g. Nhiệt độ sôi thực tế của dung dịc hở mỗi nồi
5.2.3 Bề dày thành buồng bốc
Vật liệu bằng thép ,bề dày được tính theo công thức: S= + C (m); [6,360] Đường kính buồng bốc =2,2(m);
P: áp suất trong thiết bị (N/m2);
: hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc;
=131,54.106: ứng suất cho phép của thép theo giới hạn bền (trang 31) P= = + g..H, (N/m2)
Với : khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3); H: chiều cao cột chất lỏng (m);
• Nồi 1
= = 603 > 50 Vậy ta có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu
Ta có:
S=+C(m) = + 1,8.10-3 = 3,623.10-3 (m) Vậy chọn S=4 (mm).
- Kiểm tra ứng suất
= 1,5.1,81.9,81.104 + 9,81.1254,5.2,4 = 295877,448 (N/m2) = = = 156.106 < 200.106 (N/m2) Vậy chọn S=4 (mm). • Nồi 2 Ta có:P= 0,26.9,81.104+9,81.1068,048.2,4= 50652,122 (N/m2) ⇒= .0,95 = 2467 > 50
Vậy ta có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu Ta có:
S=+C(m) = + 1,8.10-3= 2,246.10-3
Vậy chọn S=2,3 (mm). -Kiểm tra ứng suất
= 1,5.0,26.9,81.104+9,81.1068,048.2,4 = 63405,122 (N/m2) =
= = 146,866.106 < 200.106
Vậy chọn S=2,3 (mm).
Vậy ta chọn bề dày thành buồng bốc của cả 2 nồi là S=4 (mm).
Thiết kế nắp cho cả 2 nồi theo hình elip có gờ,vật liệu bằng thép cacbon =.+C,(m) [6,385])
Với
hb: là chiều cao phần lồi của đáy (m); : hệ số bền của mối hàn hướng tâm; = 0,95; k: là hệ số không thứ nguyên hb = 0,25.Db = 0,25.2,2 = 0,6 (m) k = 1- = 1 - = 0,932 d; đường kính lớn nhất của lổ (chọn d =0,15); P = Pht + Pth = 9,81.Pht.104 +9,81. .Hb(N/m2) = .b + dm(1-b) Trong đó:
: khối lượng riêng của rắn hòa tan. b: nồng độ dung dịch.
dm: khối lượng riêng của dung môi.
• Nồi 1:
Ta có: P = 1,81.9,81.104+9,81.1254,5.2,4= 207096,948(N/m2) Mà ta lại có:
= . 0,906.0,95 = 547 > 30
Vậy ta bỏ qua đại lượng P ở mẫu
Sn = . +1,8.10-3 = 3,7.10-3 (m) Vì S-C=(3,7-1,8).10-3 = 1,9.10-3<10.10-3m
Nên tăng thêm C là 2 (mm). Suy ra C = 3,8.10-3 (m).
Khi đó S=5,7.10-3(m). Ta chọn S=6 (mm).
- Kiểm tra ứng suất thành:
Ta có: P0 = 1,5.1,81.9,81.104+9,81.1254,5.2,4= 295877,448 (N/m2) σ =; [6,387]
Suy ra:
σ = = 87.106 < 200.106 (N/m2 )
Vậy chọn chiều dày nắp buồng bốc là 6 (mm)
• Nồi 2
Ta có: P = 0,26.9,81.104+9,81.1068,048.2,4= 50652,122(N/m2) Mà ta lại có:
= .0,906.0,95 = 2235,177 > 30 Vậy bỏ qua đại lượng P ở mẫu
Sn = ..10-3 = 2,3.10-3 (m)
Vì S - C = (2,3-1,8).10-3 = 0,5.10-3 (m) <10.10-3 (m) Nên tăng thêm C là 2 (mm)
Suy ra C= 3,8.10-3 (m). Khi đó S= 4,3.10-3 (m). Ta chọn S= 4,5 (mm).
- Kiểm tra ứng suất thành:
Ta có: P0= 1,5.0,26.9,81.104+9,81.1068,048.2,4 = 63405,122(N/m2) σ = σ = (CTXIII.49/trang 386-[6])
Suy ra: σ = = 29.106 < 200.106(N/m2 )
Vậy chọn chiều dài nắp buồng bốc là 4,5 (mm).
5.3. Đường kính các ống dẫn
Phương trình lưu lượng: Vs = (m3/s) [6,74] => d= (m)
Với:
Vs: là lưu lượng khí (hơi) hoặc dung dịch chảy trong ống (m3/s); : là tốc độ thích hợp của khí (hơi) hoặc dung dịch đi trong ống (m/s); Chọn = 30m/s
Vs = W.v
Với:
W: là lưu lượng khối lượng (kg/s); v: là thể tích riêng (m3/kg) [5,314]; 5.3.1. Đường kính ống dẫn hơi đốt • Nồi 1: W = = = 1,35 (kg/s) Ở nhiệt độ t = 142,9 (0C), P = 4 (at) => v = 0,473 (m3/kg) Nên d = = 0,165 (m)
Chọn d =200 (mm) với đường kính ngoài 219 (mm) [6,409]
• Nồi 2
D2 = W1 = 3929 (kg/h) W = = = 1,091 (kg/s)
Ở nhiệt độ: t = 115,4 (0C), P = 1,75(at) => v = 1,026(m3/kg) Nên d = =0,218 (m)
Vậy chọn đường kính trong ống dẫn hơi đốt cho cả hai nồi là 300 với đường kính ngoài là 325 (mm).
5.3.2. Đường kính ống dẫn hơi thứ
• Nồi 1
Đường kính trong ống dẫn hơi thứ nồi 1 bằng đường kính ống dẫn hơi đốt nồi 2 là 300 (mm) với đường kính ngoài là 325 (mm).
• Nồi 2
Ở nhiệt độ: t = 65,5 (0C), P =0,26 (at) => v =6,654 (m3/kg) (I.251/trang314-[5])
W = = = 0,992 (kg/s) Nên d = = 0,529 (m)
Chọn d = 600 (mm) với đường kính ngoài là 620 (mm).
5.3.3. Đường kính ống dẫn dung dịch
• Vào thiết bị gia nhiệt
W = = = 2,778 (kg/s)
Giả sử dung dịch đầu có: t = 60(0C), CNaCl = 10% => dd = 1052,4 (kg/m3)
=> v = 1/ = 1/1052,4 = 0,95.10-3 (m3/kg) Chọn = 3 (m/s);
Nên d = = 0,033 (m) Chọn d = 40 (mm)
• Từ thiết bị gia nhiệt vào nồi 2
Giả sử dung dịch có t = 70,9(0C), CNaCl = 10% => dd = 1046,055 (kg/m3)
Chọn = 3 (m/s) Nên d = = 0,034(m)
Chọn d = 40 (mm) với đường kính ngoài là 45 (mm).
• Từ nồi 2 vào nồi 1
Ta có:
W = = = 1,786 (kg/s)
Dung dịch sau khi ra khỏi nồi 2 có C =16% và t = 70,9 (0C) => = 1097,2 (kg/m3)
v =1/ = 1/1097,2 = 0,911.10-3 (m3/kg) Chọn = 3 (m/s)
Nên d = = 0,026 (m)
Chọn d =40 (mm) với đường kính ngoài là 45(mm).
• Ra khỏi nồi 1 đến thùng chứa sản phẩm
Lưu lượng khối lượng của dung dịch sau khi ra khỏi nồi 1 là:
Ta có: W = = = 0,694 (kg/s) Ta có: C = 40% và t =117,9 (0C) =1240,2 (kg/m3) v = 1/ = 1/1240,2 = 0,806.10-3(m3/kg) Chọn = 3 (m/s) Nên d = = 0,0154 (m)
Chọn d = 20 (mm) với đường kính ngoài là 25 (mm)
Kết luận: Chọn đường kính trong ống dẫn dung dịch của toàn bộ hệ thống là 40 (mm) và đường kính ngoài là 45 (mm).