V. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 1 Tính các đường ống dẫn
V.2. Tính chiều dày của thân tháp hình trụ
- Tháp chưng luyện có thân hình trụ đặt thẳng đứng làm việc ở khoảng nhiệt độ t = 25 ÷ 100oC và ở áp suất thường nên ta chọn vật liệu làm thân hình trụ bằng thép cacbon ký hiệu CT3. Thép này bền nhiệt. Các hệ số trong bảng XII.4 [II – 309] và [II – 313].
Bảng 6. Vật liệu Giới hạn bền kéo σk (N/m3) Giới hạn bền chảy Hệ số giãn at (1/oC) Khối lượng riêng ρ (kg/m3) Hệ số dẫn nhiệt W/m.độ CT3 380.106 240.106 11,0.106 7,85.103 50,0
Tốc độ rỉ: 0,06mm/năm
Thời gian làm việc từ 15 ÷ 20năm
Thiết bị hàn tay bằng hồ quang điện, kiểu hàn ghép nối hai bên.
ϕh = 0,95 bảng XIII.8 [II – 362]
Giả sử thiết bị làm việc ở áp suất thường, Pmt = 105 N/m2
ρ: khối lượng riêng của hỗn hợp trong tháp, kg/m3 kg/m3 P1: áp suất thuỷ tĩnh trong thiết bị, N/m2
P1 = g.ρ.Ht , N/m2
P1 = 9,81.790,1645. 8,692 = 67376,15747 N/m2 Ptt: áp suất tính toán cho thiết bị
Ptt = Pmt + P1 = 105 + 67376,15747 = 167376,1575 N/m2
, N/m2 [II – 355]
Thiết bị thuộc nhóm 2 loại II có η = 1 bảng XIII.2[II – 356] [II – 356] nk = 2,6 tra bảng XIII.3[II – 356] [II – 356] σk = 380.106 N/m2 , N/m2 [II – 355] Chọn nc = 1,5 η = 1 σc = 240.106 ,N/m2 Chọn = 146.106, N/m2
Trên thân hình trụ có 2 lỗ đường kính 150mm để lắp kính quan sát ở các vị trí quan sát phân phối chất lỏng và chất lỏng hồi lưu.
[II – 362] L: chiều cao thân hình trụ, L = Ht = 8,692m.
- Hệ số bổ xung C.
C = C1 + C2 + C3 [II – 363][II – 363] [II – 363]
Trong đó:
C1: bổ xung do ăn mòn xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của môi trường và thời gian làm việc của thiết bị, (m). Với thép CT3 có vận tốc ăn mòn khoảng 0,06mm/năm, thời gian làm việc là 15 ÷ 20 năm, ta chọn C1 = 1mm C2: đại lượng bổ xung bào mòn chỉ cần tính trong trường hợp nguyên liệu có chứa các hạt rắn chuyển động với vận tốc độ lớn ở trong thiết bị, ta bá qua C2. C3: bổ xung do dung sai, phụ thuộc chiều dày tấm vật liệu, chọn C3 = 0,8mm.
C = 1 + 0 + 0,8 = 1,8mm
Chiều dày thiết bị được tính theo công thức sau:
[II – 360] Vì giá trị , có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu số của công thức tính chiều dày thiết bị.
S = (1,188 + 1,8).10-3 = 2,988.10-3 m Lấy S = 4mm
[II – 365]
Po = Pth + P1 [II – 358]
P1 = g.ρ.Ht
ρ: khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ trung bình của tháp.
Ta có oC.
Với nhiệt độ trung bình của tháp là 67,8oC, nội suy theo bảng I.2 trong [I - 9] ta được
ρ = 978,71 kg/m3.
P1 = 9,81.978,71.8,692 = 83453,15 N/m2
Pth: áp suất thuỷ lực học, theo bảng XIII.5 [II – 358] thì Pth = 1,5.P = 1,5.167376,1575 = 251064,2363 N/m2 => Po = 251064,2363 + 83453,15 = 334517,3863 N/m2
N/m2
, Vậy lấy S = 4mm là hợp lý.