III. THIẾT BỊ ĐUN SÔI ĐÁY THÁP
4 Chiều cao bồn cao vị
Chọn :
Mặt cắt (1-1) là mặt thoáng chất lỏng trong bồn cao vị.
Mặt cắt (2-2) là mặt cắt tại vị trí nhập liệu ở tháp. Áp dụng phương trình Bernoulli cho (1-1) và (2-2):
⇔ z1 = z2 + +∑hf1-2
Trong đó:
z1: độ cao mặt thoáng (1-1) so với mặt đất, hay xem như là chiều cao bồn cao vị Hcv = z1
z2: độ cao mặt thoáng (2-2) so với mặt đất, hay xem như là chiều cao từ mặt đất đến vị trí nhập liệu: ( nhập liệu ở đĩa thứ 37 từ dưới lên )
= 0,4 + 0,25 + 36 x 0,3 + 0,5 = 11,95 (m)
P1 : áp suất tại mặt thoáng (1-1), chọn P1 = 1 at = 9,81 x 104 N/m2 P2 : áp suất tại mặt thoáng (2-2)
Xem ∆P = P2 – P1 = nttL x ∆PL = 13221,26 N/m2 v1 : vận tốc tại mặt thoáng (1-1), xem v1 = 0 m/s.
v2 : vận tốc tại vị trí nhập liệu, v2 = vF = 0,198 m/s.
∑hf1-2 : tổng tổn thất trong ống từ (1-1) đến (2-2): ∑hf1-2 = h1 + h2 = 0,117 + 0,038 = 0,155
Vậy: Chiều cao bồn cao vị: Hcv = z2 + +∑hf1-2
= 11,95 + + 0,155 = 13,36 m Chọn Hcv = 15 m. VII. BƠM 1 Năng suất Nhiệt độ dòng nhập liệu là tF = 30 oC. Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của Clorofom : ρC = 1469,500 kg/m3 Khối lượng riêng của Benzen : ρB = 868,500 kg/m3
Nên: ⇒ ρ = 1094,729 kg/m3
Độ nhớt của Clorofom : µC = 5,100 x 10-4 N.s/m2 Độ nhớt của Benzen: µB = 5,600 x 10-4 N.s/m2
Nên: lgµ = xFlgµC + (1 – xF)lgµB = -3,268 ⇒ µ = 5,394 x 10-4 N.s/m2
Suất lượng thể tích của dòng nhập liệu đi trong ống:
= 1,370 m3/h
Vậy: chọn bơm có năng suất Qb = 2 m3/h
2 Cột áp
Chọn :
Mặt cắt (1-1) là mặt thoáng chất lỏng trong bồn chứa nguyên liệu.
Áp dụng phương trình Bernoulli cho (1-1) và (2-2):
Trong đó:
z1: độ cao mặt thoáng (1-1) so với mặt đất, chọn z1 = 1 m.
z2: độ cao mặt thoáng (2-2) so với mặt đất, z2 = Hcv = 15 m.
P1 : áp suất tại mặt thoáng (1-1), chọn P1 = 1 at.
P2 : áp suất tại mặt thoáng (2-2), chọn P2 = 1 at.
v1,v2 : vận tốc tại mặt thoáng (1-1) và(2-2), xem v1= v2 = 0 m/s.
∑hf1-2 : tổng tổn thất trong ống từ (1-1) đến (2-2).
Hb : cột áp của bơm.
2.1.Tính tổng trở lực trong ống
Chọn đường kính trong của ống hút và ống đẩy bằng nhau: dtr = 50 mm
Tra bảng II.15, trang 381, [1] ⇒ Độ nhám của ống: ε = 0,2 mm = 0,0002 m (ăn mòn ít)
Tổng trở lực trong ống hút và ống đẩy
∑hf1-2 = Trong đó:
lh : chiều dài ống hút.
Chiều cao hút của bơm: Tra bảng II.34, trang 441, [1] ⇒ hh = 4 m
⇒ Chọn chiều cao hút thấp hơn 1,5 m để loại trừ khả năng dao động trong bơm, tránh xâm thực: hh = 2,5 m
⇒ Chọn lh = 3 m.
lđ : chiều dài ống đẩy, chọn lđ = 3 m.
∑ξh : tổng tổn thất cục bộ trong ống hút.
∑ξđ : tổng tổn thất cục bộ trong ống đẩy.
λ : hệ số ma sát trong ống hút và ống đẩy.
vF : vận tốc dòng nhập liệu trong ống hút và ống đẩy (m/s).
= 0,283 m/s
Xác định hệ số ma sát trong ống hút và ống đẩy : Chuẩn số Reynolds :
= 28710 > 4000 : chế độ chảy rối Chuẩn số Reynolds tới hạn: Regh = 6(dtr/ε)8/7 = 3301
Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám: Ren = 220(dtr/ε)9/8 = 109674 Vì Regh < ReF < Ren ⇒ chế độ chảy rối ứng với khu vực quá độ.
Áp dụng công thức II.64, trang 379, [1]: λ = = 0,031
Xác định tổng tổn thất cục bộ trong ống hút.
Chỗ uốn cong:
Tra bảng 9.5, trang 110, [7]: Chọn dạng ống uốn cong 90o có bán kính R với R/d = 2 thì ξu1(1 chỗ) = 0,9
Ống hút có 2 chỗ uốn ⇒ ξu1 = 0,9 x 2 = 1,8
Van
Tra bảng 9.5, trang 94, [7]: Chọn van cầu với độ mở hoàn toàn thì ξv1(1 cái) = 10. Ống hút có 1 van cầu ⇒ ξv1 = 10
Nên: ∑ξh = ξu1 + ξv1 = 11,8
Xác định tổng tổn thất cục bộ trong ống đẩy
Chỗ uốn cong:
Tra bảng 9.5, trang 110, [7]: Chọn dạng ống uốn cong 90o có bán kính R với R/d = 2 thì ξu2(1 chỗ) = 0,9
Ống đẩy có 4 chỗ uốn ⇒ ξu2 = 0,9 x 4 = 3,6
Van:
Tra bảng 9.5, trang 94, [1]: Chọn van cầu với độ mở hoàn toàn thì ξv2(1 cái) = 10 Ống đẩy có 1 van cầu ⇒ ξv2 = 10
Vào bồn cao vị : ξcv = 1
Nên: ∑ξđ = ξu1 + ξv1 + ξcv = 14,6
Vậy: ∑hf1-2 = = 0,158 m
2.2.Tính cột áp của bơm
3 Công suất
Chọn hiệu suất của bơm: ηb = 0,8.
Công suất thực tế của bơm: Nb =
= 105,391W = 0,142 Hp.
Kết luận: Để đảm bảo tháp hoạt động liên tục ta chọn 2 bơm li tâm loại ЦB (theo bảng
(II.36), trang 444,[1]), có:
Năng suất: Qb = 2 m3/h
Cột áp: Hb = 15 m
Chương VII