IV. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ
1. Tính các đường ống dẫn
Đường kính các ống dẫn và cửa ra vào của thiết bị được xác định từ phương trình lưu lượng: V = 𝜋.𝑑 2 4 .ω => d = √ 𝑉 0,785.𝜔, m [1 – 369] Trong đó:
• ω: vận tốc trung bình của lưu thể đi trong ống, m/s • V: lưu lượng của dòng pha, kg/s; V = 𝐺
𝜌 • G: lưu lượng của dòng pha, kg/s
• 𝜌: khối lượng riêng trung bình của dòng pha đó, kg/m3 * Tính đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh: V1 = 𝑔𝑑
3600.𝜌𝑑
• 𝜌𝑑: khối lượng riêng của hơi ở đỉnh tháp, kg/m3; 𝜌𝑑 = 1,028 (kg/m3) • gđ = gtbl = 7123,68kg/h
=> V1 = 𝑔𝑑
3600.𝜌𝑑 = 7123,68
3600.1,028 = 1,9249 (kg/s)
Chọn tốc độ hơi 𝜔 = 40 m/s theo bảng II.2 [1 − 370] => d1 = √ 𝑉1
0,785.𝜔 = √1,9249
0,785.40 = 0,2476 (m) Quy chuẩn d1 = 250 mm
* Tính đường kính ống dẫn hồi lưu sản phẩm đỉnh: V2 = 𝐺𝑅 3600.𝜌𝑅 • GR = P. Rth = 2998,8.1,7 = 5097,96 (kg/h)
• 𝜌𝑅: khối lượng riêng của sản phẩm hồi lưu tại to = toP = 65,03oC • 1
𝜌𝑅 = 𝑎𝑃
𝜌𝑚 + 1 − 𝑎𝑃 𝜌𝑛
Từ bảng I.2 [1 – 9], nội suy tại nhiệt độ 65,03oC ta có 𝜌𝑚= 750,97 kg/m3 Từ bảng I.5 [1 – 11,12] nội suy tại nhiệt độ 65,03oC ta có 𝜌𝑛= 980,57 kg/m3
Sinh viên: Vũ Anh Đức – MSSV: 20180668 Trang 48 => 1 𝜌𝑅 = 0,98 750,97 + 1−0,98 980,57 => 𝜌𝑅 = 754,5 (kg/m3) => V2 = 𝐺𝑅 3600.𝜌𝑅 = 5097,96 3600.754,5 = 1,88.10-3 (kg/s)
Chọn vận tốc lượng hồi lưu 𝜔 = 0,2 m/s theo bảng II.2 [1 − 370] => d2 = √ 𝑉2
0,785.𝜔 = √1,88.10−3
0,785.0,2 = 0,10943 (m) = 109,43 (mm) Quy chuẩn d2 = 150 mm
* Tính đường kính ống dẫn nhập liệu: Lưu lượng hỗn hợp đầu đi vào tháp V3 = 𝐹
3600.𝜌𝐹 • F = 3,5 kg/s = 12600 kg/h
• 𝜌𝐹: khối lượng riêng của hỗn hợp đầu vào tại nhiệt độ toF = 80,52oC • 1
𝜌𝐹 = 𝑎𝐹
𝜌𝑚 + 1 − 𝑎𝐹 𝜌𝑛
Từ bảng I.2 [1 – 9], nội suy tại nhiệt độ 80,52oC ta có 𝜌𝑚= 735,43 kg/m3 Từ bảng I.5 [1 – 11,12] nội suy tại nhiệt độ 80,52oC ta có 𝜌𝑛= 971,5 kg/m3 => 1 𝜌𝐹 = 0,35 735,43 + 1−0,35 971,5 => 𝜌𝐹 = 873,377 (kg/m3) => V3 = 𝐹 3600.𝜌𝐹 = 12600 3600.873,377 = 4,007.10-3 (kg/s)
Chọn vận tốc lượng hồi lưu 𝜔 = 0,2 m/s theo bảng II.2 [1− 370] => d3 = √ 𝑉3 0,785.𝜔 = √4,007.10−3 0,785.0,2 = 0,15976 (m) = 159,76 (mm) Quy chuẩn d3 = 200 mm * Tính đường kính ống dẫn sản phẩm đáy: V4 = 𝑊 3600.𝜌𝑊 • W = 2,667 kg/s = 9601,2 kg/h
• 𝜌𝐹: khối lượng riêng của sản phẩm đáy tại nhiệt độ toW = 99,54oC • 1
𝜌𝑊 = 𝑎𝑊
𝜌𝑚 + 1 − 𝑎𝑊 𝜌𝑛
Sinh viên: Vũ Anh Đức – MSSV: 20180668 Trang 49
Từ bảng I.2 [1– 9], nội suy tại nhiệt độ 99,54oC ta có 𝜌𝑚= 714,54 kg/m3 Từ bảng I.5 [1 – 11,12] nội suy tại nhiệt độ 99,54oC ta có 𝜌𝑛= 958,92 kg/m3 => 1 𝜌𝐹 = 0,005 714,54 + 1−0,005 958,92 => 𝜌𝐹 = 957,28 (kg/m3) => V4 = 𝑊 3600.𝜌𝑊 = 9601,2 3600.958,92 = 27,81.10-4 (kg/s)
Chọn vận tốc lượng hồi lưu 𝜔 = 0,2 m/s theo bảng II.2 [1 − 370] => d4 = √ 𝑉4
0,785.𝜔 = √27,81.10−4
0,785.0,2 = 0,13309 (m) = 133,09 (mm) Quy chuẩn d4 = 150 mm
* Tính đường kính ống dẫn hồi lưu sản phẩm đáy: V5 = 𝐺𝑦 3600.𝜌𝑦 • Gy = g’tbc = 5095.44 (kg/h)
• 𝜌𝑦: khối lượng riêng của hơi ở đáy tháp tại nhiệt độ toW = 99,54oC • 𝜌𝑦 = 𝑀𝑤.𝑇𝑜 22,4.𝑇 = 18,125.273 22,4.(273+99,54) = 0,593 (kg/m3) => V5 = 𝐺𝑦 3600.𝜌𝑦= 5095.44 3600.0,593 = 2,386 (kg/s)
Chọn vận tốc lượng hồi lưu 𝜔 = 40 m/s theo bảng II.2 [1 − 370] => d5 = √ 𝑉5
0,785.𝜔 = √ 2,386
0,785.40 = 0,276 (m) Quy chuẩn d5 = 300 mm