1. Tính sơ bộ khối lượng tháp
Do đĩa, chóp, ống hơi,… của thiết bị làm bằng thép khơng rỉ (X18H0T), có khối lượng riêng ρX18H10T = 7,9. 103 kg/m3, bích ghép thân làm bằng thép CT3 có khối lượng riêng là ρCT3 = 7,85. 103 kg/m3
Khối lượng của nắp và đáy:
Xem khối lượng đáy bằng khối lượng nắp
Tra ST2_Bảng XIII.11/382 có khối lượng của đáy và nắp là như nhau: với đáy elip có Dt = 700 mm, chiều dày Snắp = 5 mm, chiều cao gờ h = 25 mm
Khối lượng của đáy và nắp:
𝑚đá𝑦+𝑛ắ𝑝 = 2. 𝛿. 𝐹. 𝜌 = 2.0,005.0,59.7900 = 46,61 𝑘𝑔
Khối lượng của thân tháp:
𝑚𝑡ℎâ𝑛 =𝜋 4. (𝐷𝑛𝑔
2− 𝐷𝑡2). 𝐻𝑡ℎâ𝑛. 𝜌𝑋18𝐻10𝑇 = 𝜋
4. (0,706
2− 0,72). 6,151.7900 = 321,96 𝑘𝑔
Khối lượng của mâm: Bỏ qua khối lượng bị hụt do các lỗ trên mâm
𝑚𝑚â𝑚 =𝜋
4. 𝑁𝑡𝑡. 𝜌𝑋10𝐻18𝑇. 𝛿𝑚â𝑚. 𝐷𝑡
2 =𝜋
4. 17.7900.0,003. 0,7
2 = 155,05 (𝑘𝑔).
Khối lượng của chóp: Bỏ qua khối lượng do các khe làm hụt
𝑚𝑐ℎó𝑝= 𝑁𝑡𝑡. 𝑛. ℎ𝑐ℎó𝑝. 𝜌𝑋10𝐻18𝑇.𝜋 4. ((𝑑𝑐ℎó𝑝) 2 𝑛𝑔𝑜à𝑖− (𝑑𝑐ℎó𝑝)2 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔) + 𝑁𝑡𝑡. 𝑛. 𝛿𝑐ℎó𝑝. 𝜌𝑋10𝐻18𝑇. 𝜋. (𝑑𝑐ℎó𝑝)2 𝑛𝑔𝑜à𝑖 4 = 17.19.0,0725.7900.𝜋 4. ((0,0736 + 2.0,002) 2− 0,07362) + 17.19.0,002.7900.𝜋. (0,0736 + 2.0,002) 2 4 = 112,01 𝑘𝑔
Khối lượng của ống hơi:
Chọn bề dày ống hơi bằng 2 mm 𝑚ố𝑛𝑔 ℎơ𝑖 = 𝑁𝑡𝑡. 𝑛. ℎố𝑛𝑔 ℎơ𝑖. 𝜌𝑋10𝐻18𝑇.𝜋 4. ((𝑑ố𝑛𝑔 ℎơ𝑖) 2 𝑛𝑔𝑜à𝑖− (𝑑ố𝑛𝑔 ℎơ𝑖)2 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔) = 17.19.0,06.7900.𝜋 4. ((0,05 + 2.0,002) 2− 0,052) = 50,02 𝑘𝑔
Khối lượng ống chảy chuyền:
Chọn bề dày ống chảy chuyền bằng 2mm Mỗi mâm sẽ có 2 ống chảy chuyền
𝑚ố𝑛𝑔 𝑐𝑐 = 𝑁𝑡𝑡. 𝑛. ℎố𝑛𝑔 𝑐𝑐. 𝜌𝑋10𝐻18𝑇.𝜋 4. ((𝑑ố𝑛𝑔 𝑐𝑐) 2 𝑛𝑔𝑜à𝑖− (𝑑ố𝑛𝑔 𝑐𝑐)2 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔) = 17.2.0,045.7900.𝜋 4. ((0,05 + 2.0,002) 2− 0,052) = 3,95 𝑘𝑔
Khối lượng của các bích ghép thân
Chọn số mâm giữa hai mặt bích là 4, vậy ta có 8 bích ghép thân 𝑚𝑏í𝑐ℎ= 𝜋
4. (𝐷𝑏í𝑐ℎ
2− 𝐷𝑡2). ℎ𝑏í𝑐ℎ. 𝜌𝐶𝑇3. 8 =𝜋
4. (0,83
2− 0,72). 8.7850.0,022 = 215,83 𝑘𝑔
Khối lượng chất lỏng trong tháp:
Trường hợp xấu nhất tháp lụt 100%, chất lỏng ngập đầy tháp là nước do khối lượng riêng của nước luôn lớn hơn hỗn hợp methanol - nước.
𝑚𝑙ỏ𝑛𝑔 = ℎ𝑡ℎâ𝑛.𝜋 4. Dt
2. ρnước = 6,151.𝜋 4. 0,7
2. 1000 = 2367,18 𝑘𝑔
Vậy tổng khối lượng của tháp là:
m = mđáy+nắp + mthân + mmâm + 𝑚𝑐ℎó𝑝 + 𝑚ố𝑛𝑔 ℎơ𝑖 + 𝑚ố𝑛𝑔 𝑐𝑐 + mbích + 𝑚𝑙ỏ𝑛𝑔
= 46,61 + 321,96 + 155,05 + 112,01 + 50,02 + 3,95 + 215,83 + 2367,18 = 3272,61 kg
2. Tai treo
Chọn vật liệu làm tai treo là thép CT3, tấm lót là vật liệu làm thân: 𝜎𝐶𝑇3 = 130. 106 (𝑁
𝑚2) Chọn số tai treo là 4
Tải trọng trên 1 tai treo là: do ta chọn 4 tai treo, 4 chân đỡ nên
𝐺 =𝑚𝑔
8 =3272,61.10
8 = 4090,76 N Theo ST2_Bảng XIII.36/438:
Chọn tải trọng cho phép lên 1 tai treo là GN = 5000 N Bề mặt đỡ: Ftreo = 72,5.10-4 m2
Khối lượng một tai treo: mtreo = 1,23 kg
Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ: q = 0,69.106 (N/m2)
𝐿𝑡𝑟𝑒𝑜 𝐵𝑡𝑟𝑒𝑜 (𝐵𝑡𝑟𝑒𝑜)1 𝐻𝑡𝑟𝑒𝑜 𝑆𝑡𝑟𝑒𝑜 𝑙𝑡𝑟𝑒𝑜 𝑎𝑡𝑟𝑒𝑜 𝑑𝑡𝑟𝑒𝑜 mm 100 75 85 155 6 40 15 18 3. Chân đỡ Chọn vật liệu chân đỡ là thép CT3. Theo ST2_Bảng XIII.35/437
Bề mặt đỡ: Fchân = 172.10-4 m2
Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ: q = 0,29.106 (N/m2)
𝐿𝑐ℎâ𝑛 𝐵𝑐ℎâ𝑛 (𝐵𝑐ℎâ𝑛)1 (𝐵𝑐ℎâ𝑛)2 𝐻𝑐ℎâ𝑛 ℎ𝑐ℎâ𝑛 𝑆𝑐ℎâ𝑛 𝑙𝑐ℎâ𝑛 𝑑𝑐ℎâ𝑛
mm