Tính toán và thiết kế thiết bị cô đặc một nồi chân không cô đặc nước quả từ 8 bx lên 20 bx với năng suất 500 kg h 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CNSH & CNTP  ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ TRONG CNSH & CNTP Đề tài: Tính Tốn Và Thiết Kế Thiết Bị Cô Đặc Một Nồi Chân Không Cô Đặc Nước Quả Từ Bx Lên 20 Bx Với Năng Suất 500 [Kg.h-1] Lớp: Kĩ Thuật Thực Phẩm 01 – K57 GVHD: PGS TS Tơn Thất Minh LỜI NĨI ĐẦU Việt Nam nước nhiệt đới gió mùa nên thích h ợp cho s ự phát tri ển c ăn nhiệt đới quanh năm phát triển Nắm bắt đ ược l ợi th ế này, phát triển vùng trồng ăn rộng lớn, cho suất cao, đáp ứng đ ược nhu c ầu tiêu th ụ nước xuất quốc tế Hà Nội 2016 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT Tuy nhiên, với phát triển kinh tế - xã hội, nhu c ầu v ề tiêu th ụ loại hoa không dừng lại hoa tươi mà sản ph ẩm khác từ hoa như: nước hoa quả, mứt, sữa hoa quả,… Đi ều yêu c ầu cần phải có phương pháp sơ chế chế biến nước thành sản phẩm hay bán thành phẩm nhằm bảo quản hay làm nguyên liệu cho trình sau Hiện tại, hoa tươi, phương pháp bảo quản chủ y ếu làm lạnh bảo quản CO2 Tuy nhiên, phương pháp bảo quản thời gian vài tháng, chi phí mặt l ượng cao Do vậy, sản phẩm khơng u cầu giữ ngun nh ững phương pháp chọn để bảo quản nguyên liệu, phục vụ cho trình sau ép lấy nước sau đặc Phương pháp đ ảm b ảo cho vi ệc hoa nhập kho chế biến để nhằm đảm bảo ch ất l ượng nguyên liệu Hơn nữa, hoa sau sơ chế theo phương pháp b ảo quản thời gian lâu hơn; chi phí mặt l ượng h ơn so với bảo quản hoa tươi Nắm bắt yêu cầu nhu cầu ngày cao lo ại thi ết b ị cô đặc nước quả, em PGS TS Tôn Thất Minh giao cho đ ề tài: “Tính tốn thiết kế thiết bị cô đặc nồi chân không cô đặc nước từ Bx lên 20 Bx với suất 500 [Kg.h-1]” Do kinh nghiệm kiến thức thực tế hạn chế, em mong thầy cô môn giúp đỡ để đồ án chuyên ngành I em đ ược hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! 2Page ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT MỤC LỤC 3Page ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ Tính cấp thiết đề tài Theo khảo sát online trang https://vinaresearch.net/ xu hướng sử dụng loại nước giải khát Việt Nam năm 2013 cho bi ết: Xu hướng lên vài năm gần s dụng loại n ước ép trái nước ép trái chứa sữa để bổ sung dưỡng ch ất cho c th ể Trên k ệ siêu thị xuất ngày nhiều loại nước ép Theo kh ảo sát c Công ty nghiên cứu thị trường W&S từ 402 mẫu có tổng thu nh ập gia đình triệu đồng/tháng, nhu cầu thói quen sử d ụng lo ại n ước ép trái đóng gói, kết có 62% người tiêu dùng l ựa ch ọn n ước ép trái cây, nước giải khát có ga có 60% Đáng l ưu ý có h ơn m ột n ữa s ố người khảo sát có thói quen uống nước ép trái ngày Nước cam ép nhiều người lựa chọn loại n ước ép khác Các loại nước ép trái nhãn hiệu Vfresh Công ty Vinamilk đ ược ưa chu ộng nhiều nhất, chiếm 69,3%, nước ép trái c Công ty Tân Hi ệp Phát Nhà máy Chương Dương, sản ph ẩm truy ền th ống đ ược biết đến nhiều sá xị, soda, cam cho dòng sản phẩm n ước giải khát nha đam, dứa, cà rốt… 4Page ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT Xu hướng người tiêu dùng chuyển sang sử dụng loại n ước qu ả có nhiều lý do, nhiên chủ yếu lý sức khỏe nhu cầu s d ụng ngày cao  Lý sử dụng nước (nguồn: Vinaresearch ):  Tần suất sử dụng nước (nguồn: Vinaresearch): Nắm bắt nhu cầu cao thị trường, doanh nghiệp c s chế biến ngày phát triển kèm theo nhu cầu thiết bị, đ ặc bi ệt 5Page ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TƠN TH ẤT thiết bị đặc nước Do vậy, đề tài tính tốn thiết k ế thi ết b ị cô đ ặc nước hồn tồn cần thiết đắn Mục đích đề tài, khả ứng dụng phát triển Mục đích đề tài tính tốn thiết kế thiết bị cô đ ặc n ước qu ả v ới suất 500 [Kg.h-1] (quy mô vừa nhỏ) để tạo sản phẩm bán thành phẩm nhằm tiện lợi cho việc bảo quản chế biến sau Đ ảm bảo ch ất lượng nguyên liệu đầu vào giảm chi phí mặt lượng Thiết bị cô đặc chân không không cần thiết công ngh ệ s ản xu ất nước mà sử dụng nhiều cơng nghệ sản xuất loại sản phẩm khác như: tương cà, tương ớt,… hay cô đặc đ ường (trong s ản xu ất đường) Do vậy, khả ứng dụng phát triển cao th ế mà thiết b ị cô đặc thiết kế dải rộng ứng với nhiều ch ế độ công ngh ệ nhiều sản phẩm khác Từ góp phần gia tăng giá tr ị cho s ản phẩm cho nông sản Việt Nam, giải toán bảo quản nông s ản sau thu hoạch Yêu cầu chung Thiết bị cô đặc nước thiết kế phải đảm bảo số yêu cầu sau: - Yêu cầu thiết bị:  Buồng đốt buồng bốc phải đủ lớn, đáp ứng yêu c ầu công nghệ;  Có khả đo nhiệt độ, áp suất bên buồng bốc buồng đốt;  Có van điều khiển cường độ vào;  Có kính quan sát;  Nhỏ gọn, dễ chế tạo lắp đặt;  Dễ vệ sinh, bảo dưỡng - Yêu cầu công nghệ:  Năng suất (theo sản phẩm): 500 [Kg.h-1];  Nhiệt độ cô đặc (bốc hơi): 60 oC;  Nồng độ đạt 20 Bx khỏi thiết bị 6Page ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT  Tổn thất chất khơ 7Page ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT PHẦN II: PHẦN TỔNG QUAN Tổng quan loại nước a Các loại lấy nước chủ yếu Trên thực tế, có nhiều loại sử dụng để làm n ước chủ yếu, ưa chuộng cam,táo chanh Theo kh ảo sát online trang https://vinaresearch.net/ năm 2013, ta thấy xu hướng sử dụng nước thể biểu đồ bên b Quy mô trồng trọt tiềm phát triển Theo trung tâm thông tin thương mại ( http://www.agro.gov.vn) viết “thực trạng phát triển ăn trái đến năm 2015” – năm 2006 cho biết: - Quy mô trồng trọt: Diện tích ăn nước thời gian qua tăng nhanh, năm 2005 đạt 766,9 ngàn (so với năm 1999 tăng thêm ngàn ha, t ốc đ ộ tăng bình quân 8,5%/năm), cho sản lượng 6,5 triệu (trong chu ối có s ản l ượng 8Page ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT lớn với khoảng 1,4 triệu tấn, tiếp đến có múi: 800 ngàn t ấn, nhãn: 590 ngàn tấn) Vùng Đồng sông Cửu Long có di ện tích ăn qu ả l ớn (262,1 ngàn ha), sản lượng đạt 2,93 triệu (chi ếm 35,1% v ề di ện tích 46,1% sản lượng) Do đa dạng sinh thái nên chủng loại ăn n ước ta r ất đa dạng, có tới 30 loại ăn khác nhau, thuộc nhóm là: ăn qu ả nhiệt đới (chuối, dứa, xoài…), nhiệt đới (cam, quýt, v ải, nhãn…) ôn đ ới (mận, lê…) Một nhóm ăn lớn nh ất phát tri ển m ạnh nh ất nhãn, vải chơm chơm Diện tích loại chiếm 26% t diện tích ăn Tiếp theo chuối, chiếm khoảng 19% Trên địa bàn nước, bước đầu hình thành vùng trồng ăn qu ả tập trung, cho sản lượng hàng hoá lớn Riêng trái cam đ ược tr ồng t ập trung ĐBSCL, với diện tích 28,7 ngàn ha, cho sản lượng 200 ngàn t ấn Địa phương có sản lượng lớn tỉnh Vĩnh Long: năm 2005 cho s ản lượng 47 ngàn Tiếp theo tỉnh Bến Tre (45 ngàn t ấn) Ti ền Giang (42 ngàn tấn) Trên vùng Trung du miền núi phía Bắc, cam sành trồng tập trung tỉnh Hà Giang, nhiên, s ản l ượng m ới đ ạt gần 20 ngàn - Tiềm phát triển: Theo đề án qui hoạch chuyển đổi cấu sản xuất nông, lâm nghiệp, thuỷ sản nước đến năm 2010 tầm nhìn 2020 Thủ tướng Chính phủ đó, ăn Chính phủ định h ướng: Trong nh ững năm tới mở rộng diện tích 11 loại ăn có lợi Diện tích ăn đến năm 2010 đạt triệu ha, tầm nhìn năm 2020 khoảng 1,3 tri ệu Bố trí ch ủ yếu Trung du miền núi phía Bắc, Đồng Sơng Cửu Long, Đông nam bộ, Đồng Sông Hồng số vùng khác có đủ điều kiện Rà sốt chương trình phát triển rau quả, hoa cảnh đến 2010 qui hoạch 11 loại ăn chủ lực xuất (bao gồm: Cam sành, B ưởi Năm Roi, Bưởi da xanh, Xoài cát Hoà Lộc, Sầu riêng, Măng c ụt, Thanh long, Vú s ữa Lò rèn, Vải, Nhãn xuồng cơm vàng Dứa Qua ta thấy diện tích ăn ngày tăng có cam – loại nước hoa sử dụng phổ bi ến nhất, đầu tư phát triển, mở rộng vùng nguyên liệu 9Page ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT 10 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TƠN TH ẤT b Tính bề mặt truyền nhiệt - Chọn ống truyền nhiệt: Dựa vào bảng 6.2 – trang 238 – tài liệu 1, ta chọn ống đ ốt v ới kích thước sau:  Đường kính trong: dt = 25 [mm] δ =2  Bề dày: [mm]  Chiều dài: l = 500 [mm] Bề mặt truyền nhiệt thiết bị cô đặc tính theo cơng th ức: F= D.ihd K ∆t [m2] Trong đó: K – hệ số truyền nhiệt ∆t = t hd − t ht - hiệu số nhiệt độ có ích [oC] - Tính hệ số truyền nhiệt K: Hệ số truyền nhiệt K tính theo cơng th ức: K= 1 δ + + α1 λ α2 [kcal.m-2.độ-1] Các thông số nước ngưng từ bão hòa nhiệt độ 100 oC tra bảng I.5; bảng I.102; bảng I.129; bảng I.212 – tài liệu 2: ρnn = 950  Khối lượng riêng: [kg.m-3] µnn = 0,2.10−3  Độ nhớt: [Ns.m-2] λnn = 0.682  Hệ số dẫn nhiệt: [W.m-1.độ-1] rnn = 2.106  Nhiệt hóa hơi: [J.kg-1] 39 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT Các thơng số dịch đường tính phương pháp nội suy Bx (nồng độ trung bình) nhiệt độ 40 oC (nhiệt độ trung bình) từ thơng số tra bảng I 86; bảng I.112; bảng I.130 – tài liệu 2: ρdd = 1031  Khối lượng riêng: [kg.m-3] µdd = 0,65.10−3  Độ nhớt: [Ns.m-2] λdd = 0.618  Hệ số dẫn nhiệt: [W.m-1.độ-1] vdd = 0.3  Vận tốc dịch ống: [m.s-1]  Nhiệt dung riêng dung dịch: Cd = 0,9624 [kcal.kg-1.độ-1] Cd = 4029 [J.kg-1.độ-1] Theo 6.6.2 – trang 271 – tài liệu 1, hệ số cấp nhiệt bề mặt vách đứng tính theo cơng thức: λnn3 ρnn2 rnn g α1 = 1,34 µnn H ∆t α1 ngưng nước ∆t = Với H = [m] chiều dài ống, nước nước ngưng, thay số vào ta có: α1 = 1,34 [W.m-1.độ-1] C chênh lệch nhiệt độ o λnn3 ρnn2 rnn g 0.6823.9502.2.106.10 = 1,34 = 11656 µnn H ∆t 0,2.10−3.1.5 Theo 6.6.2 – trang 272 – tài liệu 1, hệ số cấp nhiệt nước chế độ chảy rối là: α = Nu λdd dt [W.m-1.độ-1]  Xác định Re: 40 P a g e α2 [W.m-1.độ-1] từ thành ống cho ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT Re = vdd dt ρdd 0,3.0,025.1031 = = 11896 µdd 0,65.10−3  Xác định Pr: Cd µdd 4029.0,65.10−3 Pr = = = 4,24 λdd 0,618  Xác định Nu: Nu = 0,023.Re0,8 Pr0.4 = 0,023.118960,8.4,240,4 = 74,5 41 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT Thay số vào ta có: α = Nu λdd 0,618 = 74,5 = 1842 dt 0,025 [W.m-1.độ-1] Thay giá trị vào K ta có: K=  K = 1300 = 1462 0.002 + + 11656 36 1842 [W.m-1.độ-1] [kcal m-1.độ-1.h-1] - Tính hiệu nhiệt độ có ích: Trong trình truyền nhiệt từ thiết bị gia nhiệt vào thiết bị cô đ ặc, ta ∆''' gwpj phải tổn thất nhiệt thủy động ( ) Do vậy, hiệu số nhiệt độ có ích: ∆t = t hd − t ht − ∆''' Chọn ∆''' = [oC] C Suy ra: o ∆t = 100 − 60 − = 37 [oC] Thay giá trị vào ta tính diện tích truyền nhiệt là: F= D.ihd 100.639 = = 1,33 K ∆t 1300.37 [m2] = 1,33.106 [mm2] c Tính kích thước thiết bị - Tính số ống trao đổi nhiệt: Theo công thức 6.68 – trang 262 – tài liệu 1, số ống đ ược tính theo cơng thức sau: 42 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT n= F π dn l [ống] Trong đó: F – bề mặt truyền nhiệt; F = 1,33.106 [mm2] dn – đường kính ống đốt; dn = 25 + = 27 [mm] l – chiều dài ống đốt; l = 500 [mm] Thay số vào cơng thức ta tính được: F 1,33.106 n= = = 32 π dn l π 27.500 [ống] - Chọn cách xếp vỉ ống: Việc xếp ống vỉ ống cho hiệu suất truyền nhiệt cao Thông thường, ta chọn cách xếp ống thành đ ỉnh c tam giác đ ều có cạnh t Theo mục c – trang 262 – tài liệu 1, ta tính chiều dài m ỗi c ạnh t là: t = β dn [mm] Trong đó: dn = 27 [mm] – đường kính ngồi ống β = 1,3 ÷ 1,5 ; chọn β = 1,5 Ta tính được: t = 1,5.27 = 41 [mm] Chọn chiều dày vỉ ống svỉ = 30 [mm] - Tính đường kính thiết bị: Theo mục d – trang 262 – tài liệu 1, đường kính D thi ết bị đ ược tính nh sau: 43 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT n.t sin α Dbd = π ψ Trong đó: α = 60o [mm] - góc tam giác ψ = 0,7 ÷ 0,9 - hệ số sử dụng vỉ ống; chọn ψ = 0,8 Thay số vào ta tính được: 32.412.sin60o Dbd = = 272 π 0.8 [mm] D = 270 [mm] Tính thiết bị ngưng tụ Baromet a Thể tích khí khơng ngưng cần hút khỏi thiết bị Ta sử dụng thiết bị ngưng tụ trực tiếp Theo II.1 – trang 292 – tài li ệu 1, thể tích khí khơng ngưng cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ là: Gkk = 0,000025.W + 0,000025.Gn + 0,01.W ≈ 0,01.W [kg.h-1] Trong đó: W=750 [kg.h-1] – lượng qua thiết bị ngưng tụ Gn [kg.h-1] – lượng nước làm nguội tưới vào thiết bị Suy lượng khí khơng ngưng cần rút khỏi thiết bị là: Gkk = 0,01.W=0,01.750 = 7,5 [kg.h-1] Thể tích khơng khí cần hút khỏi thiết bị là: Vkk = 0,001.[0,02.(W + Gn ) + 8.W] ≈ 0,001.8.W=0,001.8.750=6 [m3 h-1] Để đảm bảo khả làm việc thiết bị ngưng tụ, ta có th ể lấy V kk tăng thêm 30%, Vkk = [m3 h-1] 44 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TƠN TH ẤT b Tính đường kính thiết bị ngưng tụ Theo II.2 – trang 292 – tài liệu 1, đường kính thiết bị ngưng tụ là: dnt = 1,382 W.Vh 3600.Wh [m] Trong đó: W=750 [kg.h-1] – lượng ngưng tụ Vh = 7,687 [m3.kg-1] – thể tích riêng Wh – vận tốc thiết bị; chọn Wh = 10 [m.s-1] Thay số vào ta được: dnt = 1,382 750.7,687 = 0.553 3600.10 [m] Ta lấy dnt = 600 [mm] c Kích thước ống Baromet Theo II.4 – trang 293 – tài liệu 1, đường kính ống baromet đ ược tính theo công thức: d= 0,004.(W + Gn ) 3,14.Wn 3600 [m] Trong đó: Wn – tốc độ nước ống; chọn Wn = 0.5 [m.s-1] W=750 [kg.h -1] – lượng ngưng tụ Gn – lượng nước phun vào baromet để làm mát Để tính lượng nước làm mát, ta sử dụng phương trình cân nhiệt lượng sau: W.iht + Gn C t v = (W + Gn ).C.t r Suy lượng nước cần để làm mát là: 45 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT Gn = W.(iht − C t v ) C (t r − t v ) [kg.h-1] Trong đó: iht = 622 [kcal.kg-1] – nhiệt lượng riêng thứ 60 oC C = [kcal.kg-1] – nhiệt dung riêng nước tv = 20 oC tr = 40 oC – nhiệt độ nước vào Thay giá trị ta có: Gn = W.(iht − C t r ) 750.(622 − 1.20) = = 22575 C (t r − t v ) 1.(40 − 20) [kg.h-1] Vậy đường kính ống baromet là: d= 0,004.(W + Gn ) 0,004.(750 + 22575) = = 0.128 3,14.Wn 3600 3,14.0,5.3600 [m] Ta chọn d = 130 [mm] d Kích thước ngăn Theo II.3 – trang 292 – tài liệu 1, ta có kích th ước ngăn tính theo cơng thức: b= dnt 600 + 50 = + 50 = 350 2 [mm] Trên ngăn có nhiều lỗ nhỏ, lấy nước làm nguội n ước s ạch, ta chọn kích thước lỗ là: [mm] Tổng diện tích bề mặt lỗ toàn mặt cắt ngang thiết bị ngưng tụ là: f= Gn ωc [m2] Trong đó: Gn = 22575 [kg.h-1] – lưu lượng nước phun làm mát 46 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH ωc GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT - tốc độ tia nước Khi chiều cao gờ ngăn 40 [mm], ta ch ọn t ốc đ ộ tia n ước Chiều dày ngăn ta chọn [mm] ωc = 0.62 ÷5 [m.s-1] [mm], ta chọn chiều dày δ =5 Các lỗ xếp theo hình lục giác đều, bước lỗ là: 0,5  f  t = 0,866.d  c ÷  ftb  [mm] Trong đó: d = [mm] – đường kính lỗ fc ftb - tỷ số tổng diện tích tiết diện lỗ với diện tích tiết diện ngưng tụ Ch ọn t ỷ s ố 0,1 Thay số vào ta có: t = 0,866.5.0,10,5 = 1.4 47 P a g e [mm] ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT e Chiều cao thiết bị Theo 6.5.2c – trang 267 – tài liệu 1, mức độ đun nóng n ước đ ược tính theo cơng thức sau: P= t 2c − t 2d 40 − 20 = = 0,5 t bh − t 2d 60 − 20 Chọn tia nước có đường kính [mm], tra bảng 6.4 – trang 267 – tài li ệu 1, với mức độ đun nóng 0.5, ta có:  Số ngăn:  Khoảng cách ngăn: 300 [mm] Thực tế qua thiết bị ngưng tụ từ lên th ể tích gi ảm dần, khoảng cách ngăn nên giảm dần ch ừng 50 [mm] m ỗi ngăn Vậy chiều cao thiết bị là: Htb = (4 + 2).300 – (4 – 1).50 = 1650 [mm] f Chiều cao ống baromet Theo II.5 – trang 293 – tài liệu 1, chiều cao ống baromet đ ược tính theo cơng thức: H = h1 + h2 + 0.5 [m]  h1 – chiều cao cột nước ống baromet cân với hiệu số áp suất thiết bị ngưng tụ khí h1 = 10,33 b 760 [m]  h2 – chiều cao cột nước ống baromet cần thiết để kh ắc phục toàn trở lực nước chảy xuống Trên thực tế, h nhỏ so với h1 nên để đảm bảo, ta cần nhân hệ số 1,3 vào h1 48 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT Thay b = 610 mmg (áp suất chân không thiết bị cô) vào h ta có: h1 = 10,33 b 610 1,3 = 10,33 .1,3 = 10.8 760 760 49 P a g e [m] ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT Suy chiều cao ống baromet là: H = h1 + h2 + 0.5 = 10,8 + 0,5 = 11.3 Chọn H = 12 [m] [m] Tính chọn bơm chân khơng Ta chọn bơm cho hệ thống bơm pít-tơng tác dụng đơn (m ột chu kì hút đẩy) Theo 1.1 – trang – tài liệu 3, lượng cần thi ết đ ể d ịch chuy ển lượng khí cần thiết khỏi thiết bị tính theo cơng th ức: C22 C12 E = ( P2 + ρ + ρ gH2 ) − ( P1 + ρ + ρ gH1 ) 2 [J.m-3] Trong đó: P1 = 20000 [N.m-2], P2 = 100000 [N.m-2] – Áp suất khơng khí đầu vào b ơm ρ = 1,3 [kg.m-3] – khối lượng riêng khơng khí g = 10 [m.s-2] – gia tốc trọng trường H1 = H2 = 13.6 [m] – chiều cao đầu vào bơm so v ới điểm hút C1 = [m.s-1], C2 = 10 [m.s-1] – Vận tốc khí đầu vào bơm Thay số vào công thức ta có: E = (100000 + 1,3 102 + 1,3.10.13,6) − (20000 + + 1,3.10.13,6)  E = 80065 [J.m-3] Lượng khí cần hút Wkh = [m3.h-1] = 2,3.10-3 [m3.s-1] Suy công suất theo lý thuyết bơm là: Pbơm = E Wkh = 80065 2,3.10-3 = 185 [W] 50 P a g e [J.m-3] ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT Công suất thực tế cần: Ptt = Với ηΣ Pbom ηΣ [W] hệ số hiệu dụng tổng Hệ số hiệu dụng tổng: ηΣ = ηQ η P ηm Trong đó: ηQ = 0,90 ÷ 0,96 ηP = 0,75 ÷ 0,96 ηm = 0,92 ÷ 0.98 - hệ số hiệu dụng thể tích, chọn - hệ số hiệu dụng áp suất, chọn - hệ số hiệu dụng học, chọn ηQ = 0,90 ηP = 0,75 ηm = 0,92 (theo 3.21 – trang 24 – tài liệu 3) Thay số vào ta có: ηΣ = ηQ η P ηm = 0,90.0,75.0,92 = 0,62 Công suất thực tế cần: Ptt = Pbom 185 = = 300 ηΣ 0,62 [W] Vậy ta chọn bơm chân khơng pít-tơng tác dụng đơn, công suất 0,3 [kW] 51 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT PHẦN IV: KẾT LUẬN Về phương pháp tính tốn, phần tính tốn sử dụng d ựa tài li ệu đáng tin cậy tác giả có nhiều năm kinh nhiệm giảng dạy th ực t ế Các thơng số kích thước tính cách rõ ràng logic Các số liệu sau tính tốn góp ý giảng viên h ướng d ẫn đ ể phù hợp với thực tế Về phương diện thiết kế, vẽ trình bày rõ v ề hình d ạng nh kích thước thiết bị; phóng to số kết cấu quan tr ọng như: cách xếp ống vỉ, kết cấu ghép mặt bích,… Tuy nhiên, phần tính tốn thiết kế nhiều h ạn chế thi ếu sót như: chưa vẽ làm rõ kết cấu Baromet nh bơm chân khơng píttơng Ngồi ra, kinh nghiệm thiết kế thực tế thiếu nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót khơng đáng có Vì vậy, th ời gian t ới, em tiếp tục học hỏi kiến thức kĩ cần thiết để phần tính tốn thiết kế thêm đầy đủ, hồn thiện sát với thực tế Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS TS Tôn Thất Minh cho em gợi ý, lời khuyên kiến thức th ực tế h ữu ích đ ể em hồn thành tốt đồ án chun ngành Em xin chân thành cảm ơn! 52 P a g e ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH MINH GVHD: PGS TS TÔN TH ẤT TÀI LIỆU THAM KHẢO Tôn Thất Minh, Phạm Anh Tuấn, Nguyễn Tân Thành – “Giáo trình q trình thiết bị cơng nghệ thực phẩm & công nghệ sinh h ọc – Tập II – Các trình thiết bị trao đổi nhiệt” – NXB Bách Khoa Hà Nội, 2016 Nguyễn Bin – “Sổ tay trình thiết bị hóa ch ất” – tập – NXB Khoa Học Và Kĩ Thuật Hà Nội, 2006 Nguyễn Văn May – “Bơm, quạt, máy nén” – NXB Khoa H ọc Và Kĩ Thu ật Hà Nội – tái lần thứ 53 P a g e ... dài c Cô đặc chân không Cô đặc chân không phương pháp sử dụng nhiệt đ ể bốc h n ước hoạt động áp suất chân không (độ chân không 640 mmHg đ ến 680 mmHg) Phương pháp thích h p sử dụng cho sản ph ẩm... thiết bị cô đặc nồi chân không cô đặc nước từ Bx lên 20 Bx với suất 500 [Kg. h- 1] ” Do kinh nghiệm kiến thức thực tế h n chế, em mong thầy cô môn giúp đỡ để đồ án chuyên ngành I em đ ược hoàn thiện... h thống cô đặc hai nồi, h thống cô đặc ba n ồi, h ệ th ống cô đ ặc b ốn nồi Trong h thống lại chia thành: cô đặc xuôi chiều cô đặc ng ược chiều Việc chọn h thống tùy vào u cầu cơng ngh ệ 15