CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT BỊ
TÍNH TỐN THIẾT BỊ
4.1Tính tốn cho thiết bị chính:
4.1.1 Thiết bị nhiệt phân:
− Lượng nhựa lỏng đưa vào thiết bị nhiệt phân là: 203,75 kg/h.
− Lượng thể tích nhựa lỏng nhập liệu: Nhựa cĩ d = 1160 kg/m3
− Lượng khí sinh ra khi nhiệt phân: 176,67 kg/h. Mà khí cĩ dkhí = 0,74 g/cm3 = 740 kg/m3. Vậy
Vậy tổng thể tích của thiết bị là:
Vthiết bị = + = 0,1756 + 0,2387 = 0,4143 m3.
− Chọn thiết bị nhiệt phân là thiết bị thân hình trụ đương kính D, nắp elip cĩ gờ h4 = 0,25D, phần trụ trống khơng chứa khí cĩ chiều cao h3, phần trụ chứa dịch lỏng cĩ chiều cao h2 = 1,5D, phần đáy cĩ chiều cao h1 = 0,8D.
Thể tích lỏng của thiết bị: = = (1,5D + )= 1,39.D3.
Thể tích của phần khí của thiết bị chiếm 57% tổng thể tích cĩ thể chứa của thiết bị, ta cĩ:
Vkhí = = = 1,8526.D3
Suy ra: h3 = 2,36.D
− Tổng thể tích của thiết bị là:
Vthiết bị = + Vkhí = 1,39.D3 + 1,8526.D3 = 3,2426D3
Từ đĩ, cơng thức tính đường kính lớp trong của thiết bị D như sau: D = = = 0,5 m.
Suy ra: D = 0,5 m h1 = 126 mm h2 = 0,756 m h3 = 1,19 m h4 = 126 mm. Vậy chiều cao của thiết bị nhiệt phân là:
Hthiết bị = h1 +h2 + h3 +h4 = 0,126 + 0,756 + 1,19 + 0,126 = 2,198 m.
Thiết bị nhiệt phân được chế tạo từ hai lớp, lớp ngồi sẽ bọc quanh thiết bị từ phần đáy cho đến hết dưới mặt bích 100mm của thiết bị, phần đáy thiết bị cũng là hình elip cĩ gờ như phần đáy lớp trong của thiết bị.
Như vậy thể tích lớp ngồi của thiết bị là: Vlớp ngồi = Vđáy ngồi + Vtrụ ngồi
Mà Vlớp ngồi sẽ là thể tích của khĩi lị để gia nhiệt cho thiết bị Vlớp ngồi = = = 0,25 m3
Đường kính của lớp ngồi thiết bị được tính theo cơng thức:
Dlớp ngồi = D + 2x với x: khoảng cách của lớp ngồi thiết bị và lớp trong của thiết bị.
− Thể tích của đáy ngồi thiết bị: Vđáy ngồi =
− Thể tích hình trụ ngồi của thiết bị: Vtrụ ngồi = = 1,846..
Vậy thể tích lớp ngồi của thiết bị là: Vlớp ngồi = Vđáy ngồi + Vtrụ ngồi = + 1,846.. Thế D vào cơng thức ta tính được x = 0,05 m
Vậy đường kính ngồi của thiết bị sẽ là: Dlớp ngồi = ( 0,5 + 2.0,05) = 0,6 m.
4.1.1.1Tính thân thiết bị
Bề dày thân hình trụ được tính theo cơng thức sau: . 2. . t k cp mh D p C δ σ ϕ = +
Trong đĩ: Dt : đường kính trong của thiết bị (m).
cp
σ
: ứng suất cho phép của vật liệu (MN/m2). : hệ số của mối hàn.
Ck : hệ số bổ sung do ăn mịn, bào mịn. P : áp suất làm việc của thiết bị (MPa).
+ Vật liệu chế tạo:
Tra bảng XIII.9 trang 364 sổ tay QTTB tập 2 ta thấy thép X18H10T
phù hợp với thân hình trụ hàn được dùng với thiết bị làm việc ở áp suất thường, X18H10T là loại thép khơng rỉ thành phần gồm: C,Ni,Cr,Mo,Ti Thép X18H10T:
Khối lượng riêng: .
Hệ số giãn khi kéo ở nhiệt độ 0C: , 1/0C
+ Xác định σcp
Ứng suất cho phép của thép X18H10T theo bảng XIII.4 trang 357 sổ tay QTTB tập 2 được xác định theo cơng thức XIII.1 và XIII.2 trang 355 sổ tay QTTB tập 2:
Thép cacbon làm việc ở nhiệt độ > 4200C: Hệ số điều chỉnh
Tra bảng XIII.2.8 trang 356 STTB tập 2
Tra bảng XIII.3 trang 356 STTB tập 2 Hệ số an tồn kéo:
Hệ số an tồn kéo: .