Chiều cao bồn cao vị được đặt sao cho thắng được các trở lực của các đường ống. Chọn đường kính ống dẫn nguyên liệu d=50mm
Khối lượng riêng dòng nhập liệu ρF = 1058 kg/m3
Độ nhớt động học cùa dung dịch đường nhập liệu: μ= 0,8*10-3 N.s/m2 Mặt cắt (1-1) là mặt thoáng chất lỏng trong bồn cao vị.
Mặt cắt (2-2) là mặt cắt tại vị trí nhập liệu ở tháp. Phương trình Bernolli cho 2 mặt cắt được:
Z1+ = Z2+ h1-2
⇒ H = Z1 – Z2 = + + h1-2
Với: Z1 là độ cao mặt thoáng (1-1) so với mặt đất. Z2 là độ cao mặt thoáng (2-2) so với mặt đất.
Chọn p1 = Pa = 1at, p2 = Pa + ∆P = , α1 = α2=1, v1 = 0(m/s), v2 = vF vF = = = 0,26 (m/s)
h1-2 = (∑ξ +)* − Tính λ:
Chuẩn số Re: ReF = = = 17192,5> 10000
Chuẩn số Re giới hạn: Regh = 6*()8/7 = 6*(8/7 = 3301,1
Chuẩn số Re khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám: Ren = 220*)8/7 = 121039,1 ⇒ Regh < ReF < Ren
Vậy lưu chất nằm trong khu vực quá độ của chế độ chảy xoáy rối. Theo Sổ tay tập 1 trang 379 có công thức tính như sau:
λ = 0,1* + )0,5 = 0,1*( + )0,5 = 0,011 − Tính ∑ξ
Hệ số trở lực các ống nối là ξ1=1,1 Hệ số đột thu ξ2 = 0,5
Hệ số trở lực qua van (chọn van thẳng d=0,05m): ReF>3*105 nên ξ3 = 0,79 Hệ số trở lực của ống ba ngã: ξ4 = 1,2 ⇒ ∑ξ = 1,1*4 + 0,5*2 + 0,79*3 + 1,2*2 = 10,17 − Chọn l=20m ⇒ h1-2 = (∑ξ + )* = (10,17+ )* = 0,05 Chiều cao H = Z1 – Z2 = + + h1-2 = + + h1-2 = + + 0,05 = 2,42m
Vậy chiều cao đặt bồn cao vị là 2,5m
6.2.TÍNH BƠM
6.2.1. Bơm nhập liệu
Khoảng cách từ ống nhập liệu đến đáy giá đỡ thiết bị, chọn chiền cao giá đỡ là 1m Z1 = 0,25+1,5+2+0,35+1= 5,1m
Quy tròn Z1=5m
Vậy khoảng cách từ mực chất lỏng trong tháp đến bơm: Hbơm = Hcao vị + Z1 = 2,5 + 5 = 7,5
Nghĩa là cột áp bơm là 7,5m
Từ giản đồ II.32 trang 443 Sổ tay tập 1 ta chọn bơm thuộc bơm ly tâm. Công suất bơm: N= = = 0,046 (kW)
η là hiệu suất bơm li tâm (0,8% - 0,85%) Dự phòng ta dùng bơm có công suất 0,1 kW
X: là bơm li tâm 1-3 cấp, nằm ngang, để bơm chất lỏng có khống lưởng riêng nhỏ hơn 1850(kg/m3)
Tra bảng trang 448, Sổ tay 1:
Loại bơm toàn phầnÁp suất Số vòngquay Nhiệt độ chấtlỏng (oC) Trục
X 10 - 143 1450 - 2900 40-90 Thép 45, thép 06XH28MT
6.2.2. Bơm tháo liệu
Công suất bơm: N= (kW) η = 0,85: hiệu suất của bơm.
ρ = 1100,92 kg/m3: khối lượng riêng tháo đường mía ở nhiệt độ sôi. Q= = = 0,000303 (m3/s)
Phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2: Z1 + + + H =Z2++ +h1-2 Với v1= v = = = 0,429m/s Với:v2=0 m/s2 ρ1=0,75 at ρ2=1,033 at μ=1,06*10-3N.s/m2
Chiều cao từ mặt thoáng bể tháo liệu xuống đất là Z2 = 2m Chọn dhút= 30 mm (bằng đường kính ống dẫn tháo liệu) Chuẩn số Reynolds: Re = = = 13366,83 Hệ số ma sát: λ= = = 0,0294 Tổng hệ số tổn thất cục bộ:∑ξ = 2* ξ1 + 0*ξ2 + ξ3 + 0* ξ4 = 2*1,1+ 0 + 0,79+0= 2,99 Hệ số trở lực các ống nối là ξ1=1,1 Hệ số đột thu ξ2 = 0,5
Hệ số trở lực qua van (chọn van thẳng d=0,05m): ReF>3*105 nên ξ3 = 0,79 Hệ số trở lực của ống ba ngã: ξ4 = 1,2
Chiều dài ống tháo liệu đến bể chứa là: l=10 m Tổng tổn thất:
h1-2=( + ∑ξ) = (0,0294* + 2,99) = 0,11 m Cột áp của bơm: H = (2-0,9)+ + 0,11 = 1,47 m
Chọn H= 1,5m
Công suất của bơm: N= = 0,006 (kW)
6.2.3. Bơm chân không
Công suất bơm: N= (kW)
η = 0,95: hiệu suất của bơm chân không
ρ = 997 kg/m3: khối lượng riêng tháo đường mía ở nhiệt độ sôi Q= = = 0,004 m3/s
Phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1-1 và 2-2: Z1 + + + H =Z2++ +h1-2
Với v1=v= = = 0,51m/s v2=0 m/s2 ρ1=0,75 at ρ2=1,033 at μ=0,801*10-3N.s/m2
Chiều cao từ mặt thoáng bể nước xuống đất là: Z1 = 2 m
Chiều cao từ mặt thoáng thiết bị baromet xuống đất là Z2 = 8,2 m
Chọn dhút =100mm đường kính cửa vào thiết bị của nước là d = 100 mm Chuẩn số Reynolds: Re = = = 63479,4 Chọn ống thép CT.3 nên độ nhám ε = 0,2 mm Hệ số ma sát: λ= 0,1*(1,46* + )0,25 = 0,1*(1,46* + )0,25 = 0,0258 Tổng hệ số tổn thất cục bộ:∑ξ= ξ1 + ξ2 + ξ3 + 0* ξ4 = 1,1+ 0,5 + 0,79+0= 2,39 Hệ số trở lực các ống nối là ξ1=1,1 Hệ số đột thu ξ2 = 0,5
Hệ số trở lực qua van (chọn van thẳng d=0,05m): ReF>3*105 nên ξ3 = 0,79 Hệ số trở lực của ống ba ngã: ξ4 = 1,2
Chiều dài ống tháo liệu đến bể chứa là: l=15 m Tổng tổn thất:
h1-2=( + ∑ξ) = (0,0258* + 2,39) = 0,083 m Cột áp của bơm: H =(8,2-2)+ + 0,083= 6,57 m