Tính tốn bơm nhập liệu

Một phần của tài liệu THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHƯNG CẤT LIÊN TỤC HỖ’N HỢP ETHANOL-NƯỚC BẰNG THÁP MÂM XUYÊN LỖ, NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 1800 L.H-1 , NỒNG ĐỘ PHÂN KHỐI LƯỢNG CẤU TỬ DỄ BAY HƠI TRONG HỖN HỢP ĐẦU LÀ 0.384 (Trang 86 - 104)

CHƯƠNG 6 : Tính tốn thiết bị phụ

6.7 Tính tốn bơm nhập liệu

6.7.1. Tính tốn chiều cao bồn cao vị

Chọn đường kính ống dẫn nguyên liệu: 𝑑 = 50 mm. Độ nhám của ống: 𝜀 = 0,1 mm (hình II.14, trang 380, [1])

Các tính chất lý học của dịng nhập liệu được tra ở tài liệu tham khảo [1] ứng với nhiệt độ trung bình:

𝑡𝑡𝑏𝐹 =𝑡𝐹+𝑡𝐹′

2 =84,5+81,3

2 = 82,905 oC

Khối lượng riêng: 𝜌𝐹 = 895,26 kg.m-3 (bảng I.2, trang 9, [1])

Độ nhớt động học: 𝜇𝐹 = 57,6.10−3 N.s-1.m-2 (bảng I.101, trang 91, [1]) Vận tốc trung bình của dịng nhập liệu trong ống dẫn:

𝑣𝐹 =𝐺𝐹 𝜌𝐹⋅ 4 𝜋.𝑑𝑡𝑟2 = 0,236 961,858⋅ 4 𝜋.0,052 = 1,515 (m.s-1) 6.7.1.1 Tổn thất dọc đường ống ℎ1 = (𝜆1 𝑙1 𝑑𝐹+ ∑ 𝜉1) ⋅𝑣12 2𝑔 (m) (5-60) Trong đĩ: 𝜆1: hệ số ma sát trong đường ống.

𝑙1: chiều dài đường ống dẫn, chọn 𝑙1 = 15 m. 𝑑𝐹: đường kính ống dẫn (m).

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh

SVTH: Phạm Văn Tín Trang 78

∑ 𝜉1: tổng hệ số tổn thất cục bộ.

𝑣𝐹 = 𝑣1: vận tốc dịng nhập liệu trong ống m.s-1. Xác định 𝝀𝟏:

Chuẩn số Renolds của dịng nhập liệu trong ống:

𝑅𝑒𝐹 =𝑣𝐹.𝑑𝑡𝑟.𝜌𝐹

𝜇𝐹 =1,515.0,05.895,26

0,576.10−3 = 11071,11

Chuẩn số Reynolds tới hạn:

𝑅𝑒𝑔ℎ1 = 6 ⋅ (𝑑1 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (50 0,1) 8 7 = 7289,343 (II.60, trang 378, [1]) Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám:

𝑅𝑒𝑛1 = 220 ⋅ (𝑑1 𝜀)

9 8

= 23,9.104 (II.61, trang 378, [1])

Suy ra: 𝑅𝑒𝑔ℎ < 𝑅𝑒𝐹 < 𝑅𝑒𝑛1 : chế độ chảy rối (khu vực quá độ) khi đĩ:

→ 𝜆1 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅ 𝜀 𝑑1+ 100 𝑅𝑒𝐹 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,1 50+ 100 494,1417)0,25 = 0,002 (II.64, trang 380, [1]) Xác định ∑ 𝝃𝟏:

Hệ số tổn thất của dịng nhập liệu qua đường ống dẫn (khơng tính các đoạn ống trong thiết bị trao đổi nhiệt và thiết bị gia nhiệt):

3 chỗ uốn cong: 𝜉𝑢1 = 3.0,15 = 0,43 (trang 393, [1])

3 van cầu: 𝜉𝑣1 = 3.10 = 30 (van với độ mở hồn tồn)

1 lần đột thu: 𝜉𝑡ℎ𝑢 = 0,5 (trang 387, [1])

1 lần đột mở: 𝜉𝑚 = 1 (trang 387, [1])

1 lưu lượng kế: khơng đáng kể

Suy ra: ∑ 𝜉1 = 31,85. Vậy tổn thất dọc đường ống dẫn: ℎ1 = (0,002 ⋅ 15

0,05+ 11,85) ⋅1,5152

2.9,81 = 1,029 (m)

6.7.1.2 Tổn thất đường ống trong thiết bị trao đổi nhiệt của dịng nhập liệu và sản

phẩm đáy

ℎ2 = (𝜆2 𝑙2

𝑑2+ ∑ 𝜉2) ⋅𝑣22

2𝑔 (5-61)

Với:

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh

𝑙2: chiều dài đường ống dẫn, 𝑙2 = 15 m. 𝑑2: đường kính ống dẫn, 𝑑2 = 0,021m ∑ 𝜉2: tổng hệ số tổn thất cục bộ.

𝑣𝐹 = 𝑣2: vận tốc dịng nhập liệu trong ống trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy.

𝑣𝐹 = 1,516 m.s-1

Xác định 𝝀𝟐:

Chuẩn số Renolds của dịng nhập liệu trong ống:

𝑅𝑒𝐹 = 49411,17 > 104

Chuẩn số Reynolds tới hạn[1]

𝑅𝑒𝑔ℎ2 = 6 ⋅ (𝑑2 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (21 0,1) 8 7 = 2704,682 (II.60, trang 378, [1]) Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám

𝑅𝑒𝑛1 = 220 ⋅ (𝑑2 𝜀) 9 8 = 220 ⋅ (21 0,1) 9 8 = 90140,38 (II.61, trang 378, [1])

Suy ra: 𝑅𝑒𝑔ℎ < 𝑅𝑒𝐹 < 𝑅𝑒𝑛1 : chế độ chảy rối (khu vực quá độ) khi đĩ:

→ 𝜆2 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅ 𝜀 𝑑2+ 100 𝑅𝑒𝐹 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,1 21+ 100 49411,17)0,25 = 0,03 (II.64, trang 380, [1]) Xác định ∑ 𝝃𝟐:

Hệ số tổn thất của dịng nhập liệu qua thiết bị trao đổi nhiệt: 6 chỗ uống cong quay ngược: 𝜉𝑢2 = 3,22 = 6,6

1 lần đột thu: 𝜉𝑡ℎ𝑢2 = 0,46

1 lần đột mỡ: 𝜉𝑚2 = 0,68

Suy ra: ∑ 𝜉2 = 724. Vậy tổn thất đường ống dẫn: ℎ2 = (0,03 ⋅ 15

6,021+ 724) ⋅1,5162

2.9,81 = 3,48 (m)

Tổn thất đường ống dẫn trong thiết bị gia nhiệt nhập liệu

ℎ3 = (𝜆3 𝑙3

𝑑3+ ∑ 𝜉3) ⋅𝑣32

2𝑔 (5-62) Với:

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh

SVTH: Phạm Văn Tín Trang 80

- 𝑙3: chiều dài đường ống dẫn, 𝑙3 = 15 m. - 𝑑3: đường kính ống dẫn, 𝑑3 = 0,021 m

- ∑ 𝜉3: tổng hệ số tổn thất cục bộ.

- 𝑣𝐹 = 𝑣3: vận tốc dịng nhập liệu trong ống trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy. - 𝑣𝐹 = 1,519 m.s-1

Xác định 𝝀𝟑:

Chuẩn số Renolds của dịng nhập liệu trong ống:

𝑅𝑒𝐹 = 49411,7 > 104

Chuẩn số Reynolds tới hạn [1]

𝑅𝑒𝑔ℎ3 = 6 ⋅ (𝑑3 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (21 0,1) 8 7 = 2704,682 (II.60, trang 378, [1]) Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám

𝑅𝑒𝑛1 = 220 ⋅ (𝑑3 𝜀) 9 8 = 220 ⋅ (21 0,1) 9 8 = 90140,38 (II.61, trang 378, [1])

Suy ra: 𝑅𝑒𝑔ℎ < 𝑅𝑒𝐹 < 𝑅𝑒𝑛1 : chế độ chảy rối (khu vực quá độ) khi đĩ:

→ 𝜆3 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅ 𝜀 𝑑3+ 100 𝑅𝑒𝐹 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,1 21+ 100 32333,163)0,25 = 0,032 (II.64, trang 380, [1]) Xác định ∑ 𝝃𝟑:

Hệ số tổn thất của dịng nhập liệu qua thiết bị trao đổi nhiệt: 3 chỗ uống cong quay ngược: 𝜉𝑢3 = 4.2,8 = 8,8

1 lần đột thu: 𝜉𝑡ℎ𝑢3 = 0,46

1 lần đột mỡ: 𝜉𝑚3 = 0,68

Suy ra: ∑ 𝜉2 = 9,94. Vậy tổn thất đường ống dẫn: ℎ3 = (0,037 ⋅ 8

0,021+ 9,94) ⋅ 1,512

2.9,81 = 3,74 (m)

Chọn:

- Mặt cắt (1 - 1) là mặt thống chất lỏng trong bồn cao vị - Mặt cắt (2 – 2) là mặt cắt tại vị trí nhập liệu của đáy tháp Áp dụng phương trình Bernolli cho hai mặt cắt:

𝑧1+ 𝑃1 𝜌𝐹.𝑔+𝑣12 2𝑔 = 𝑧2+ 𝑃2 𝜌𝐹.𝑔+𝑣22 2𝑔+ ∑ ℎ𝑓1−2 (5-63) Hay: 𝑧1 = 𝑧2+𝑃2−𝑃1 𝜌𝐹.𝑔 +𝑣22−𝑣12 2.𝑔 + ∑ ℎ𝑓1−2

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh

Với:

𝑧1: độ cao mặt thống (1 – 1) so với mặt đất hay bằng chiều cao bồn cao vị

𝐻𝑐𝑣 = 𝑧1

𝑧2: độ cao mặt thống (2 – 2) so với mặt đất hay bằng chiều cao vị trí nhập liệu

𝑧2 = ℎ𝑐ℎâ𝑛+ ℎ𝑛ắ𝑝 + (𝑁𝑐ℎư𝑛𝑔+ 1). (ℎ𝑚â𝑚+ 𝛿𝑚â𝑚)

⇒ 𝑧2 = 0,35 + 0,125 + (8 + 1). (0,25 + 0,002) = 2,743 (m) 𝑃1: áp suất mặt thống (1 – 1), chọn 𝑃1 = 1 at 𝑃2: áp suất tại mặt thống (2 – 2) 𝑣1: vận tốc tại mặt thốt (1 – 1), xem 𝑣1= 0 m.s-1 𝑣2: vận tốc tại vị trí nhập liệu, 𝑣2 = 𝑣𝐹 = 1,516 m.s-1 ∑ ℎ𝑓−2: tổn thất đường ống từ (1 – 1) đến (2 – 2) ∑ ℎ𝑓−2 = ℎ1+ ℎ2+ ℎ3 = 1,029 + 9,48 + 3,74 = 8,25 (m) Xem: 𝛥𝑃 = 𝑃2 − 𝑃1 = 𝑁𝑐𝑎á𝑡. ℎ𝑡𝑙 = 17.521,438 = 8864,446 (N.m-2)

Vậy chiều cao bồn cao vị là:

𝐻𝑐𝑣 = 8,25 +𝑃2−𝑃1 𝜌𝐹.𝑔 +𝑣22−𝑣12 2.𝑔 + ∑ ℎ𝑓1−2 ⇒ 𝐻𝑐𝑣 = 2,788 + 8864,446 961,858.9,81+0,1252 2.9,81 + 1,447 = 5,175 (m) Hb = Hcv +ℎ𝑓−2 =5.175+8.25= 19.36 (m)

Dung dịch nhập liệu luơn chảy liên tục từ bồn cao vị vào vị trí nhập liệu của tháp chưng cất khi độ cao của bồn cao vị từ 19,36 m trở lên. Ta chọn khoảng cách từ mặt đất đên bồn cao vị là 20 m.

6.7.2. Bơm số 1

Chọn đường kính ống dẫn nguyên liệu: 𝑑 = 25 mm. Độ nhám của ống: 𝜀 = 0,2 mm (hình II.14, trang 380, [1])

Các tính chất lý học của dịng nhập liệu được tra ở tài liệu tham khảo [1] ứng với nhiệt độ trung bình:

𝑡𝑡𝑏𝐹 =𝑡𝐹+𝑡𝐹′

2 =84,5+81,3

2 = 82,905 oC

Khối lượng riêng: 𝜌𝐹 = 895,26 kg.m-3 (bảng I.2, trang 9, [1])

Độ nhớt động học: 𝜇𝐹 = 0.343.10−3 N.s-1.m-2 (bảng I.101, trang 91, [1]) -Chọn vận tốc lưu chất trong ống hút và ống đẩy: 0.184 m.s-1

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh SVTH: Phạm Văn Tín Trang 82 6.7.2.1 Tổn thất dọc đường ống ℎ1 = (𝜆1 𝑙1 𝑑𝐹+ ∑ 𝜉1) ⋅𝑣12 2𝑔 (m) (5-60) Trong đĩ: 𝜆1: hệ số ma sát trong đường ống.

𝑙1: chiều dài đường ống đẩy 5 m, ống hút 3m.

𝑑𝐹: đường kính ống dẫn (m).

∑ 𝜉1: tổng hệ số tổn thất cục bộ.

𝑣𝐹 = 𝑣1: vận tốc dịng nhập liệu trong ống m.s-1. Xác định 𝝀𝟏:

Chuẩn số Renolds của dịng nhập liệu trong ống:

𝑅𝑒𝐹 =𝑣𝐹.𝑑𝑡𝑟.𝜌𝐹

𝜇𝐹 =0.184.0,025.940

0,343.10−3 = 12606.41

Chuẩn số Reynolds tới hạn:

𝑅𝑒𝑔ℎ1 = 6 ⋅ (𝑑1 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (25 0,2) 8 7 = 1494 (II.60, trang 378, [1]) Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám:

𝑅𝑒𝑛1 = 220 ⋅ (𝑑1 𝜀)

9 8

= 50.9.103 (II.61, trang 378, [1])

Suy ra: 𝑅𝑒𝑔ℎ < 𝑅𝑒𝐹 < 𝑅𝑒𝑛1 : chế độ chảy rối (khu vực quá độ) khi đĩ:

→ 𝜆1 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅ 𝜀 𝑑1+ 100 𝑅𝑒𝐹 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,2 21+ 100 12606)0,25 = 0,037 (II.64, trang 380, [1]) Xác định ∑ 𝝃𝟏:

Hệ số tổn thất của dịng nhập liệu qua đường ống dẫn (khơng tính các đoạn ống trong thiết bị trao đổi nhiệt và thiết bị gia nhiệt):

2 chỗ uốn cong: 𝜉𝑢1 = 2.2 = 4 (trang 393, [1])

2 van cầu: 𝜉𝑣1 = 2.10 = 20 (van với độ mở hồn tồn)

Suy ra: ∑ 𝜉1 = 26. Vậy tổn thất dọc đường ống dẫn: ℎ1 = (0,037 ⋅ 8

0,25+ 24) ⋅0.1842

2.9,81 = 1,05 (m)

Chọn:

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh

- Mặt cắt (2 – 2) là mặt cắt tại vị trí nhập liệu của đáy tháp Áp dụng phương trình Bernolli cho hai mặt cắt:

𝑧1+ 𝑃1 𝜌𝐹.𝑔+𝑣12 2𝑔+ hB = 𝑧2+ 𝑃2 𝜌𝐹.𝑔+𝑣22 2𝑔+ ∑ ℎ1−2 (5-63) Ta cĩ. 𝑧1 = 𝑧2 Nên Hb=∑ ℎ𝑓1−2= 1.05

Chọn bơm cĩ năng suất 𝑄𝑏 = 1,8 m3.h-1

Chọn hiệu suất của bơm: 𝜂𝑏 = 0,8

Hb = 1.029 m

Cơng suất thực tế của bơm:

𝑁𝑏 =𝑄𝑏.𝐻𝑏.𝜌𝐹.𝑔

3600.𝜂𝑏 =1,8.1.05.940.9,8

3600.0,8 = 15 (W)

Kết luận: để đảm bảo tháp hoạt động liên tục ta chọn máy bơm ly tâm Máy bơm nước Shining SHP-370CE, Cơng suất 370W, lưu lượng nước 100 lít/phút, đường kính họng xả 25mm.

6.7.3. Bơm số 2

Chọn đường kính ống dẫn nguyên liệu: 𝑑 = 21 mm. Độ nhám của ống: 𝜀 = 0,2 mm (hình II.14, trang 380, [1])

Các tính chất lý học của dịng nhập liệu được tra ở tài liệu tham khảo [1] ứng với nhiệt độ trung bình:

𝑡𝑡𝑏𝐹 =𝑡𝐹+𝑡𝐹′

2 =84,5+81,3

2 = 82,905 oC

Khối lượng riêng: 𝜌𝐹 = 895,26 kg.m-3 (bảng I.2, trang 9, [1])

Độ nhớt động học: 𝜇𝐹 = 0.343.10−3 N.s-1.m-2 (bảng I.101, trang 91, [1]) -Chọn vận tốc lưu chất trong ống hút và ống đẩy: 0.184 m.s-1

6.7.3.1 Tổn thất dọc đường ống ℎ1 = (𝜆1 𝑙1 𝑑𝐹+ ∑ 𝜉1) ⋅𝑣12 2𝑔 (m) (5-60) Trong đĩ: 𝜆1: hệ số ma sát trong đường ống.

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh SVTH: Phạm Văn Tín Trang 84 𝑑𝐹: đường kính ống dẫn (m). ∑ 𝜉1: tổng hệ số tổn thất cục bộ. 𝑣𝐹 = 𝑣1: vận tốc dịng nhập liệu trong ống m.s-1. Xác định 𝝀𝟏:

Chuẩn số Renolds của dịng nhập liệu trong ống:

𝑅𝑒𝐹 =𝑣𝐹.𝑑𝑡𝑟.𝜌𝐹

𝜇𝐹 =0.184.0,021.940

0,343.10−3 = 12606.41

Chuẩn số Reynolds tới hạn:

𝑅𝑒𝑔ℎ1 = 6 ⋅ (𝑑1 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (21 0,2) 8 7 = 1494 (II.60, trang 378, [1]) Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám:

𝑅𝑒𝑛1 = 220 ⋅ (𝑑1 𝜀)

9 8

= 50.9.103 (II.61, trang 378, [1])

Suy ra: 𝑅𝑒𝑔ℎ < 𝑅𝑒𝐹 < 𝑅𝑒𝑛1 : chế độ chảy rối (khu vực quá độ) khi đĩ:

→ 𝜆1 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅ 𝜀 𝑑1+ 100 𝑅𝑒𝐹 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,2 21+ 100 12606)0,25 = 0,037 (II.64, trang 380, [1]) Xác định ∑ 𝝃𝟏:

Hệ số tổn thất của dịng nhập liệu qua đường ống dẫn (khơng tính các đoạn ống trong thiết bị trao đổi nhiệt và thiết bị gia nhiệt):

3 chỗ uốn cong: 𝜉𝑢1 = 3.2 = 6 (trang 393, [1])

2 van cầu: 𝜉𝑣1 = 2.10 = 20 (van với độ mở hồn tồn)

Suy ra: ∑ 𝜉1 = 26. Vậy tổn thất dọc đường ống dẫn: ℎ1 = (0,037 ⋅ 8

0,25+ 26) ⋅0.1842

2.9,81 = 1,029 (m)

Chọn:

- Mặt cắt (1 - 1) là mặt thống chất lỏng trong bồn cao vị - Mặt cắt (2 – 2) là mặt cắt tại vị trí nhập liệu của đáy tháp Áp dụng phương trình Bernolli cho hai mặt cắt:

𝑧1+ 𝑃1 𝜌𝐹.𝑔+𝑣12 2𝑔+ hB = 𝑧2+ 𝑃2 𝜌𝐹.𝑔+𝑣22 2𝑔+ ∑ ℎ1−2 (5-63) Ta cĩ. 𝑧1 = 𝑧2 Nên Hb=∑ ℎ𝑓1−2= 1.029

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh

Chọn bơm cĩ năng suất 𝑄𝑏 = 1,8 m3.h-1

Chọn hiệu suất của bơm: 𝜂𝑏 = 0,8

Hb = 1.029 m

Cơng suất thực tế của bơm:

𝑁𝑏 =𝑄𝑏.𝐻𝑏.𝜌𝐹.𝑔

3600.𝜂𝑏 =1,8.1.029.940.9,8

3600.0,8 = 15 (W)

Kết luận: Để đảm bảo tháp hoạt động liên tục ta chọn Máy Bơm Nước LIFETECH AP2500 - Cơng Suất 30W

6.7.4. Bơm số 3

Chọn đường kính ống dẫn nguyên liệu: 𝑑 = 25 mm. Độ nhám của ống: 𝜀 = 0,2 mm (hình II.14, trang 380, [1]) Ống hút 3m, ống đẩy 7m

Các tính chất lý học của dịng nhập liệu được tra ở tài liệu tham khảo [1] ứng với nhiệt độ trung bình:

𝑡𝑡𝑏𝐹 =𝑡𝐹+𝑡𝐹′

2 =84,5+81,3

2 = 82,905 oC

Khối lượng riêng: 𝜌𝐹 = 895,26 kg.m-3 (bảng I.2, trang 9, [1])

Độ nhớt động học: 𝜇𝐹 = 0.343.10−3 N.s-1.m-2 (bảng I.101, trang 91, [1]) -Chọn vận tốc lưu chất trong ống hút và ống đẩy: 0.184 m.s-1

6.7.4.1 Tổn thất dọc đường ống ℎ1 = (𝜆1 𝑙1 𝑑𝐹+ ∑ 𝜉1) ⋅𝑣12 2𝑔 (m) (5-60) Trong đĩ: 𝜆1: hệ số ma sát trong đường ống.

𝑙1: chiều dài đường ống đẩy 5 m, ống hút 3m.

𝑑𝐹: đường kính ống dẫn (m).

∑ 𝜉1: tổng hệ số tổn thất cục bộ.

𝑣𝐹 = 𝑣1: vận tốc dịng nhập liệu trong ống m.s-1. Xác định 𝝀𝟏:

Chuẩn số Renolds của dịng nhập liệu trong ống:

𝑅𝑒𝐹 =𝑣𝐹.𝑑𝑡𝑟.𝜌𝐹

𝜇𝐹 =0.184.0,025.940

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh

SVTH: Phạm Văn Tín Trang 86

Chuẩn số Reynolds tới hạn:

𝑅𝑒𝑔ℎ1 = 6 ⋅ (𝑑1 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (21 0,2) 8 7 = 1494 (II.60, trang 378, [1]) Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám:

𝑅𝑒𝑛1 = 220 ⋅ (𝑑1 𝜀)

9 8

= 50.9.103 (II.61, trang 378, [1])

Suy ra: 𝑅𝑒𝑔ℎ < 𝑅𝑒𝐹 < 𝑅𝑒𝑛1 : chế độ chảy rối (khu vực quá độ) khi đĩ:

→ 𝜆3 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅ 𝜀 𝑑1+ 100 𝑅𝑒𝐹 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,2 25+ 100 12606)0,25 = 0,037 (II.64, trang 380, [1]) Xác định ∑ 𝝃𝟏:

Hệ số tổn thất của dịng nhập liệu qua đường ống dẫn (khơng tính các đoạn ống trong thiết bị trao đổi nhiệt và thiết bị gia nhiệt):

2 chỗ uốn cong: 𝜉𝑢1 = 2.2 = 4 (trang 393, [1])

2 van cầu: 𝜉𝑣1 = 2.10 = 20 (van với độ mở hồn tồn)

Suy ra: ∑ 𝜉1 = 24. Vậy tổn thất dọc đường ống dẫn: ℎ1 = (0,037 ⋅3+7

0,25+ 24) ⋅0.1842

2.9,81 = 0,06 (m)

Chọn:

- Mặt cắt (1 - 1) là mặt thống chất lỏng trong bồn cao vị - Mặt cắt (2 – 2) là mặt cắt tại vị trí nhập liệu của đáy tháp Áp dụng phương trình Bernolli cho hai mặt cắt:

𝑧1+ 𝑃1 𝜌𝐹.𝑔+𝑣12 2𝑔+ hB = 𝑧2+ 𝑃2 𝜌𝐹.𝑔+𝑣22 2𝑔+ ∑ ℎ1−2 (5-63) Ta cĩ. 𝑧2 −-𝑧1 = 3 Nên Hb=3 + ∑ ℎ𝑓1−2= 3.06

Chọn bơm cĩ năng suất 𝑄𝑏 = 1,8 m3.h-1

Chọn hiệu suất của bơm: 𝜂𝑏 = 0,8

Hb = 1.029 m

Cơng suất thực tế của bơm:

𝑁𝑏 =𝑄𝑏.𝐻𝑏.𝜌𝐹.𝑔

3600.𝜂𝑏 =1,8.3.06.940.9,8

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh

Kết luận: để đảm bảo tháp hoạt động liên tục ta chọn Máy Bơm Nước LIFETECH AP2500 - Cơng Suất 30W

6.7.5. Bơm số 4

Chọn đường kính ống dẫn nguyên liệu: 𝑑 = 25 mm. Độ nhám của ống: 𝜀 = 0,2 mm (hình II.14, trang 380, [1]) Ống hút 3m, ống đẩy 7m

Các tính chất lý học của dịng nhập liệu được tra ở tài liệu tham khảo [1] ứng với nhiệt độ trung bình:

Độ nhớt động học: 𝜇𝑊 = 0.3.10−3 N.s-1.m-2 (bảng I.101, trang 91, [1]) -Chọn vận tốc lưu chất trong ống hút và ống đẩy: 0.184 m.s-1

6.7.6. Bơm số 5

Chọn đường kính ống dẫn nguyên liệu: 𝑑 = 25 mm. Độ nhám của ống: 𝜀 = 0,2 mm (hình II.14, trang 380, [1]) Ống hút 3m, ống đẩy 7m

Các tính chất lý học của dịng nhập liệu được tra ở tài liệu tham khảo [1] ứng với nhiệt độ trung bình:

Độ nhớt động học: 𝜇𝑊 = 0.3.10−3 N.s-1.m-2 (bảng I.101, trang 91, [1]) -Chọn vận tốc lưu chất trong ống hút và ống đẩy: 0.184 m.s-1

6.7.6.1 Tổn thất dọc đường ống ℎ1 = (𝜆1 𝑙1 𝑑𝐹+ ∑ 𝜉1) ⋅𝑣12 2𝑔 (m) (5-60) Trong đĩ: 𝜆1: hệ số ma sát trong đường ống.

𝑙1: chiều dài đường ống đẩy 5 m, ống hút 3m.

𝑑𝐹: đường kính ống dẫn (m).

∑ 𝜉1: tổng hệ số tổn thất cục bộ.

𝑣𝐹 = 𝑣1: vận tốc dịng nhập liệu trong ống m.s-1. Xác định 𝝀𝟏:

CHƯƠNG 6: Tính Tốn thiết bị phụ CBHD: Lương Huỳnh Vũ Thanh

SVTH: Phạm Văn Tín Trang 88

Một phần của tài liệu THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHƯNG CẤT LIÊN TỤC HỖ’N HỢP ETHANOL-NƯỚC BẰNG THÁP MÂM XUYÊN LỖ, NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 1800 L.H-1 , NỒNG ĐỘ PHÂN KHỐI LƯỢNG CẤU TỬ DỄ BAY HƠI TRONG HỖN HỢP ĐẦU LÀ 0.384 (Trang 86 - 104)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(108 trang)