Trung tâm Cơ Điện Thủy Viện nghiên cứu khí MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN…………………………………………………………….2 1.1 Mục tiêu báo cáo…………………………………………………………………… 1.2 Phạm vi báo cáo ………………………………………………… CHƯƠNG NỘI DUNG TÍNH TỐN……………… …………………………… 2.1 Các dạng cánh khuấy, đặc trưng ứng dụng…………………………………….3 2.2 Thơng tin hỗn hợp khuấy……………………………………………………………3 2.3 Phân tích lựa chọn dạng cánh khuấy áp dụng…………………………………… 2.4 Dẫn động thùng khuấy………………………………………………………………5 2.5 Tính cánh khuấy…………………………………………………………………… 2.6 Tính trục dẫn động………………………………………………………………… 2.7 Bảng thông số thiết kế chi tiết………………………………………………… 2.8 Các vẽ liên quan…………………………………………………………………9 CHƯƠNG KẾT LUẬN……………………………………………………………… Tài liệu tham khảo……………………………………………………………………… Trung tâm Cơ Điện Thủy Viện nghiên cứu khí CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Mục tiêu báo cáo Nhũ tương thành phần có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Asphalt không nhiệt, nội dung báo cáo tập trung phần sản suất nhũ tương *Bản vẽ sơ đồ công nghệ (bản vẽ trang sau) Báo cáo tập trung nghiên cứu vào thùng khuấy tạo Soap để chuẩn bị nguyên liệu cho máy kéo sợi, chất lượng nhũ tương ảnh hưởng máy kéo sợi bị ảnh hưởng lớn chất lượng Soap không đảm bảo Và mục tiêu báo cáo tập trung vào phần khuấy trộn thùng Soap 1.2 Giới hạn báo cáo Với nội dung báo cáo đề cập đến vấn đề với nguyên lý chung trình khuấy trộn, dạng cánh khuấy áp dụng, dung dịch Soap lựa chọn thông số kích thước cánh khuấy, số yêu cầu đầu vào để tính chọn cánh khuấy trộn, kiểm tra bền cụm khuấy thiết kế chi tiết cụm khuấy trộn Trung tâm Cơ Điện Thủy Viện nghiên cứu khí CHƯƠNG NỘI DUNG TÍNH TỐN 2.1 Các dạng cánh khuấy, đặc trưng ứng dụng Cụng dạng cánh khuấy hay dùng gồm: Dạng 1: Dạng tấm, mái chèo bản, mái chèo thẳng chéo, mỏ neo, mỏ neo ghép Dạng thường dùng với vận tốc quay chậm Dạng 2: Dạng chân vịt, tuabin kín thường dùng với vận tốc quay nhanh Trung tâm Cơ Điện Thủy Viện nghiên cứu khí Dạng 3: Cánh khuấy đặc biệt dùng trường hợp dùng loại cánh khuấy Dạng dùng để khuấy bùn nhão chất lỏng có độ nhớt cao Mỗi dạng cánh khuấy làm việc tạo dòng chuyển động cho chất lỏng quanh cánh khuấy theo phương tiếp tuyến, phương bán kính phương trục Phương tiếp tuyến Phương trục 2.2 Thơng tin hỗn hợp khuấy Phương bán kính Trung tâm Cơ Điện Thủy Viện nghiên cứu khí Bng thụng tin hn hp khuy: o Nhiệt độ làm việc Tỷ trọng dung dịch Độ PH dung dịch Thêi gian khy trén mỴ T ρ C 90 1000 kg/m³ ÷ giê τ 2.3 Phân tích lựa chọn dạng cánh khuấy áp dụng Chọn lựa cánh khuấy để tối đa hóa hiệu suất, dựa vào hình dạng thùng chứa hình dạng cánh khuấy Có nhiều khả lựa chọn để thiết kế cánh khuấy để tìm giá trị tốt thông số thiết kế Thử nghiệm với khả khác nhau, để tối ưu hóa hình dạng cánh khuấy phát : cánh khuấy nhỏ gây chuyển động xuyên tâm cao chất lỏng nước thùng khuấy, cánh khuấy lệch 45o khả khuấy trộn tốt Do đó, cánh khuấy với đường kính lớn lệch 45o sử dụng để tăng cường hiệu khuấy trộn Trên sở ta chọn cánh khuấy Inox SS316, loại mái chèo cánh nghiêng 45 o, tầng cánh (do tính chất vật liệu nên để việc khuấy trộn phải chọn tầng cánh) Để tránh hình thành lõm xốy thùng khuấy có thêm chắn Với cánh khuấy mái chèo, tỷ số H/d = 2,5 đến 4, H/D = 0,6 đến 1,6 tỷ số h/d = 1/5 đến 1/3; Đường kính bể khuấy D = 2m Chiều cao bể H = 2,8m Lựa chọn đường kính cánh khuấy d nắm khoảng: 700 mm ≤ ≤ d 1120 mm Chọn cánh khuấy có đường kính d = 890mm, chiều dày cánh 10mm Tốc độ khuấy n = 1,5vg/s (90 vg/ph) Tỷ trọng dung dịch Soap (khối lượng riêng) xấp xỉ 1000kg/m3 Độ nhớt dung dịch Soap lấy xấp xỉ 0,079 kg/ms Hệ số Rây nol: Số Rây nol đặc trưng cho tỷ lực quán tính lực ma sát mơi trường: ρ n.d Re = µ (Cơng thức 6.5 - [2]) Trung tâm Cơ Điện Thủy Trong đó: n d µ ρ Viện nghiên cứu khí mật độ vật chất môi trường xét (kg/m3) số vịng quay (vg/s) đường kính cánh khuấy (m) độ nhớt động lực học môi trường Re = 1000.(1,5).(0,89) = 22560 0, 079 Tính hệ số Số Reynolds sử dụng tiêu chí để phân loại dịng chảy, tùy theo dạng dịng Re chảy mà ta có giới hạn khác số , ta có: • • • Dịng chảy có Re ≤ 2300 dịng chảy tầng; Dịng chảy có 10 > Dịng chảy có So sánh với hệ số rối Re Re Re > 2300 dòng chảy chuyển tiếp từ chảy tầng sang chảy rối; ≥ 104 dịng chảy rối; ta tính 22560 rõ ràng thùng khuấy Soap có chế độ dòng chảy 2.4 Dẫn động thùng khuấy Cánh khuấy quay động liền hộp giảm tốc đặt mặt thùng khuấy, cánh khuấy có tác dụng giữ cho hạt lơ lửng chất lỏng để hạt có khả phân bố khơng có phân biệt nồng độ thùng khuấy 2.5 Tính tốn cánh khuấy [2] Cơng suất cánh khuấy: Trung tâm Cơ Điện Thủy Viện nghiên cứu khí Với dòng chảy chuyển tiếp từ chảy tầng sang chảy rối, ta tính cơng suất cánh khuấy theo cơng thức: N = A.ρ n d k (kw); Trong đó: A - Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào kiểu cánh khuấy tra bảng 6.2 sách trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm ta A = 5,05 dk − n− ρ− đường kính cánh khuấy (m) số vịng quay cánh khuấy giây (vg/s) khối lượng riêng nhũ tương (kg/m3) Số vòng quay cánh khuấy: Chọn số vòng quay cho cánh khuấy quan trọng, hiệu suất khuấy trộn công tiêu hao phụ thuộc vào Ngồi số vịng quay cịn có tác dụng giữ cho hạt nhựa đường lơ lửng chất lỏng để hạt có khả phân bố khơng có phân biệt nồng độ thùng khuấy Vận tốc cánh khuấy chọn 90 vg/ph (1,5 vg/s) ⇒ N = 5, 05.(1,5)3 (0,89)5 1000 ⇒ N = 9517( w) Cần có cơng suất 9,517Kw đầu trục khuấy để đảm bảo yêu cầu làm việc Khi chọn động cho cánh khuấy cần tính đến hiệu suất khuấy, tức cơng suất động tính: N dc = N η Trung tâm Cơ Điện Thủy Với η N dc = hiệu suất khuấy chọn Viện nghiên cứu khí η ≈ 0, ÷ 0, ta có: 9,517 = 14, 65( Kw) 0.65 Vậy công suất động chọn 15Kw Động khuấy có thông số kỹ thuật sau: - Công suất động cơ: 15kW Tốc độ động cơ: 1450v/ph Tốc độ trục ra: 90 v/ph Chế độ làm việc M3 Chọn động giảm tốc có ký hiệu sau: KAF87-Y15-4P-9,96-M1 *Thơng số trục ra: + Loại trục ra: Lỗ + Đường kính lỗ ra: Φ80 + Chiều dài lỗ: L=210 2.6 Tính trục cánh khuấy [3] Đường kính trục xác định theo công thức: dt ≥ T ( mm) 0, [ τ ] Trong đó: T – Moomen xoắn, Nmm; [τ ] - Ứng suất xoắn cho phép, Mpa, với vật liệu CT45: [ τ ] = 16,5Mpa Theo công thức: Trung tâm Cơ Điện Thủy T = 9,55.106 Với N n Viện nghiên cứu khí N (Nmm) n công suất động ( N= 15Kw) số vòng quay (90 vg/ph) T = 9,55.106 ⇒ dt ≥ 15 = 1591666( Nmm) 90 1591666 ≥ 78, 4( mm) 0, 2.16,5 Chọn đường kính trục khuấy d t = 80mm 2.7 Bảng thông số thiết kế chi tiết §êng kÝnh bĨ ChiỊu cao bể Đờng kính cánh khuấy Độ dày cánh khuấy Đờng kính trục khuấy Tốc độ khuấy Năng suất mẻ khuấy Công suất động D H dk dt n N 2.8 Các vẽ liên quan Bản vẽ chung thùng Bản vẽ cụm trục cánh Bản vẽ chi tiết cánh Bản vẽ chi tiết trục CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN m m mm 2,00 2,8 890 mm mm V/s m3/h Kw 80 1,5 15 90vg/ph Trung tâm Cơ Điện Thủy Viện nghiên cứu khí Báo cáo trình bày sơ đồ cơng nghệ thiết kế toàn dây truyền lớn báo cáo tính tồn cánh khuấy trục thùng khuấy soap, đảm bảo thùng khuấy trộn hỗn hợp nhũ tương đạt yêu cầu độ nhớt tỷ trọng Sau tính tốn lý thuyết lựa chọn cánh khuấy, trục khuấy chế tạo TÀI LIỆU THAM KHẢO [ 1] − Tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm - Tập Biên soạn Nguyễn Bin Nhà xuất khoa học kỹ thuật [ 2] − Tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm - Tập Biên soạn Nguyễn Bin Nhà xuất khoa học kỹ thuật [ 3] − Tính tốn thiết kế hệ dẫn động khí - Tập PGS PTS Trịnh Chất – PTS Lê Văn Uyển Nhà xuất giáo dục 10 ... tiêu báo cáo Nhũ tương thành phần có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm Asphalt không nhiệt, nội dung báo cáo tập trung phần sản suất nhũ tương *Bản vẽ sơ đồ công nghệ (bản vẽ trang sau) Báo cáo. .. hưởng lớn chất lượng Soap không đảm bảo Và mục tiêu báo cáo tập trung vào phần khuấy trộn thùng Soap 1.2 Giới hạn báo cáo Với nội dung báo cáo đề cập đến vấn đề với nguyên lý chung trình khuấy... Kw 80 1,5 15 90vg/ph Trung tâm Cơ Điện Thủy Viện nghiên cứu khí Báo cáo trình bày sơ đồ cơng nghệ thiết kế toàn dây truyền lớn báo cáo tính tồn cánh khuấy trục thùng khuấy soap, đảm bảo thùng khuấy