi ging quỏ trỡnh v thit b truyn nhit TS Trn Xoa, TS Nguyn Trng Khuụng, KS H Lờ Viờn, S tay Quỏ trỡnh v Thit b Cụng ngh Húa cht Tp 1, Nh xut bn khoa hc v k thut H Ni TS Trn Xoa, TS Nguyn Trng Khuụng, TS Phm Xuõn Ton, S tay Quỏ trỡnh v Thit b Cụng ngh Húa cht Tp 2, Nh xut bn Khoa hc v K thut H Ni Phm Vn Bụn, V Bỏ Minh, Hong Minh Nam, Quỏ trỡnh v Thit b Cụng ngh Húa cht Tp 10, Trng i hc Bỏch khoa TP H Chớ Minh Phm Xuõn Ton, Quỏ trỡnh v Thit b Cụng ngh Húa cht Tp 3, Nh xut bn Khoa hc v K thut H Ni Nguyn Vn May, Thit b truyn nhit v chuyn khi, Nh xut bn Khoa hc v K thut H Ni 73