Tính cho buồng bốc

Một phần của tài liệu HỆ THỐNG CÔ ĐẶC MỘT NỒI DUNG DỊCH NƯỚC TRÁI VẢI (Trang 50 - 55)

CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH

5. Tính bền cơ khí cho thiết bị cơ đặc

5.2. Tính cho buồng bốc

5.2.1 Sơ lược cấu tạo

Buồng bốc có đường kính trong là Dt = 2000 mm, chiều cao Ht = 2600 mm. Thân có 5 lỗ, gồm: ống nhập liệu, ống thơng áp, cửa sữa chữa và 2 kính quan sát. Phía dưới buồng bốc là phần hình nón cụt có gờ liên kết với buồng đốt

51

Vật liệu chế tạo là thép khơng gỉ OX18H10T, có bọc lớp cách nhiệt.

5.2.2 Tính tốn

Bề dày tối thiểu S’:

Buồng bốc làm việc ở điều kiện chân khơng nên chịu áp lực từ bên ngồi.

Vì áp suất tuyệt đối thấp nhất ở bên trong là 0,2095 at nên buồng bốc chịu áp suất ngoài là:

Pn = pm = 2pa – p0 = 2.1 – 0,2095 = 1,7905 at = 0,176 N/mm2

Nhiệt độ của hơi thứ ra là tsdm (po) = 60,70C, vậy nhiệt độ tính tốn của buồng bốc là:

ttt = 60,7 + 20 = 80,70C (trường hợp thân có bọc lớp cách nhiệt)

Chọn hệ số bền mối hàn φh = 0,95 (bảng 1-8, trang 19, [6], hàn 2 phía)

Theo hình 1.2, trang 16, [6], ứng suất cho phép tiêu chuẩn của vật liệu ở ttt là:

 [σ]* = 125 N/mm2

Chọn hệ số hiệu chỉnh η = 0,95 (có bọc lớp cách nhiệt) (trang 17, [6]).

 Ứng suất cho phép của vật liệu là:

[σ] = η.[σ]* = 0,95.125= 118,75 N/mm2

Tra bảng 2.12, trang 34, [6]: module đàn hồi của vật liệu ở ttt là E = 2,05.105 N/mm2 Chọn hệ số an toàn khi chảy là nc = 1,65 (bảng 1-6, trang 14, [6]).

 Ứng suất chảy của vật liệu là

𝜎𝑐′ = [σ]*.nc = 118,75. 1,65 = 195,95 N/mm2

Khối lượng riêng của dung dịch nước trái vải 34% ở tsdd (ptb) là ρdd = 1179,04 kg/m3 Áp dụng công thức 5-14, trang 98, [6]: S’ = 1,18. D. (𝑃𝑛 𝐸 .𝐿 𝐷)0,4 = 1,18.2000. ( 0,176 2,05.105.2600 2000)0,4 = 9,8 mm Trong đó:

52

Dt = 2000 mm – đường kính trong của buồng bốc Pn = 0,176 N/mm2 – áp suất tính tốn của buồng bốc

l = 2600 mm – chiều dài tính tốn của thân, là khoảng cách giữa hai mặt bích

Bề dày thực S:

Dt = 2000 mm ⇒ Smin = 5mm < 9, m8m ⇒ chọn S’ = 9,8 mm (theo bảng 5.1, trang 94, [6])

Chọn hệ số ăn mịn hố học là Ca = 1 mm (thời gian làm việc 10 năm). Vật liệu được xem là bền cơ học nên Cb = Cc = 0.

Chọn hệ số bổ sung do dung sai của chiều dày C0 = 0,8mm (theo bảng XIII.9, trang 364, [2]). Hệ số bổ sung bề dày là: C = Ca + Cb + Cc + C0 = 1 + 0 + 0 + 0,8 = 1,8mm Bề dày thực là: S = S’ + C = 9,8 + 1,8 = 11,6 mm Chọn S= 12 mm

Kiểm tra bề dày buồng bốc:

𝐿

𝐷𝑡 = 2600

2000 = 1,3

Kiểm tra công thức 5-15, trang 99, [6]: 1,3.√2.( 𝑆− 𝐶𝑎 ) 𝐷𝑡 ≤ 𝐿 𝐷𝑡 ≤ √ 𝐷𝑡 2.( 𝑆− 𝐶𝑎 )  1,3. √2.(12−1) 2000 ≤ 1,3 ≤ √ 2000 2.(12−1)  0,136 ≤ 1,3 ≤ 9,53 (thỏa)

53 𝐿 𝐷𝑡 ≥ 0,3. 𝐸𝑡𝑡 𝜎𝑐𝑡. √[2.( 𝑆− 𝐶𝑎 ) 𝐷𝑡 ]3  1,3 ≥ 0,3. 2,05.105 206,9 . √[2.( 12−1 ) 2000 ]3  1,3 ≥ 0,34 (thỏa)

Kiểm tra độ ổn định của thân khi chịu tác dụng của áp suất ngoài:

So sánh Pn với áp suất tính tốn cho phép trong thiết bị [Pn] theo 5-19, trang 99, [6]: [𝑃𝑛] = 0,649. 𝐸𝑡. 𝐷𝑡 𝐿 .( 𝑆− 𝐶𝑎 𝐷𝑡 )2. √𝑆− 𝐶𝐷 𝑎 𝑡 ≥ Pn  0,649. 2,05.105. 2000 2600. (12−1 2000)2 . √(12−1) 2000 N/mm2 ≥ 0,165 N/mm2  0,229 N/mm2 ≥ 0,165N/mm2 (thỏa)

Kiểm tra độ ổn định của thân khi chịu tác dụng của lực nén chiều trục:

Xét: L = 2600 mm ≤ 5D = 5.2600 = 13000 mm Lực nén chiều trục lên buồng bốc:

Dn = Dt + 2.S = 2000 + 2.12 = 2024 mm

𝑃𝑛𝑐𝑡 = 𝜋. 𝐷𝑛2

4. 𝑃𝑛 = 𝜋. ( 2024)2

4 . 0,176= 566270,01 N Theo điều kiện 5-33, trang 103, [6]:

25 ≤ 𝐷 2.(𝑆− 𝐶𝑎) = 2000 2.( 12−1) = 90,91 ≤ 250 Tra qc = f. [ 𝐷 2.( 𝑆− 𝐶𝑎)] ở [6], trang 103: 𝐷 2. (𝑆 − 𝐶𝑎) 50 100 qc 0,050 0,098  qc = 0,089

54

 Kc = 875. 𝜎𝑐𝑡

𝐸𝑡. 𝑞𝑐 = 875. 195,94

2,05.105. 0,089 = 0,074

Điều kiện thoả mãn độ ổn định của thân (5-32, trang 103, [6]): S – Ca ≥ √𝜋.𝐾𝑃𝑛𝑐𝑡

𝑐.𝐸𝑡

 12 – 1 ≥ √ 566270,01

𝜋.0,074.2,05.105

 11 ≥ 3,45 (thỏa)

Ứng suất nén được tính theo cơng thức 5-48, trang 107, [6]:

𝜎𝑛 = 𝑃𝑛𝑐𝑡

𝜋.( 𝐷𝑡+𝑆).(𝑆− 𝐶𝑎) = 566270,01

𝜋.(2000+12).(12−1) = 8,14 N/mm2

Ứng suất nén cho phép được tính theo cơng thức 5-31, trang 103, [6]: [𝜎𝑛] = Kc. 𝐸𝑡. 𝑆−𝐶𝑎

𝐷𝑡 = 0,074. 2,05.105. 12−1

2000 = 83,435 N/mm2

Kiểm tra độ ổn định của thân khi chịu tác dụng đồng thời của áp suất ngoài và lực nén chiều trục:

Kiểm tra điều kiện 5-47, trang 107, [6]:

𝜎𝑛 [𝜎𝑛] + 𝑃𝑛 [𝑃𝑛] ≤ 1  8,14 83,435 + 0,176 0,229 = 0,866 ≤ 1 (thỏa)

Vậy bề dày buồng bốc là 12mm

Đường kính ngồi buồng bốc:

Dn = Dt + 2S = 2000 + 2.12 = 2024 mm

Tính bền cho các lỗ

Đường kính lỗ cho phép không cần tăng cứng (công thức 8-2, trang 162, [6]): dmax = 3,7. 3√𝐷𝑡. (𝑆 − 𝐶𝑎). (1 − 𝑘) ; mm

55

Trong đó:

Dt = 2000 mm – đường kính trong của buồng bốc S = 12 mm – bề dày của buồng đốt

k – hệ số bền của lỗ k = (2,3.[𝜎]− 𝑃𝑃𝑛.𝐷𝑡 𝑛).(𝑆−𝐶𝑎) = (2,3.118,75−0,176).(12−1) 0,176.2000 = 0,117  dmax = 3,7. 3√2000. (12 − 1). (1 − 0,117) = 99,46 mm So sánh Ống nhập liệu dt = 28 mm <d max

 Không cần tăng cứng cho ống nhập liệu

Chọn S = 12mm

Một phần của tài liệu HỆ THỐNG CÔ ĐẶC MỘT NỒI DUNG DỊCH NƯỚC TRÁI VẢI (Trang 50 - 55)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(89 trang)