Chọn vật liệu chân đỡ thiết bị: Thép CT3. Chọn số chân đỡ là 2, kiểu IV, trang 436, [7].
Khối lượng chân đỡ cần chịu: m = mtb + mdd
Tổng khối lượng thép làm thiết bị:
mtb = mnắp + mthân trong + mvỏ áo + mcánh khuấy + mbảo ôn Trong đó:
+ Khối lượng riêng của thép không gỉ X18H10T là ρ1 = 7900kg/m3 (bảng XII.7, trang 313,[7]).
+ m: Khối lượng chân đỡ cần chịu (kg) + mtb: Khối lượng thiết bị (kg)
+ mdd: Khối lượng dịch đường (kg)
+ mnước: Khối lượng nước trong vỏ áo (kg) + mcáchnhiệt: Khối lượng lớp cách nhiệt (kg)
Hình 4.9. Sơ đồ tính toán khối lượng thiết bị
Khối lượng lớp thép thân trong của thiết bị
Khối lượng thân trụ thân trong
Thân hình trụ, được làm bằng thép không gỉ X18H10T:
Đường kính trong của thân: Dt = 386 (mm)
Độ dày: St = 4 (mm)
Đường kính ngoài của thân:
Dn(t) = Dt + 2.St = 386 + 2.4 = 394 (mm) = 0,394 (m)
Chiều cao của thân là Ht = 580 (mm) Thể tích thép làm thân thiết bị hình trụ:
Vthép(t) =(=(0,3942 – 0,3862).0,58 = 2,843.10-3 (m3) Khối lượng thép làm thân trụ:
mt =.=7900. 2,843.10-3 = 22,46 (kg)
Khối lượng đáy elip thân trong
Đáy elip được làm bằng thép không gỉ X18H10T
Đường kính đáy trong: Dd = Dt = 386 (mm)
Chiều cao đáy: Hd = 100 (mm) Chiều cao gờ: hg = 25 (mm) Thể tích thép làm đáy thiết bị (có tính gờ): Vđ = . - ) . = 1,644.10-4 (m3) Khối lượng thép làm đáy elip:
md = .=1,644.10-4.7900 = 1,3 (kg)
4.6.1. Khối lượng của lớp thép vỏ áo
Khối lượng lớp thép thân trụ của vỏ áo
Lớp thép vỏ áo có: - Đường kính của lớp vỏ áo:
- Bề dày của lớp vỏ thép: St’ = 5 mm Dn(t’) = 514 + 2.5 = 524 (mm) - Chiều cao lớp vỏ áo ở thân trụ: Ht’ = 580 + 66 = 646 (mm)
Thể tích của lớp thép vỏ áo thân:
Vthép(t’) =(=(0,5242 – 0,5142).0,646 = 4.10-3 (m3) Khối lượng của lớp thép vỏ áo thân:
mt’ = ρ1.Vthép(t’) = 7900.4.10-3 = 31,6 (kg)
Khối lượng lớp thép đáy elip của vỏ áo
Đáy elip được làm bằng thép không gỉ X18H10T - Lớp thép vỏ áo ở đáy có bề dày:
- Đường kính trong vỏ thép đáy: - Đường kính ngoài vỏ thép đáy: - Chiều cao lớp vỏ đáy trong:
Thể tích lớp vỏ đáy hình elip: Vthép(d’) = . - . )
. .
= 5,26.10-4 (m3)
Khối lượng của lớp thép vỏ áo dạng elip: .
4.6.2. Khối lượng nắp thiết bị
Nắp nón của thiết bị làm bằng thép không gỉ X18H10T có kích thước bằng với đáy elip thân trong thiết bị.
Đường kính đáy trong: Dn = Dd = 386 (mm)
Bề dày nắp: Sn = Sd = 4 (mm) Dn(n) = Dn(d) = 394 (mm)
Chiều cao đáy: Hn = Hd = 100 (mm)
Chiều cao gờ: hg = 25 (mm)
Thể tích thép làm nắp thiết bị (có tính gờ): Vthép(n) = . - )
.
= 1,644.10-4 (m3) Khối lượng thép làm nắp elip:
mn = . = 7900.1,644.10-4 = 1,3 (kg)
4.6.3. Khối lượng cánh khuấy
- Trục khuấy của thiết bị làm bằng thép không gỉ X18H10T - Cánh khuấy của thiết bị làm bằng inox 304 có
= 664 (mm) - Đường kính trục cánh khuấy: Dk(t) = 23 mm
- Khối cánh khuấy:
mk = ( .[2.[0,0232.0,3474 - (0,023 – 0,005.2)2.(0,3474 – 0,005.2)] + (0,3474 – 0,023.2).(0,023 – 0,005.2)2].7930 = 3,5 (kg)
4.6.4. Khối lượng lớp cách nhiệt
Khối lượng riêng của lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh: ρc = 200 kg/m3 (Tra bảng I.1, trang 8, [6])
Khối lượng thân trụ lớp cách nhiệt
Lớp cách nhiệt gồm có:
- Đường kính trong: Dc = Dt’ + 2.St’ = 514 + 2.5 = 524 (mm) - Đường kính ngoài: Dc(n) = Dc + 2.Sc = 524 + 2.28 = 580 (mm) - Chiều cao lớp cách nhiệt ở thân trụ: Hc = 580 + 66 = 646 (mm)
Thể tích của lớp thép vỏ áo thân:
Vc(t) =(=(0,5802 – 0,5242).0,688 = 33.10-3 (m3) Khối lượng của lớp trụ cách nhiệt:
mc(t) = ρc.Vc(t) = 200.33.10-3 = 6,6 (kg)
Khối lượng đáy cách nhiệt
- Lớp bông thủy tinh cách nhiệt ở đáy có bề dày:
- Đường kính trong: Dc(d) = Dt’ + 2.St’ = 514 + 2.5 = 524 (mm) - Đường kính ngoài: Dc(d,n) = Dc + 2.Sc = 524 + 2.28 = 580 (mm) - Chiều cao lớp vỏ đáy trong:
Thể tích lớp vỏ đáy hình elip: Vc(d) .
.= 4,97.10-3 (m3)
Khối lượng của lớp đáy cách nhiệt: .
4.6.5. Khối lượng thép ngoài thiết bị
Khối lượng thân trụ ngoài thiết bị
Thân hình trụ, được làm bằng thép không gỉ X18H10T:
Đường kính trong của thân: Dt(l) = Dc(n) = 580 (mm)
Độ dày: St(l) = 5 (mm)
Đường kính ngoài của thân: Dt(l) = Dc(n) + 2.St(l) = 580 + 2.5 = 590 (mm)
Chiều cao của thân là Ht(l) = 580 + 66 = 646 (mm) Thể tích thép làm thân thiết bị hình trụ:
Vt(l) =(=(0,5902 – 0,5802).0,646 = 6,32.10-3 (m3) Khối lượng thép làm thân trụ:
mt(l) =.=7900. 6,32.10-3 = 50 (kg)
Khối lượng đáy elip thân trong
Đáy elip được làm bằng thép không gỉ X18H10T
Đường kính đáy trong: Dd(l) = Dc(d,n) = 576 (mm)
Bề dày đáy: Sd(l) = 5 (mm) Dd(n,l) = 576 + 5.2 = 586 (mm)
Chiều cao đáy: Hd = 128,5 (mm)
Chiều cao gờ: hg = 25 (mm)
Thể tích thép làm đáy thiết bị (có tính gờ): Vđ = . - )
.
= 3,15.10-4 (m3) Khối lượng thép làm đáy elip:
4.6.6. Kích thước bu lông
Công thức tính đường kính bulông: (Trang 361, [14])
Trong đó:
- d0: Đường kính của ren bulông (cm) - P’: Lực tác động lên mỗi bulông (kg) Với
- Dn: Đường kính ngoài của thân thiết bị, Dn = 386 + 4.2 = 394 mm = 39,4 cm - n: Số chốt vặn bulông, n = 6
- P: Áp suất làm việc, P = 1at = 1,064 kg/cm2 P'216,208 kg
) = 13 (mm)
Chọn đường kính của bulông theo tiêu chuẩn là 16 mm. (Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1916:1995 về Bulông, vít, vít cấy và đai ốc).
4.6.7. Chọn ống dẫn
- Ống nhập liệu: Đường kính 40 mm, bề dày 2,5 mm. - Ống tháo sản phẩm: Đường kính 20 mm, bề dày 3,35 mm. - Ống dẫn nước vào: Đường kính 40 mm, bề dày 3,35 mm. - Ống xả nước: Đường kính 32 mm, bề dày 2,3 mm.
4.6.8. Khối lượng chân đỡ cần chịu
- Khối lượng thiết bị là:
mtb = mnắp + mthân trong + mvỏ áo + mcánh khuấy + mcách nhiệt + mngoài = mnắp + mt + md + mt’ + md’ + mk + mcách nhiệt + mt(l) + md(l)
= 1,3 + 22,46 + 1,3 + 31,46 + 4,16 + 3,5 + 6,1 + 1 + 50 + 2,5 = 123,78 (kg) - Khối lượng dịch đường: mdd = 54,67 (kg)
- Khối lượng nước trong vỏ áo: mnước = 40 (kg) - Khối lượng chân đỡ cần chịu:
m = mtb + mdd + mnước = 123,78 + 54,67 + 40 = 218,45 (kg) - Chọn khối lượng chân đỡ cần chịu: 250 kg
- Tra bảng trang 437, [7], ta chọn chân đỡ có kích thước:
Hình 4.10. Hình ảnh minh họa chân đỡ thiết bị
Tải trọng cho phép trên một chân (G.10-4 N) Bề mặt đỡ (F.104 m2) Tải trọng cho phép trên bề mặt đỡ (q.10-6 N/m2) L B B1 B2 H h s l d mm 0,1 40,5 0,25 70 60 60 90 15 7 10 5 4 30 14
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PGS. TS Hoàng Đình Hòa, Công nghệ sản xuất Malt & Bia (2002), NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[2] Lê Thị Hồng Ánh (chủ biên), Giáo trình Hóa sinh học thực phẩm (2019), NXB Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.
[3] Đàm Sao Mai (chủ biên), Hóa sinh thực phẩm (2009), NXB Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh.
[4] GS. TS. Nguyễn Thị Hiền (chủ biên), Khoa học – Công nghệ Malt và Bia (2007), NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[5] Nguyễn Hữu Quyền, Bài giảng Thiết kế công nghệ nhà máy thực phẩm (2015), Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp thực phẩm TP. Hồ Chí Minh.
[6] Tập thể tác giả: Bộ môn Quá trình – thiết bị công nghệ hoá chất và thực phẩm,
Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, Tập 1 (1992), NXB Khoa học
và Kỹ thuật.
[7] Tập thể tác giả: Bộ môn Quá trình – thiết bị công nghệ hoá chất và thực phẩm,
Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, Tập 2 (2006), NXB Khoa học
và Kỹ thuật.
[8]Giáo trình Kỹ thuật thực phẩm 1 (2018), Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường
Đại học Công nghiệp thực phẩm TP. Hồ Chí Minh.
[9] Nguyễn Văn May, Thiết bị truyền nhiệt và chuyển khối (2006), NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
[10] Hồ Lê Viên, Tính toán, thiết kế các chi tiết các thiết bị hóa chất và dầu khí (2006), NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[11] GS. TSKH Nguyễn Bin, Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và
thực phẩm, Tập 2 (2007), NXB Khoa học và Kỹ thuật.
[12] GS. TSKH Nguyễn Minh Tuyển, Quá trình và thiết bị khuấy trộn trong công
nghệ (2006), NXB Xây dựng.
[13] PGS. TS. Trịnh Chất, TS. Lê Văn Uyển, Tính toán thiết kế Hệ dẫn động cơ khí
(Tập 1) (2006), NXB Giáo dục.
[14] Tôn Thất Minh (chủ biên), Giáo trình Các quá trình và thiết bị trong Công