TÍNH TỐN THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT

4.1. Đường kính tháp, Dt

(IX.89, IX.90 trang 181, [7])

Trong đó:

Vtb: lượng hơi trung bình đi trong tháp (m3.h-1).

ωtb: tốc độ hơi trung bình đi trong tháp (m.s-1).

gtb: lượng hơi trung bình đi trong tháp (Kg.h-1).

ρytb: khối lượng riêng trung bình của pha hơi (Kg.h-1).

Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng và đoạn cất khác nhau. Do đó, đường kính đoạn chưng và đoạn cất cũng khác nhau.

4.1.1. Đường kính đoạn cất

Lượng hơi trung bình đi trong tháp

(IX.91 trang 181, [7]) Trong đó:

gd: lượng hơi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp (Kg.h-1).

g1: lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn cất (Kg.h-1).

4.1.1.1. Xác định gd(IX.92 trang 191,[7]) (IX.92 trang 191,[7]) gd = 7.,95× (0,20901+1) = 8,775299 (Kmol.h-1) MtbD = 58 × y*D + (1- y*D) × 18 =58× 0,9227 + (1 - 0,9227) ×18 = 54,908 (Kg.Kmol-1) => gd = 481.8341132 (kg.h-1 )

(IV.1) Trong đó

Gl: lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn cất (Kmol.h-1).

rl: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa thứ nhất của đoạn cất (KJ.Kmol-1).

rd: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi ra ở đỉnh tháp (KJ.Kmol-1).

4.1.1.2. Xác định r1

t1 = tF = 64,329℃

Tra bảng I.250 [6] ta có: rNl = 2346.77014 (KJ/Kg) = 42241,8625(KJ.Kmol-1) Tra bảng I.212 [6]ta có: rAl = 514,1789193 (KJ/Kg) = 29822,3773 (KJ.Kmol-1)

r1 = rA1 × y1 + (1 − y1) × rN1 = 42241,8625 – 12419,4852yl (KJ.Kmol-1)

4.1.1.3. Xác định rD

tD = 57,626℃

Tra bảng I.250 [6] ta có: rND = 2362,26524(KJ.Kg-1) = 42520,7743 (KJ.Kmol-1) Tra bảng I.212 [6] ta có: rAD = 521,151093 (KJ.Kg-1) = 30226,7634 (KJ.Kmol-1) =>rD = 311770,9042(KJ.Kmol-1)

Có x1 = xF = 0,209

Giải hệ (IV.1), [7] ta được: G1 = 1,717068572 (Kmol.h-1)

y1 = 0,753494973 (phân mol acetone) − M1 = 48,13979894 (kg.Kmol-1) g1 = 9,012183572 (Kmol.h-1) = 433,8447052(Kg.h-1)

Vậy gtb = (g1 + gd)/2 = (433,8447052+481.8341132)/2 = 457,8394092(kg.h-1)

4.1.1.4. Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn cất

Tốc độ giới hạn hơi đi trong tháp với mâm xuyên lỗ có ống chảy chuyền

Tính tốn thiết kế tháp chưng cất CBHD: PGS.TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

ρxtb: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng ở đoạn cất (Kg.m-3).

ρytb: khối lượng riêng trung bình của pha hơi ở đoạn cất (Kg.m-3).

 Xác định ρytb

(IX.102 trang 183, [7]) Nồng độ phân mol trung bình:

ytb=y1+y¿D

2 =0,753494973+2 0,9227=0,838097487

Nhiệt độ trung bình đoạn cất:

ttbD=t1+tD

2 =64,329+57,6262 =60,9775℃

Suy ra: ρytb= 1.88020901 (Kg.m-3)

 Xác định ρxtb

Nồng độ phân mol trung bình:

xtb=xF+xD 2 =0,209+20,882=¿0,545361781 Suy ra  = 0,7944595 Với: ttbD = 60,9775℃ Tra bảng I.249 [6] ta có: ρN = 982,68 (Kg.m-3). Tra bảng I.2 [6] ta có: ρA = 743,1 (Kg.m-3). Theo IX,104a ta có: ρxtb=(xtb ρA+ 1−xtb ρN )−1 =¿783.691594 (Kg.m-3) =>ωgh=0,05×√783,691594 1.88020901=¿ 1.020797333 (m.s-1)

Để tránh tạo bọt ta chọn tốc độ hơi trung bình đi trong tháp bằng 80% tốc độ giới hạn hơi đi trong tháp

ωtb = 0,8 × ωgh = 0,8 × 1.020797333= 0.816637867 (m.s-1)

SVTH: Nguyễn Thị Kim Thuyền 22

Đường kính đoạn cất:

Dcất=0,0188×√ 457,8394092 1.88020901×0.816637867

= 0.324635946 0,4 (m)

4.1.2. Đường kính đoạn chưng

Lượng hơi trung bình đ trong tháp

(IX.96 trang 182, [7]) Trong đó:

g’n: lượng hơi ra khỏi đoạn chưng (Kg.h-1).

g′l: lượng hơi đi vào đoạn chưng (Kg.h-1). Xác định g’n

g’n = g1 = 9.012183572 (Kmol/h) = 433,8447052 (Kg.h-1). Theo IX.98 - 100 trang 182, [7] ta có hệ phương trình:

(IV.2) Trong đó:

G′l: lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn chưng (Kmol.h-1).

r′l: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng

(KJ.Kmol-1).

4.1.2.1. Xác định r’1

Tại xW = 0,013 ta có y*W = 0,2948

Nên: MtbW= 58× 0,2948 + (1 − 0,2948) × 18 = 29,792 (Kg.Kmol-1), Với: t′1 = tW = 94,254 ℃

Tra bảng I.250 [6] ta có: r′Nl = 2669,6572 (KJ.Kg-1) = 48054,8296 (KJ.Kmol-1). Tra bảng I.212 [6] ta có: r′Al = 479,7242 (KJ.Kg-1) = 27824,0036 (KJ.Kmol-1). Suy ra: r’1= = 42090,0769 (KJ.Kmol-1).

Tính tốn thiết kế tháp chưng cất CBHD: PGS.TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh 4.1.2.2. Xác định r1

r1 = rA1 × y1 + (1 − y1) × rN1 = 42241,8625 – 12419,4852yl

r1 = 42241,8625 – 12419,4852× 0,753494973 = 32883,84285 (KJ.Kmol-1) Ta có W = 25,049 (Kmol.h-1)

 Giải hệ phương trình (IV.2) ta được

G′1 = 32,090019(Kmol.h-1)

x′1 = 0,074648 (phân mol acetone) − MtbG′ = 20,9859188(Kg.kmol-1) g′1 = 7,0409762(Kmol.h-1) = 147,7613548 (Kg.h-1)

Vậy

gtb=g'n+g'1

2 =433,8447052+2147,7613548=¿290.80302969 (Kg.h-1)

4.1.2.3. Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn chưng

Tốc độ giới hạn hơi đi trong tháp với mâm xuyên lỗ có ống chảy chuyền

Trong đó:

𝜌′𝑥𝑡𝑏: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng ở đoạn chưng (Kg.m-3).

𝜌′𝑦𝑡𝑏: khối lượng riêng trung bình của pha hơi ở đoạn chưng (Kg.m-3).

 Xác định 𝜌′𝑦𝑡𝑏

Với nồng độ phân mol trung bình:

y 'tb=y1+y¿W

2 =0,7534949732 +0,2948=0,524147487

Nhiệt độ trung bình đoạn chưng:

t 'tbW=tF+tW

2 =64,329+294,254=79,2915℃

=≫ ρ′ytb = 1,348022589 (Kg.m-3)

 Xác định 𝜌′𝑥𝑡𝑏

Nồng độ phân mol trung bình:

x'tb=xF+2xw=0,209+0,0132 =0,110928 Suy ra

 = 0,110928433

Với: t’tbW = 79,2915℃

Tra bảng I.249 [6] ta có: ρ’N = 972,2 (Kg.m-3)

Tra bảng I.2 [6] ta có: ρ’A = 720,0 (Kg.m-3)

Theo IX,104a ta có: ρ 'xtb=(x 'tb ρ'A+ 1−x 'tb ρ'N )−1 =883,46307 (Kg.m-3) =>ωgh=0,05×√ 883,46307 1,348022589=1,28001665 (m.s-1)

Để tránh tạo bọt ta chọn tốc độ hơi trung bình đi trong tháp bằng 80% tốc độ giới hạn hơi đi trong tháp

ωtb = 0,8 × ωgh = 0,8 × 1,28001665 = 1,02401332 (m.s-1) Đường kính đoạn chưng:

Dchưng=0,0188×√ 290,8030296

1,376340919×1,02101332=0,270445 0,3 (m)

Kết luận: hai đường kính đoạn chưng và đoạn cất khơng chênh lệch nhau quá

lớn nên ta chọn đường kính của tồn tháp là: Dt = 0,4 (m). Khi đó tốc độ làm việc thực  Phần chưng ω'lv=0,0188 2× g'tb Dt2× ρ'ytb = 0,01882×290,8030296 0,42×1,348022589 =0,476537929 (m.s-1)  Phần cất ωlv=0,01882× gtb Dt2× ρytb = 0,01882×475,8394092 0,42×1,880291 =0,55902478 (m.s-1) x'tb

Tính tốn thiết kế tháp chưng cất CBHD: PGS.TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

4.2. Chiều cao tháp

4.2.1. Cấu tạo mâm lỗ

Chọn tháp mâm xuyên lỗ có ống chảy chuyền. Tổng diện tích lỗ bằng 8% diện tích mâm. Đường kính lỗ dl = 3 mm = 0,003 m.

Khoảng cách giữa hai tâm lỗ bằng 2,5 lần đường kính lỗ (bố trí theo hình lục giác đều).

Diện tích dành cho ống chảy chuyền và gờ chảy tràn bằng 20% diện tích mâm. Tỷ lệ bề dày mâm và đường kính lỗ là 2/3.

Mâm được làm bằng inox SUS304. Số lỗ trên 1 mâm N=8%× Smâm Slỗ =0,08×(Dt d1)2 =0,08×( 0,4 0,003)2 ≈1422lỗ

Tính lại số lỗ trên mâm: Gọi a là số hình lục giác

Áp dụng cơng thức V,139 ta có: N = 3(a+1) + 1 Giải phương trình ta được: a = 21, N = 1387

Số lỗ trên một đường chéo: b = 2a+1 = 43 lỗ

Vậy ta chọn số lỗ trên một mâm là 1387 lỗ, bố trí lỗ theo hình lục giác đều.

4.2.2. Độ giảm áp của pha khí qua mâm

4.2.2.1. Độ giảm áp qua mâm khơ

Độ giảm áp qua mâm khơ được tính dựa trên cơ sở tổng thất áp suất do dòng chảy đột thu, đột mở và do ma sát khi pha khí chuyển động qua lỗ.

hk=( u2 Co2)×( ρG 2g× ρ1)=51×(v02 Co2)×ρG ρ1 (mm c hấ t l ỏng) (5.16 trang 119, [8]) Trong đó:

u0: vận tốc pha hơi qua lỗ (m.s-1).

ρG: khối lượng riêng của pha hơi (Kg.m-3).

ρl: khối lượng riêng của pha lỏng (Kg.m-3).

C0: hệ số thắc dòng phụ thuộc vào tỷ số tổng diện tích lỗ với diện tích làm

việc của mâm và tỷ số giữa bề dày mâm với đường kính lỗ. Ta có:

Suy ra: δd1mâm=0,67

Tra hình 5.20 =≫ C0 = 0,73

 Đối với phần cất Vận tốc hơi qua lỗ

u0=ωlv

8%=0,5379014870,08 =6,723768588

Khối lượng riêng của pha hơi: ρG = ρytb = 1,8802091 (Kg.m-3) Khối lượng riêng của pha lỏng: ρ1 = ρxtb = 782,302205 (Kg.m-3)  Độ giảm áp qua mâm khơ ở phần cất

hk=51×( u2

Co2)×ρG

ρ1=51×6,723768588

2

0,732 ×782,3022051,8802091 =10,38032442(mmchất lỏng)

Đối với phần chưng Vận tốc qua lỗ

u'0=ωlv '

8 %=0,4765379290,08 =5,956724111m.s-1

Khối lượng riêng của pha hơi: ρG = ρ’ytb = 1,348022589 (Kg.m-3) Khối lượng riêng của pha lỏng: ρ1 = ρ’xtb = 883,46307 (Kg.m-3).  Độ giảm áp qua mâm khơ ở phần chưng

h'k=51×(u'02

Co2)×ρG

ρ1=51×5,956724111

2

0,732 ×1,348022589883,46307 =5,181412859(mm chất lỏng)

4.2.2.2. Độ giảm áp do chiều cao mực chất lỏng

Phương pháp đơn giản để ước tính độ giảm áp của pha hơi qua mâm do lớp chất lỏng trên mâm (hl) là tính từ chiều cao gờ chảy tràn (hW), chiều cao tính tốn của lớp chất lỏng bọt trên gờ chảy tràn (hOW) và hệ số sục khí β

Tính tốn thiết kế tháp chưng cất CBHD: PGS.TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

hl = β × (hW + hOW) (mm chất lỏng) (5,17 trang 120, [8])

Ta chọn β = 0,6.

Chiều cao gờ chảy tràn hW = 50 mm.

Chiều cao tính tốn của lớp chất lỏng trên gờ chảy tràn được tính từ phương trình Francis với gờ chảy tràn phẳng.

how=43,4×(qL Lw)2/3

(mm) (5,18 trang 120, [8]) Trong đó:

qL: lưu lượng của chất lỏng (m3.phút-1).

Lw: chiều dài hiệu dụng của gờ chảy tràn (m).

 Xác định Lw

Diện tích dành cho ống chảy chuyền và gờ chảy tràn là 20% diện tích mâm, nên ta có phương trình sau:

Trong đó:

n0: góc ở tâm chắn bởi chiều dài đoạn LW.

Giải phương trình ta được: n0 = 93o12’

Suy ra: LW = Dt × sin(n0/2) = 0,4 × sin(93o12′/2) = 0,29064 (m)

 Xác định qL

Đối với mâm phần cất

qL=D× R × M60× ρxtbD=7,29560××0,20901782,302205×53,265=0,001676732 (m3.phút-1)

 how = 43,4×(0,001676732 0,29064 )2

3=1,396031615(mm)

Vậy độ giảm áp do chiều cao mức chất lỏng trên mâm ở phần cất là h1 = 0,6 × (50 + 1,396031615) = 30,83761897 (mm)

Đối với mâm phần chưng

q' L=G ' 1× MtbG' 60× ρ'xtb =32,090019×60×883,4630720,9859188=0,01270452(m3.phút-1)  h’ow = 43,4×(0,1270452 0,29064 )2 3=5,385487 (mm)

Vậy độ giảm áp do chiều cao mức chất lỏng trên mâm ở phần chưng là

h′1 = 0,6 × (50 +5,385487 ) = 33,23129 (mm)

4.2.2.3. Độ giảm áp sức căng bề mặt

Trong đó:

σ: sức căng bề mặt của chất lỏng (dyn.cm-1).

ρl: khối lượng riêng của chất lỏng (Kg.m-3).

 Ở mâm phần cất

Khối lượng riêng của pha lỏng: ρ1 = ρxtb = 783,69159 (Kg.m-3)

ttb = 60,9775 ℃

Tra bảng I.249 trang 311: ta có sức căng bề mặt của nước:

σNL= 660,3054779(dyn.cm-1).

Tra bảng I.242 trang 301: ta có sức căng bề mặt của acetone:

σAL= 18,4708125 (dyn.cm-1).

1

σ=σ1NL+σ1Al

Suy ra σ=σNL× σAL

σNL+σAL=36,941625 (dyn.cm-1)

Vậy độ giảm áp do sức căng bề mặt ở phần cất là

hR=625,54× 36,941625×10−3

783,69159×0,003=9,828893697(mm)

 Ở mâm phần chưng

Khối lượng riêng của pha lỏng: ρ’1 = ρ’xtb = 883,4630676 (Kg.m-3)

Tính tốn thiết kế tháp chưng cất CBHD: PGS.TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Tra bảng I.249 trang 311, [6]: ta có sức căng bề mặt của nước:

σ’NL= 625,1102554 (dyn.cm-1).

Tra bảng I.242 trang 301, [6]: ta có sức căng bề mặt của acetone:

σ’AL= 16,1815625 (dyn.cm-1). 1 σ '=σ '1NL+σ '1Al Suy ra σ'=σ ' NL× σ' AL σ' NL+σ' AL =15,77325702 (dyn.cm-1)

Vậy độ giảm áp do sức căng bề mặt ở phần cất là

h'R=625,54×883,463067615,77325702××0,00310−3 =3,7227752 (mm)  Cho nên độ giảm áp tổng của pha khí qua một mâm là

Phần cất ht = hk + hl + hR = 10,38032442+30,83761897+9,828893697 = 51,04683708 (mm) Hay ht = 51,04683708 × 9,81 × 783,69159 = 392,4488235 (N.m-2) Phần chưng h’t = h’k + h’l + h’R = 5,18141285+33,23129+3,7227752 = 42,13548052 (mm) Hay h’t = 42,13548052 ×9,81 × 883,4630676 = 365,178632(N.m2)

Tổng trở lực của tồn tháp hay độ giảm áp tổng cộng của toàn tháp là: (xem độ giảm áp tổng cộng của pha khí qua mâm nhập liệu bằng độ giảm áp tổng cộng của pha khí qua một mâm ở phần chưng).

∑ht=(1+9)×365,178632+13×392,448825=8753,621051(N.m-2)

4.2.3. Kiểm tra khả năng hoạt động của tháp

4.2.3.1. Kiểm tra ngập lụt khi hoạt động

Chọn khoảng cách giữa hai mâm, với đường kính tháp bằng 0,4 m là: hmâm =

0,25m = 250mm

Bỏ qua sự tạo bọt trong ống chảy chuyền, chiều cao mực chất lỏng của mâm xuyên lỗ được xác định theo biếu thức:

hd = hw + how + hl + hd’ (mm chất lỏng)

Với: hd '=0,128×( QL

100× Sd)2

(mm chất lỏng). : tiết diện giữa ống chảy chuyền và mâm.

Sd=0,8.Smâm=0,8× π 4×0,4 2=0,100531 (m2)  Phần cất QL=60.qL=60×0,001676732=0,10060392 (m3.h-1) ⇒hd=0,128⋅( 0,10060392 100×0,100531)2 =0,000012819 (mm chất lỏng) Vậy chiều cao mực chất lỏng ở phần cất là:

hd = 50+1,396031615+51,04683708+0,000012819 = 102,4428815 (mm) Kiểm tra: hd=115,163897<hm âm

2 =2502 =125 mm, đảm bảo khi hoạt động các mâm phần cất sẽ không bị ngập lụt.  Phần chưng QL=60.qL=60×0,01270452=0,762271295 (m3.h-1) ⇒hd'=0,128⋅( 0,762271295 100×0,100531)2 =0,000735918 (mm chất lỏng) Vậy chiều cao mực chất lỏng ở phần chưng là:

h’d = 50+5,385487+42,13548052+0,000735918 =97,52170386 (mm)

Kiểm tra: h'd=97,52170386<hmâm

2 =2502 =125 mm, đảm bảo khi hoạt động các mâm phần chưng sẽ khơng bị ngập lụt

4.2.4. Tính tốn chiều cao tháp

Chiều cao của thân tháp

 Ht hân=23×(0,25+0,002)+0,8=6,596 (m)

Hnắp=Hđáy=hb+hgờ=0,1+0,025=0,125(m)

Vậy chiều cao của tháp là

H = Hthân + Hđáy + Hnắp = 6,596 + 0,125×2 = 6,846 (m)

4.3. Tính tốn cơ khí tháp

4.3.1. Bề dày thân tháp

Vì tháp chưng cất hoạt động ở áp suất thường nên ta thiết kế thân hình trụ bằng phương pháp hàn giáp mối ( phương pháp hồ quang). Thân tháp được ghép với nhau bằng các mối ghép bích.

Tính tốn thiết kế tháp chưng cất CBHD: PGS.TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm và khả năng ăn mòn của acetone đối với thiết bị, ta chọn vật liệu chế tạo thân tháp là inox SUS 304. Tháp làm việc ở áp suất khí quyển, nên ta chỉ cần tính thân chịu áp suất trong.

4.3.1.1. Áp suất tính tốn

Tháp làm việc ở áp suất khí quyển, nên ta chọn áp suất tính tốn:

tt cl tl đinh

P P h P (N.m-2) (4-8) Với : áp suất thủy tĩnh do chất lỏng ở đáy

Chọn áp suất sao cho tháp hoạt động ở điều kiện nguy hiểm nhất mà vẫn an tồn:

Pcl=ρx× g× H=ρxtb+2ρ 'xtb× g× H Pcl=783,69159+883,4630

2 ×9,81×6,846=55982,43668 (N.m-2)

 Ptt = 55982,43664 + 98100 + 8153,621051 = 162836,0577(N.m-2) = 0.16283606 (N/mm2)

Chọn nhiệt độ tính tốn là nhiệt độ đáy ttt = tđáy = 100oC

4.3.1.2. Xác định bề dày thân chịu áp suất trong

Ta chọn phương pháp chế tạo thân là phương pháp hàn hồ quang điện bằng tay nên hệ số mối hàn: φh=1

Ứng suất cho phép giới hạn bền xác định theo công thức XIII.1 và bảng XIII.3, [7] [σk]=σk nk=515×10 6 2.6 =198,077×10 6

Ứng suất cho phép giới hạn chảy xác định theo cơng thức XIII.2 và bảng XIII.4, [7]

[σc]=σc

nc=205×10

6

1.5 =136,67×106 (N.m-2)

Ta lấy giá trị bé hơn trong hai kết quả trên để tính tốn. Xét tỷ số:

[σ]

Pttφh=162836,0577136.67×106 ×1=839,31>50

Do đó, bề dày tính tốn của thân theo cơng thức (XIII.8 trang 360, [7]):

St'= Dt.Ptt

2.[σ].φh=2×0,4136.67×162836,0577×106×1=0,238

(mm)

Mà bề dày thực của thân tháp là: (mm) (4-10)

Trong đó: (4-11)

- : hệ số bổ sung do ăn mịn hóa học, phụ thuộc vào tốc độ ăn mịn của chất lỏng. Chọn tốc độ ăn mòn của acetone là 0,1 (mm/năm), thiết bị hoạt động trong 20 năm. Do đó mm.

- : hệ số bổ sung do bào mòn cơ học, chọn mm. - : hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, chọn mm. - : hệ số bổ sung qui tròn, chọn Co=1,762 mm. ⇒C=Ca+Cb+Cc+C0=3,762 (mm) Suy ra: St=0,238+3,762=4 (mm) Kiểm tra độ bền: St−Ca Dt =4−2400 =0,005<0,1

(thỏa điều kiện) Kiểm tra áp suất cho phép trong thân thiết bị:

σ=[Dt(S−Ca)]× po 2×(S−Ca)×φ ≤ σc 1.2 Po = Pth + Pcl Pth = 1,5× Ptt = 1,5 × 164627,0211 = 244254,0866 (N.m-2) Po = 244254,0866 + 55982,43668 = 302885,0069 (N.m-2) Cho nên σ=¿¿ ↔[(0.4+(0,004−0,002))×302885,0069] (2×(0,004−0,002)×1) ≤ 205×106 1.2 ↔30,44×106≤170.83×106(N.m-2) Vậy thỏa điều kiện

Kết luận: Bề dày thực của thân tháp: St = 4 (mm)

4.3.2. Đáy và nắp thiết bị

Chọn đáy và nắp có dạng là elip tiêu chuẩn, có gờ inox SUS 304. Đáy và nắp làm việc chịu áp suất trong:

Tính tốn thiết kế tháp chưng cất CBHD: PGS.TS. Lương Huỳnh Vủ Thanh

Hình 4-7 Đáy nắp elip có gờ tiêu chuẩn [7]

Do đáy (nắp) có lỗ làm việc chịu áp suất trong nên:

(4-12) Với : hệ số khơng thứ ngun

(XIII.48 trang 385) : đường kính lớn nhất ( hay kích thước lớn nhất của lỗ khơng phải hình trịn), của lỗ khơng tăng cứng. Chọn đường kính lỗ ống hơi của đáy và nắp tháp

mm. →k=1−0,10,4=0,75 Chọn nhiệt độ tính tốn: oC. Suy ra: [σk] Ptt ⋅k⋅φh=198,077×106 162836,0577 ×0,75×1=912,315>30

Chiều dày tính tốn được xác định theo cơng thức (XIII.47 trang 385 [7]):

(4-13) Với : chiều cao phần lồi của đáy ( m) (XIII.10 trang 384).

⇒S'= 0,4×162836,0577

3,8×198.077.106×0,75×1×

0,4

2.0,1=0,00023(mm)

Trong đó: hdlàhiều cao phần lồi của đáy (hd=0.1m¿

Tra bảng XIII.11 trang 384 [7] ta được chiều cao gờ của đái nắp hgờ = 0.025 (m).

Chiều dày thực của đáy được xác định như sau:

(4-14) được tính giống như phần xác định bề dày thân: C=2,99977 (mm), nên:

Snắp=Sđá y=2,99977+0,00023=3 (mm) Vì mm nên tăng thêm 2 mm (trang 386, [7]).