PHẦN 3 : TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH
3.3. Tính trở lực của tháp
3.3.1. Trở lực đĩa khơ
(IX.140, T194, [2])
Đối với đĩa cĩ tiết diện tự do bằng 8% diện tích mâm thì ξ = 1,82. - Phần luyện: Vận tốc hơi qua lỗ: = = 11,088 (m/s). ⇒ = 127,542 (N/m2). - Phần chưng: Vận tốc hơi qua lỗ: = = 9,463 (m/s). ⇒ = 60,954 (N/m2). 3.3.2. Trở lực do sức căng bề mặt
Vì đĩa cĩ đường kính lỗ > 1 mm nên:
(CT IX.142, T194 [2])
- Phần luyện:
Tại nhiệt độ trung bình của pha lỏng trong phần luyện TLL = 84,55oC thì: σAL =18,218*10-3 (N/m) (Bảng I.242, T300, [1]) σBL = 61,758*10-3 (N/m) (Bảng I.242, T300, [1]) Áp dụng cơng thức (I.76, T299, [1]): = ⇒ = 0,014 (N/m). ⇒ = 8,613 (N/m2). - Phần chưng:
Tại nhiệt độ trung bình của pha lỏng trong phần chưng TLC = 94,83oC thì: σAC = 17,241*10-3 (N/m) (Bảng I.242, T300, [1])
σBC = 59,856*10-3 (N/m) (Bảng I.242, T300, [1]) Áp dụng cơng thức(I.76, T299, [1]):
= ⇒ = 0,0134 (N/m). ⇒ = 8,245 (N/m2).
3.3.3 Trở lực thủy tĩnh do chất lỏng trên đĩa tạo ra
= 1,3hbKg (CT IX.143, T194, [2]) Với: hb = hgờ + hl
Trong đĩ:
Lgờ : chiều dài của gờ chảy tràn, m.
K =: tỷ số giữa khối lượng riêng chất lỏng bọt và khối lượng riêng của chất lỏng, lấy gần bằng 0,5.
QL = : hiệu suất lượng thể tích của pha lỏng (m3/s). - Tính chiều dài gờ chảy tràn:
(CT IX.142,T194 [2])
Hình 3.1: Chiều dài gờ chảy tràn.
Ta cĩ: Squạt - = Sbán nguyệt
Dùng phép lặp nên: = 1,627 (rad) = 93,320C. Mà α là gĩc chắn bởi cung, nên:
⇒ Lgờ = = 0,509 (m).
a.Phần luyện
- Khối lượng mol trung bình của pha lỏng trong phần luyện: MLL = = 29,62 (Kg/Kmol).
- Suất lượng thể tích của pha lỏng trong phần luyện: L
QLL = = 2,205*10-4 (m3/s). ⇒ = 0,00603 (m).
⇒PbL = 1,3(hgờ + hlL). K�LLg
= 1,3(0,05 + 0,00603)* 0,5*851,174*9,81 = 304,103(N/m2).
b.Phần chưng
- Khối lượng mol trung bình của pha lỏng trong phần chưng: MLC = = 18,77 (Kg/Kmol).
- Suất lượng thể tích của pha lỏng trong phần chưng QLC = = 1,96*10-3 (m3/s).
⇒ = 0,0259 (m).
⇒ PbC = 1,3*(hgờ + ∆hlC)K�LCg
= 1,3(0,05 + 0,0259)*0,5*944,686*9,81 = 457,206 (N/m2).
3.3.4. Tổng trở lực thủy lực của tháp
- Tổng trở lực của 1 mâm trong phần luyện của tháp là: PL = PkL + PSL + PbL = 127,542 + 8,613 + 304,103 = 440,258 (N/).
- Tổng trở lực của 1 mâm trong phần chưng của tháp là: PC = PkC + PSC + PbC = 60,954 + 8,245 + 457,241 = 526,440 (N/m2).
- Vậy Tổng trở lực thủy lực của tháp:
P = NttL*∆PL + NttC*PC = 16*485,976+5*529,095 = 10421,091 (N/m2).
3.3.5. Kiểm tra ngập lụt khi tháp hoạt động
- Khoảng cách giữa 2 mâm: h = 275 (mm).
- Bỏ qua sự tạo bọt trong ống chảy chuyền, chiều cao mực chất lỏng trong ống chảy chuyền của mâm xuyên lỗ được xác định theo biểu thức:
hd = hgờ + hl + P + hd’ (mm.chất lỏng). Trong đĩ:
hgờ : chiều cao gờ chảy tràn (mm).
∆hl : chiều cao lớp chất lỏng trên mâm ( mm).
hd’ : tổn thất thủy lực do dịng lỏng chảy từ ống chảy chuyền vào mâm, được xác định theo biểu thức
h’d = (mm chất lỏng).
QL: lưu lượng của chất lỏng (m3/h).
Sd: tiết diện giữa ống chảy chuyền và mâm. Sd = 0,8*Smâm = 0,8* *0,62 = 0,226 (m2).
⇒ Để tháp khơng bị ngập lụt khi hoạt động thì hd < = 137,5 (mm).
a. Phần luyện
hlL = 0,00603*1000 = 6,03 (mm). x 1000 = 52,725 (mm chất lỏng).
h’dL = = 1,579*10-4 (mm chất lỏng).
⇒ hdL = 50 + 6,03 + 52,725 + 1,579*10-4 = 108,755 (mm) < 150 (mm). Vậy khi hoạt động thì mâm ở phần luyện sẽ khơng bị ngập lụt.
b. Phần chưng
hlC = 0,0259*1000 =25,9(mm) = 56,806 (mm chất lỏng).
h’dC = 12.477*10-3 (mm chất lỏng).
⇒ hdC = 50 +25,9 + 56,806 + 12,477*10-3 = 132,718 (mm) < 150 mm. Vậy khi hoạt động thì mâm ở phần chưng sẽ khơng bị ngập lụt.
⇒ Kết luận: Khi hoạt động thì tháp sẽ khơng bị ngập lụt.