CHƯƠNG 6 : Tính tốn thiết bị phụ
6.7 Tính tốn bơm nhập liệu
6.7.1. Tính tốn chiềucao 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+81,32 = 82,905oC
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⋅𝜋.𝑑4 𝑡𝑟2 =961,8580,236 ⋅𝜋.0,054 2 = 1,515 (m.s-1) 6.7.1.1 Tổn thất dọc đường ống ℎ1 = (𝜆1𝑑𝑙1 𝐹+ ∑ 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.
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 =1,515.0,05.895,260,576.10−3 = 11071,11
Chuẩn số Reynolds tới hạn:
𝑅𝑒𝑔ℎ1 = 6 ⋅ (𝑑1 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (0,150) 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 ⋅𝑑1𝜀 +𝑅𝑒𝐹100 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,150+494,1417100 )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 ⋅0,0515 + 11,85) ⋅1,5152.9,812 = 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 ⋅ (0,121) 8 7 = 2704,682 (II.60, trang 378, [1]) Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám
𝑅𝑒𝑛1 = 220 ⋅ (𝑑2𝜀) 9 8 = 220 ⋅ (0,121) 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 ⋅𝑑2𝜀 +𝑅𝑒𝐹100 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,121+49411,17100 )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 ⋅6,02115 + 724) ⋅1,5162.9,812 = 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 ⋅ (0,121) 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 ⋅ (0,121) 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 ⋅𝑑𝜀
3+𝑅𝑒100
𝐹 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,121+32333,163100 )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 ⋅0,0218 + 9,94) ⋅2.9,811,512 = 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 +961,858.9,818864,446 +0,1252.9,812+ 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+81,32 = 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 =0.184.0,025.9400,343.10−3 = 12606.41
Chuẩn số Reynolds tới hạn:
𝑅𝑒𝑔ℎ1 = 6 ⋅ (𝑑1 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (0,225) 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 ⋅𝑑1𝜀 +𝑅𝑒𝐹100 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,221+12606100 )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 ⋅0,258 + 24) ⋅0.1842.9,812 = 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+𝜌𝑃2 𝐹.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 =1,8.1.05.940.9,83600.0,8 = 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+81,32 = 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 =0.184.0,021.9400,343.10−3 = 12606.41
Chuẩn số Reynolds tới hạn:
𝑅𝑒𝑔ℎ1 = 6 ⋅ (𝑑1 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (0,221) 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 ⋅𝑑1𝜀 +𝑅𝑒𝐹100 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,221+12606100 )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 ⋅0,258 + 26) ⋅0.1842.9,812 = 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 =1,8.1.029.940.9,83600.0,8 = 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+81,32 = 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 = (𝜆1𝑑𝑙1 𝐹+ ∑ 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.𝜌𝐹𝜇
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 ⋅ (𝑑1𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (0,221) 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 ⋅𝑑𝜀
1+𝑅𝑒100
𝐹 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,225+12606100 )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+70,25+ 24) ⋅0.1842.9,812 = 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
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]) -Chọnvận 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
Chuẩn số Renolds của dịng nhập liệu trong ống:
𝑅𝑒𝐹 =𝑣𝐹.𝑑𝑡𝑟.𝜌𝐹
𝜇𝐹 =0.184.0,025.10000,3.10−3 = 15333
Chuẩn số Reynolds tới hạn:
𝑅𝑒𝑔ℎ1 = 6 ⋅ (𝑑1 𝜀) 8 7 = 6 ⋅ (0,221) 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 ⋅𝑑1𝜀 +𝑅𝑒𝐹100 )0,25 = 0,1 ⋅ (1,46 ⋅0,225+15333100 )0,25 = 0,036
(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):
5 chỗ uốn cong: 𝜉𝑢1 = 5.2 = 10 (trang 393, [1]) 2 van cầu: 𝜉𝑣1 = 2.10 = 20(van với độ mở hồn tồn) Suy ra: ∑ 𝜉1 = 30. Vậy tổn thất dọc đường ống dẫn:
ℎ1 = (0,036 ⋅3+70,25+ 30) ⋅0.1842.9,812 = 0,076 (m) Áp dụng phương trình Bernolli cho hai mặt cắt: