CHƯƠNG 4: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ
4.5.4. Áp suất khắc phục trở lực khi đi qua thiết bị đun nĩng hỗnhợp đầu
- Vậy chiều cao thùng cao vị so với cửa nạp liệu là: h = = 5,045 (m)
- Tháp cao 6m, vị trí nạp liệu nằm gần giữa tháp vì vậy để an tồn nhưng vẫn thỏa mãn yêu cầu đặt ra cho thùng cao vị, ta chon chiều cao thùng cao vị so với thùng chứa hỗn hợp đầu là 10 m nhưng vẫn thỏa mãn yêu cầu thùng cao vị hơn vị trí nhập liệu của tháp 5,045m.
4.6. Tính tốn và chọn bơm
- Để vận chuyển hỗn hợp đầu từ bể chứa lên thùng cao vị, ta phải sử dụng bơm thủy lực. Trong điều kiện làm việc với yêu cầu kĩ thuật và yêu cầu.
- Để vận chuyển hỗn hợp đầu từ bể chứa lên thùng cao vị, ta phải sử dụng bơm thủy lực. Trong điều kiện làm việc với yêu cầu kĩ thuật và yêu cầu năng suất để vận chuyển hồn hợp đầu ta nên chọn bơm ly tâm vì nĩ cĩ những ưu điểm sau:
+ Vận chuyển chất lỏng liên tục và đều đặn.
+ Cĩ số vịng quay lớn,cĩ thể truyền động trực tiếp từ động cơ điện. + Cĩ thể bơm được những chất lỏng bẩn.
+ Khơng cĩ supap nên ít tắc và hư hỏng.
4.6.1. Tính năng suất của bơm
- Hỗn hợp đầu cĩ lưu lượng GF = 2225 (Kg/h), ứng với năng suất của bơm là: Q =
Trong đĩ:
+ �: khối lượng riêng của hỗn hợp đầu ở 25oC = 812 (Kg/m3). - Vậy năng suất của bơm là:
Q = = 2,740 (m3/h) = 7,612*10-4 (m3/s). - Đường kính ống bơm: d = (CT II.36, T369 [1]) Trong đĩ: + W: vận tốc của chất lỏng trong ống. W = 1,5(m/s). (Bảng II.2, T370 [2])
Vậy d = = 0,024 (m) = 24 (mm).
4.6.2. Tính áp suất tồn phần của bơm
(CT II.53, T376, [1]) Trong đĩ:
+ : áp suất động lực.
+ áp suất để khắc phục lực ma sát khi dịng chảy ổn định trong ống thẳng.
+ áp suất để khắc phục trở lực cục bộ.
+ : áp suất để nâng chất lỏng lên cao.
+ : áp suất để bổ sung khi cần thiết. a. Tính (CT II.54, T377 [1]) Với: = 812 (Kg/m3) và W =1,5 (m/s) ⇒ = 812* = 913,5 (N/m2) b. Tính Trong đĩ: + L: chiều dài ống dẫn: chọn L = 12 m.
+ d: đường kính của ống dẫn tương đương : d = 24mm.
+ �: hệ số ma sát phụ thuộc vào độ nhám của thành ống và chế độ chuyển động
của chất lỏng, phụ thuộc vào Re .
Re = Với:
+ : độ nhớt của hỗn hợp đầu ở 25oC, tính theo cơng thức: = 9,226*10-4 (N.s/m2) Vậy Re = = 31684,37 > 4000 ⇒ chế độ chảy rối. - Tính Regh:
Regh =
Vậy Regh = = 5648,513. - Tính Ren:
Ren = 220 = 220 = 186097,342 ⇒ Regh < Re < Ren .
- Do đĩ hệ số ma sát được tính theo cơng thức sau: = 0,0287. (CT II.64, T380 [1]) Vậy = 0,028* *913,5 = 13108,725 (N/m2).
c. Tính tổn thất áp suất do trở lực cục bộ
(CT II.56, T377 [1])
Trong đĩ:
+ hệ số trở lực cục bộ của hệ thống gồm 2 đoạn ống dài 1m, 1 đoạn ống dài 10m, hai khuỷu ghép vuơng gĩc cĩ hệ số trở lực, một van chắn trước ống đẩy cĩ hệ số trở lực một van một chiều cĩ hệ số rở lực, đầu vào thùng cao vị cĩ hệ số trở lực - Tính: khủy ghép vuơng gĩc (Bảng II -16 N029 trang 394 chọn tỷ số:
= 1 ⇒ = 0,38 - Tính:
+ Chọn van tiêu chuẩn theo (Bảng II.16, N037, T397).
+ Ứng với đường kính ống d = 24mm, áp dụng nội suy ta cĩ . - Tính:
Van một chiều cĩ đĩa cố định ở dưới với các thơng số sau:
+ h: chiều cao hở của van.
+ b: chiều rộng của vành đĩa.
+ Chọn h = b .
+ Do: Đường kính của ống dẫn trước van.
+ Wo: Tốc độ dịng tại mặt cắt trước van.
+ Chọn = 0,12.
+ α, β được xác định như sau: (Bảng II.16, N047, N0 48, T400 [1])
= 0,63 = 10,8 = 0,63 + 10,8 = 11,43. - Tính: Chọn (Bảng II.16, N08, T384 [1]) ⇒ Vậy tổng trở lực cục bộ của hệ thống dẫn: = 0,38 + 7,38 + 11,43 + 0,5 = 19,69.
⇒ = 19,69*913,5 = 17986,815 (N/m2). 4.6.3. Tính áp suất để nâng chất lỏng lên cao
= gH (CT II.57, T377 [1]) Trong đĩ:
+ H: Chiều cao của chất lỏng hoặc cột chất lỏng: H =10 (m) ⇒ = 812*9,81*10 = 79657,2 (N/m2).
- Áp suất tồn phần do bơm tạo ra:
= 931,5 + 13108,725 + 17986,815 + 79657,2 = 111684,24 (N/m2).
4.6.4.Cơng suất của bơm và của động cơ điện
a. Chiều cao tồn phần H của bơm tạo ra
H = = 14,021 (m) b. Cơng suất yêu cầu trên trục của bơm
N = (CT II.189, T439 [1]) Trong đĩ:
+ : hiệu suất của bơm: chọn
+ Q = 7,612*10-4(m3/s)
⇒ N = = 0,1 (KW) c. Cơng suất của động cơ điện
Nđc = (CT II.190, T439 [1]) Trong đĩ:
+ : hiệu suất truyền động : = 0,95
+ : hiệu suất động cơ điện :
⇒ Nđc = = 0,153 (KW)
- Thơng thường chọn động cơ điện cĩ cơng suất thực tế lớn hơn cơng suất tính tốn.
(Bảng II.33, T440 [1]) Trong đĩ:
+ : hệ số dự trữ cơng suất
+ Với Nđc = 0,152 < 1 ta chọn
⇒ = 2*0,153 = 0,306 (KW).
Vậy cơng suất bơm: N = 0,1(KW).
Cơng suất của động cơ: Nđc = 0,306 (KW).
KẾT LUẬN
Qua thời gian dài cố gắng tìm, đọc, tra cứu một số tài liệu tham khảo, cùng với sự giúp đỡ của thầy Trần Ngọc Khiêm, em đã hồn thành nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống chưng liên tục dung dịch etylic bằng tháp mâm xuyên lỗ năng suất 275kg sản phẩm/giờ” được giao.
- Việc thiết kế và tính tốn một hệ thống chưng luyện là việc làm phức tạp, tỉ mỉ và lâu dài.
- Nĩ khơng những yêu cầu người thiết kế phải cĩ kiến thức về quá trình chưng luyện mà cịn phải biết về một số kiến thức khác như: cấu tạo các thiết bị phụ, các quy định trong bản vẽ kỹ thuật, ... - Các cơng thức tính tốn khơng cịn gị bĩ như những mơn học khác
mà được mở rộng dựa trên các giả thiết về điều kiện, chế độ làm việc của thiết bị. Bởi trong khi tính tốn, người thiết kế đã tính tốn đến một số ảnh hưởng của điều kiện thực tế. Việc thiết kế đồ án này cịn giúp em củng cố thêm những kiến thức về quá trình chưng luyện nĩi riêng và các quá trình khác nĩi chung; nâng cao kỹ năng tra cứu, tính tốn, xử lý số liệu; biết cách trình bày theo văn phong khoa học và nhìn nhận vấn đề một cách cĩ hệ thống.
Việc hồn thành mơn đồ án mơn học là một cơ hội cho sinh viên ngành cơng nghệ thực phẩm nĩi chung và bản thân em nĩi riêng làm quen với tính thực tế của mơn học. Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Trần Ngọc Khiêm, thầy là người đã hướng dẫn em từ đầu đồ án tới khi em kết thúc giúp em hồn thành tốt nhiệm vụ của mình.