đồ án chính thức

Đồ Án Môn Học QT&TB GVHD : Nguyễn Văn Hoàn

Bộ Công Thương Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt NamTrường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

*~ ○*○~*

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ Số…………..

Họ và tên SV : Nguyễn thị Huệ Lớp : ĐH Hóa 2- Khóa 5 Khoa : Công Nghệ Hóa HọcGiáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Hoàn

NỘI DUNG

Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều, phòng đốt ngoài .Cô đặc dung dịch KNO với năng suất 9100 kg/h ,chiều cao ống gia nhiệt h =2m .

Các số liệu ban đầu : -Nồng độ đầu của dung dịch là 10%-Nồng độ cuối là 24 % -Áp suất hơi đốt nồi 1 là : 6 at-Áp suất hơi ngưng tụ là : 0,24 at

TT Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng1 Vẽ dây chuyền sản xuất A4 012 Vẽ nồi cô đặc A0 01

PHẦN THUYẾT MINH1. Mở đầu 2. Vẽ và thuyết minh dây truyền sản xuất.3. Tính toán thiết bị chính4. Tính toán và chọn các thiết bị phụ5. Tính toán cơ khí 6. Tổng kết

1


Mục lục………………………………………………………………………Trang

Chương I.Giới thiệu chung………………………………………………4

I- Lời mở đầu và giới hiệu về dung dịch KNO3…………………….4

II- Hình vẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất dung dịch KNO3....6

Chương II.Tính toán thiết bị chính……………………………………...8

I- Tính Cân bằng vật liệu………………………………………………..8

1- Tính toán lượng hơi thứ ra khỏi hệ thống

2- Tính toán lượng hơi thứ ra khỏi từng nồi cô đặc

3- Nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi mỗi nồi

II-Tính cân bằng nhiệt lượng……………………………………...……..9

1- Áp suất chung của hệ thống

2- Áp suất, nhiệt độ của hơi đốt vào mỗi nồi

3- Áp suất, nhiệt độ của hơi thứ ra khỏi mỗi nồi

4- Tính tổn thất nhiệt lượng cho từng nồi

5- Tính hiệu số nhiêt độ hữu ích cho từng nồi

6- Thiết lập PTCB nhiệt lượng để tính lượng hơi đốt , hơi thứ các

nồi.

7- Tính hệ số cấp nhiệt và nhiệt trung bình từng nồi

8- Tính hệ số truyền nhiệt của từng nồi

9- So sánh ∆t hữu ích và ∆t giả thiết

10- Tính bề mặt truyền nhiệt.

Chương III.Tính thiết bị phụ…………………………………………...31

I- Tính thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu(ống chùm)………………….31

II- Thiết bị ngưng tụ baromet ………………………………………39

III- Tính Bơm…………………...……………………………………48

2


IV- Thùng cao vị ……...…………………………………………....52

V- Một số chi tiết khác…………………………………..……...….60

Chương IV.Tính toán cơ khí và lựa chọn thiết bị……………………61

I- Tính buồng đốt……………………………………………….…..61

II- Tính buồng bốc………………………………………………….69

III- Tính bích nối……………………………………………………73

IV- Tính toán một số chi tiết khác ………………………………...75

Chương V. Kết luận chung……………………………………………88

Chương VI . Phụ lục …………………………………………………...90

3


Chương I:

GIỚI THIỆU CHUNG

I. Lời mở đầu và giới thiệu chung về dung dịch KNO3

1- Lời mở đầu

Trong thời kỳ đất nước đang trong quá trình phát triển theo hướng

công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì nền công nghiệp của nước ta

đang phát triển mạnh kéo theo sự phát triển của ngành sản xuất các hợp

chất hóa học,bởi các hợp chất hóa học có ứng dụng vô cùng quan trọng để

các ngành khác phát triển.

Trong kỹ thuật sản xuất công nghiệp hóa chất và các ngành khác,

thường phải làm việc với các hệ dung dịch rắn tan trong lỏng, hoặc lỏng

trong lỏng. Để nâng cao nồng độ của dung dịch theo yêu cầu của sản xuất

kỹ thuật người ta cần dùng biện pháp tách bớt dung môi ra khỏi dung dịch.

Phương pháp phổ biến là dùng nhiệt để làm bay hơi còn chất rắn tan không

bay hơi, khi đó nồng độ dung dịch sẽ tăng lên theo yêu cầu mong muốn.

Thiết bị dùng chủ yếu là thiết bị cô đặc ống tuần hoàn trung tâm, tuần hoàn

cưỡng bức, phòng đốt ngoài, …trong đó thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài

được dùng phổ biến vì thiết bị này có cấu tạo và nguyên lý đơn đơn giản,

dễ vận hành và sửa chữa, hiệu suất xử dụng cao… dây truyền thiết bị có thể

dùng 1 nồi, 2 nồi, 3 nồi…nối tiếp nhau để tạo ra sản phẩm theo yêu cầu.

trong thực tế người ta thường xử dụng thiết hệ thống 2 nồi hoặc 3 nồi để có

hiệu suất xử dụng hơi đốt cao nhất, giảm tổn thất trong quá trình sản xuất.

Để bước đầu làm quen với công việc của một kỹ sư hóa chất là thiết kế một

thiết bị hay hệ thống thực hiện một nhiệm vụ trong sản xuất ,em được nhận

đồ án môn học : “Quá trình và thiết bị Công nghệ Hóa học”.Việc thực hiện

đồ án là điều rất có ích cho mỗi sinh viên trong việc từng bước tiếp cận với

việc thực tiễn sau khi đã hoàn thành khối lượng kiến thức của giáo trình

4


“Cơ sở các quá trình và thiết bị Công nghệ Hóa học “ trên cơ sở lượng kiến

thức đó và kiến thức của một số môn khoa học khác có liên quan,mỗi sinh

viên sẽ tự thiết kế một thiết bị , hệ thống thiết bị thực hiện một nhiệm vụ kĩ

thuật có giới hạn trong quá trình công nghệ .Qua việc làm đồ án môn học

này, mỗi sinh viên phải biết cách sử dụng tài liệu trong việc tra cứu ,vận

dụng đúng những kiến thức,quy định trong tính toán và thiết kế,tự nâng cao

kĩ năng trình bày bản thiết kế theo văn bản khoa học và nhìn nhận vấn đề

một cách có hệ thống.

Trong đồ án môn học này , nhiệm vụ cần phải hoàn thành là thiết kế hệ

thống cô đặc hai nồi xuôi chiều có phòng đốt ngoài kiểu đứng làm việc liên

tục với dung dịch KNO3,năng suất 9100kg/h, nồng độ dung dịch ban đầu

10%, nồng độ sản phẩm 24%.

2.Giới thiệu về dung dịch KNO3

• Định nghĩa:Kali nitrathay còn gọi là diêm tiêu kali, có công thức là KNO3

• Tính chất vật lý và hóa học : - KNO3là chất lỏng ở dạng những tinh thể, có chứa 13,8% N, 44% K, còn lại là O, nó bị tà phương nóng chảy ở 334 C. Không hút ẩm, tan nhiều trong nước ( ở 20 C là 32g/100g nước )và độ tan tăng nhanh theo nhiệt độ nên rất dễ kết tinh lại. Nó khó tan trong rượu và ete .Ở 400 C, KNO3 phân huỷ thành kali nitrit và giải phóng oxi: KNO3 = KNO2+ ½O2

Do đó ở nhiệt độ nóng chảy KNO3 là chất oxi hoá mạnh, nâng số oxi hoá của Mn, Cr lên số oxi hoá cao hơn. -Hỗn hợp của KNO3 và các hợp chất hữu cơ sẽ cháy dễ dàng và mãnh liệt. Hỗn hợp gồm 75% KNO3, 10% S, 15% than là thuốc súng đen.• Ứng dụng KNO3 :

+được dùng làm phân bón+chất bảo quản thịt+ dùng trong công nghệ thủy tinh, công nghệ luyện kim+được dùng làm thuốc nổ công nghiệp…

•Cách khai thác và điều chế KNO3:

Ở nước ta nhân dân thường khai thác diêm tiêu từ phân dơi hay đúng hơn từ đất ở trong các hang có dơi ở. Phân dơi trong các hang đó lâu ngày bị phân huỷ giải phóng khí NH3. Dưới tác dụng của một số vi khuẩn, khí

5


NH3 bị oxi hoá thành nitrơ và axit nitric. Axit này tác dụng lên đá vôi tạo thành Ca(NO3)2, muối này một phần bám vào thành hang, một phần tan chảy ngấm vào đất trong hang. Người ta lấy đất hang này trộn kĩ với tro củi rồi dùng nước sôi dội nhiều lần qua hỗn hợp đó để tách ra KNO3 :

Ca(NO3)2 + 2KNO3 + CaCO3

Phương pháp này cho phép chúng ta sản xuất được một lượng diêm tiêu tuy ít ỏi nhưng đã thoã mãn kịp thời yêu cầu của quốc phòng trong cuộc kháng chiến chống Pháp trước đây.

II.Sơ đồ dây chuyền sản xuất và thuyết minhHệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều làm việc liên tục

-Dung dịch đầu KNO3 10% được bơm (2) đưa vào thùng cao vị (3) từ thùng chứa (1) , sau đó chảy qua lưu lượng kế (4) vào thiết bị trao đổi nhiệt (5). Ở thiết bị trao đổi nhiệt dung dich được đun nóng sơ bộ đến nhiệt độ sôi rồi đi vào nồi (6). Ở nồi này dung dich tiếp tục được dung nóng bằng thiết bị đun nóng kiểu ống chùm, dung dịch chảy trong các ống truyền nhiệt hơi đốt được đưa vào buồng đốt để đun nóng dung dịch. Một phần khí không ngưng được đưa qua của tháo khí không ngưng.Nước ngưng được đưa ra khỏi phòng đốt bằng cửa tháo nước ngưng. Dung dịch sôi, dung môi bốc lên trong phòng bốc gọi là hơi thứ. Hơi thứ trước khi ra khỏi nồi cô đặc được qua bộ phận tách bọt nhằm hồi lưu phần dung dịch bốc hơi theo hơi thứ qua ống dẫn bọt. -Dung dịch từ nồi (6) tự di chuyển qua nồi thứ 2 do đó sự chênh lệch áp suất làm việc giữa các nồi, áp suất nồi sau < áp suất nồi trước. Nhiệt độ của nồi trước lớn hơn của nồi sau do đó dung dịch đi vào nồi thứ (2) có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch sẽ được làm lạnh đi và lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi một lượng nước gọi là quá trình tự bốc hơi. -Dung dịch sản phẩm của nồi (7) được đưa vào thùng chứa sản phẩm (10). Hơi thứ bốc ra khỏi nồi (7) được đưa vào thiết bị ngưng tụ Baromet (8).Trong thiết bị ngưng tụ, nước làm lạnh từ trên đi xuống, ở đây hời thứ được ngưng tụ lại thành lỏng chảy qua ống Baromet ra ngoài còn khí không ngưng đi qua thiết bị thu hồi bọt (9) rồi đi vào bơm hút chân không (11).

6


Chú giải: 1. Thùng chứa lượng nước đầu 2. Bơm 3. Thùng cao vị 4. Lưu lượng kế 5. Thiết bị trao đổi nhiệt

6,7. Nồi cô đặc 8. Thiết bị ngưng tụ Baromet 9. Bộ phận thu hồi bọt 10. Thùng chứa sản phẩm 11. Bơm chân không

7


Chương II :

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

Các số liệu ban đầu

Năng suất tính theo dung dịch đầu: Gđ = 9100 kg/hNồng độ đầu : xđ = 10%

xc = 24%P hơi đốt nồi 1 : Phd1 = 6 atP hơi ngưng tụ : Png = 0,24 at

I. Tính cân bằng vật liệu.1 - Tính toán lượng hơi thứ ra khỏi hệ thống .

Từ công thức( VI.1-ST2- T55):

Ta có tổng lượng hơi thứ của hệ thống là :

W = 9100× = 5308,33 (Kg/h)

2 - Lượng hơi thứ ra khỏi mỗi nồi.

Chọn tỷ lệ phân bố hơi thứ của hai nồi như sau :

W1 : W2 = 1 : 1,03

Trong đó : W1: lượng hơi thứ ra khỏi nồi 1

W2: lượng hơi thứ ra khỏi nồi 2

Từ cách chọn tỷ lệ đó thì ta tính được lượng hơi thứ bốc ra ở

mỗi nồi theo hệ phương trình sau:

(Kg/h)

8


3- Nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi mỗi nồi.

Lượng dung dịch ra khỏi nồi 1 vào nồi 2 là :

G1 = Gd - W1 = 9100 – 2614,94= 6485,06 (kg/h).

Nồng độ của dung dịch ra khỏi nồi 1 vào nồi 2 là :

(VI.2a-tr57-T2)

= = 14,032 % khối lượng.

Lượng dung dịch ra khỏi nồi 2 là :

G2 = Gd - W1 - W2 = 9100 – 2614,94- 2693,39 = 3791,67 (kg/h).

Nồng độ của dung dịch ra khỏi nồi 2 là :

x2 = Gd.× = 9100×

Đúng như bài ra ban đầu đã cho nồng độ cuối của nồi 2 là 24%

II. Tính cân bằng nhiệt lượng.

1- Chênh lệch áp suất chung của cả hệ thống (∆Р):

at

Trong đó:

Рhd1: áp suất hơi đốt nồi 1

Рng :áp suất hơi nước ngưng.

2- Nhiệt độ, áp suất hơi đốtcủa mỗi nồi.

Chọn tỉ lệ chênh lệch áp suất hơi đốt ở 2 nồi là:

mà:

9


* Vậy áp suất hơi đốt ở từng nồi là:

Ở nồi 1 : P1 = 6 at

Ở nồi 2:

* Xác định nhiệt độ hơi đốt ở mỗi nồi:

Tra bảng (I.251/ST1-T315) :

Ở nồi 1 : P1 = 6 at t1 = 158,1

Ở nồi 2: P2 = 1,1717at t2=114,806

Hơi ngưng tụ:

3- Nhiệt độ và áp suất hơi thứ ở mỗi nồi.

Nhận xét: khi hơi thứ đi từ nồi 1 sang nồi 2 ,và hơi thứ từ nồi 2 đi sang thiết bị ngưng tụ thì sẽ chịu tổn thất về nhiệt độ là : ,và khi đó nó sẽ trở thành hơi đốt cho nồi 2: chọn

Gọi nhiệt độ và áp suất của hơi thứ ở nồi 1 và nồi 2 lần lượt là:

ta có:

Tra bảng (I.250/ST1-T313), ứng với mỗi nhiệt độ hơi thứcủa mỗi nồi sẽ cho áp hơi thứ tương ứng:

Áp suất hơi thứ nồi 1:

= 1,7725 at

Áp suất hơi thứ nồi 1:

= 0,251 at

Kết quả tính được cho ta bảng dưới đây:

10


Bảng 1:

NồiLượng hơi thứ

Kg/h

Nồng độ cuối

%

Áp suất, nhiệt độ hơi đốt

Áp suất, nhiệt độ hơi thứ

Ct i

1 2614,94 14,032 6 158,1 1 1,7725 115,806

2 2693,39 24 1,1717 114,806 1 0,251 64,3

4- Tính tổn thất nhiệt lượng cho từng nồi

4.1- Tổn thất nhiệt độ do nồng độ :

Áp dụng công thức(VI.10/ST2 – T59) :

Trong đó: T:Nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở áp suất đã cho

r: Nhiệt hoá hơi của dung môi nguyên chất ở áp suất làm việcJ/kg

* Tra bảng (VI.2/ST2 – T62) :

* Xác định nhiệt độ Ti :

* Xác định ri:

Tra bảng (I.250/ST1 – T312)

11


Nên ta có tổn thất nhiệt độ do nồng độ của mỗi nồi là :

Vậy tổn thất nhiệt độ do nồng độ của cả hệ thống là:

4.2- Tổn thất do áp suất thuỷ tĩnh:

- Áp dụng công thức VI.12 (STT2.T60 )

: áp suất hơi thứ trên bề mặt thoáng dung dịch (at)

:chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ miệng trên của ống truyền nhiệt (m)

: chiều cao của ống truyền nhiệt (m)

: khối lượng riêng của dung dịch khi sôi (kg/m3)

: gia tốc trọng trường (m/s2)

- Khối lượng riêng của dung dịch KNO3 ứng với mỗi nồng độ được xác định theo bảng (I.21/ST1 – T33) :

Vậy khối lượng riêng của dung dịch sôi là :

- Chọn h1 = 0,5 m và h2 = 0,85 m

12


Tra bảng (I.251/ST1- T314)

Với nồi 1 : Ptb1 = 1,8833 at ttb1 = 117,509

Với nồi 1 : Ptb2 = 0,3585 at ttb2 = 72,61 .

Áp dụng công thức VI.13 (STT2.T60) để tính áp suất thủy tĩnh của hệ thống :

Trong đó: ttb - Nhiệt độ sôi ứng với áp suất Ptb .

t 0- Nhiệt độ sôi ứng với áp suất P0 .

Vậy tổn thất do áp suất thuỷ tĩnh của từng nồi là :

4.3- Tổn thất do đường ống .

- Như đã nói ở trên ta chọn tổn thất nhiệt độ do đường ống là :1oC

Vậy:

Tổng tổn thất nhiệt độ cả hệ thống là:

5- Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của cả hệ thống và từng nồi

5.1- Hệ số nhiệt độ hữu ích trong hệ thống được xác định :

Áp dụng công thức ( VI.17/ST2 –T67) :

(Theo CT VI.17/ST2 –T67)

Trong đó :

13


: Hiệu số nhiệt độ chung giữa hiệu số nhiệt độ hơi đốt nồi 1 và nhiệt độ ngưng ở thiết bị ngưng tụ.

Vậy hệ số nhiệt độ hữu ích trong hệ thốnglà:

5.2- Xác định nhiệt độ sôi của từng nồi.

nhiệt độ hơi thứ của từng nồi

5.3- Xác định nhiệt độ hữu ích ở mỗi nồi.

Kết quả vừa tính cho ta bảng dưới đây:

Bảng 2:

Nồi

thứ

i

Hiệu số nhiệt độ hữu ích

Nhiệt độ sôi của dung dịch

1 1,43865 1,703 1 39,602 118,49765

2 1,8849 8,31 1 40,3111 74,4949

Kiểm tra lại dữ kiện :

Vậy các dữ kiện chọn được thoả mãn.

14


6- Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng.

Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng của hệ thống

D.i1 W1 . W1 . i2W2 .

Qm1Qm2

(Gd -W1 -W2 )C2 .ts2

Gd .ts0 .Cd (Gd - W1 )C1.ts1

D.Cp1 . W1 .Cp2 .

Trong đó :

D:Lượng hơi đốt vào (kg/h)

: Hàm nhiệt của hơi đốtnồi 1 , nồi 2 (J/kg)

: Hàm nhiệtcủa hơi thứ nồi 1 , nồi 2 (J/kg)

: Nhiệt độ nước ngưng ở nồi 1, nồi 2

Cd:Nhiệt dung riêng của dung dịch đầu (J/kg độ)

Cp1 , Cp2 : Nhiệt dung riêng của nước ngưng ở nồi 1 , nồi 2 (J/kg độ)

C1, C2 : Nhiệt dung riêng của hơi đốt ra khỏi nồi 1 , nồi 2 (J/kg độ)

Qm1, Qm2 : nhiệt lượng mất mát ở nồi 1 và nồi 2

Gd : lượng hỗn hợp đầu đi vào thiết bị (kg/h)

W1 , W2 : lượng hơi thứ bốc lên từ nồi 1, nồi 2

6.1-Nhiệt lượng vào gồm có:

- Nồi 1: Nhiệt do hơi đốt mang vào : D.i1

Nhiệt do dung dịch mang vào : Gd

- Nồi 2: Nhiệt do hơi thứ mang vào : W1.i2

Nhiệt do dung dịch từ nồi 1 chuyển sang : (Gd – W1)C1ts1

6.2- Nhiệt lượng mang ra:

15


- Nồi 1:

- Hơi thứ mang ra : W1

- Nước ngưng :D. .Cp1

- Dung dịch mang ra : (Gd – W1)C1ts1

- Nhiệt mất mát : =0,05D(i1 - C1 )

- Nồi 2 :

- Hơi thứ : W2.

- Nước ngưng : W1. .Cp2

- Do dung dịch mang ra : (Gd – W1 – W2)C2.ts2

- Nhiệt mất mát: = 0,05W1(i2– Cp2)

6.3- Hệ phương trình cân bằng nhiệt:

Các PT được thành lập dựa trên nguyên tắc :

Tổng nhiệt đi vào = Tổng nhiệt đi ra

- Nồi 1 :

Trong đó : =0,05D(i1 - C1 )

(1)

- Nồi 2 :

Trong đó : = 0,05W1(i2– Cp2)

(2)

mà ta lại có: (3)

Giải hệ phương trình (1),(2), và (3) ta được :

(4)

Thay (4) vào phương trình (1) ta có :

16


(5)

- Nhiệt độ nước ngưng lấy bằng nhiệt độ hơi đốt

Để giảm lượng hơi đốt tiêu tốn người ta gia nhiệt hỗn hợp đầu đến nhiệt độ càng cao càng tốt vì quá trình này có thể tận dụng nhiệt lượng thừa của các quá trình sản xuất khác.

Vì vậy ta có thể chọn : ts0 = ts1 = 118,9475oC

ts2 = 74,4949oC

- Nhiệt dung riêng của nước ngưng ở từng nồi tra theo bảng (I.249/ST1 – T311)

ta có:

1 = 158,1oC Cp1 = 4334,68 (J/kg độ)

2 = 114,806oC Cp2 = 4214,17 (J/kg độ)

- Nhiệt dung riêng của hơi đốt vào nồi 1 ,nồi 2 và ra khỏi nồi 2 :

+ Dung dịch vào nồi 1 có nồng độ xd = 10%.

Đối với dung dịch loãng ( x < 0,2 ) ta áp dụng công thức I.43 /ST1 – T152 ta có:

Cd = 4186 (1- x) = 4186 (1- 0,1) = 3764,7 (J/kg độ)

+ Dung dịch trong nồi 2 có nồng độ x1 = 14,032 %

Cũng áp dụng công thức trên ta được:

C1 = 4186 (1- x) = 4186 (1- 0,14032) =3598,62 (J/kg độ)

+ Dung dịch ra khỏi nồi 2 có nồng độ xc = 24 %

Đối với dung dịch ( x > 0,2 ) ta áp dụng công thức I.44/ST1 – T152 ta có:

C2 = Cht.x + 4186 (1- x)

Với Cht là nhiệt dung riêng của KNO3 được xác định theo công thức

(I.41/ST1 – T152)

M1.Cht = n1.C1 + n2.C2 + n3C3

trong đó : M1 KLPT của KNO3 : M1 = 101

n1 Số nguyên tử K : n1 = 1

n2 Số nguyên tử O : n2 = 3

n3 Số nguyên tử N : n3= 1

17


C1 , C2 , C3 Nhiệt dung riêng của nguyên tử K, O , N .Tra từ bảng (I.141 /ST1 – T152) ta có :

C1 = 26000 J/kg.nguyên tử. độ



Vậy :

(J/kg độ)

Từ đó ta sẽ tính được nhiệt dung riêng của hơi đốt ra khỏi nồi 2 :

C2 = 1013,8613 0,24 + 4186.(1- 0,24) = 3424,686 (J/kg độ).

- Xác định hàm nhiệt hơi đốt và hơi thứ;

Tra bảng ( I.250/ST1 – 312 )

Thay các kết quả ta đã tính toán được vào phương trình (4) ta được kết quả sau :

Thay W1 vào phương trình (5) ta được :

Từ (3) 5308,33 2547,309 = 2761,02 (kg/h).

Ta có bảng số liệu 3 như sau :

Bảng 3:

18


Nồi C

J/kg độ

Cn

J/kg độ

, C W , kg/h Sai số

CBVC CBNL

1 3598,62 4334,68 158,1 2614,94 2547,309 2,6549%

2 3424,6867 4214,17 114,806 2693,39 2761,02 2,4494%

Tỷ lệ phân phối hơi thứ 2 nồi được thể hiện như sau :

W1 : W2 = 1: 1,0838

Sai số giữa W được tình từ phần cần bằng nhiệt lượng và sự giả thiết trong cân bằng vật chất < 5% ,vậy thoả mãn.

7- Tính hệ số cấp nhiệt và nhiệt lượng trung bình từng nồi.

7.1-Tính hệ số cấp nhiệt khi ngưng tụ hơi.

- Giả thiết chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và thành ống truyền nhiệt nồi 1 và nồi 2 là :

- Với điều kiện làm việc của phòng đốt thẳng đứng H = 2m, hơi ngưng bên ngoài ống ,máng nước ngưng chảy dòng như vậy hệ số cấp nhiệt được tính theo công thức ( V.101/ST2 – T28 ):

W/m2. độ

Trong đó:

: hệ số cấp nhiệt khi ngưng hơi ở nồi thứ i, W/m2. độ

: hiệu số giữa nhiệt độ ngưng và nhiệt độ phía mặt tường tiếp xúc

với hơi ngưng của nồi 1, o C .

Giả thiết:

ri: ẩn nhiệt nhiệt ngưng tụ tra theo nhiệt độ hơi đốt:

Tra bảng I.250/ST1 – T312 ta có:

t1 = 158,1oC r1 = 2095.103 J/kg

t2 = 114,806oC r2 = 2221,15.103 J/kg

A: hệ số phụ thuộc nhiệt độ màng nước ngưng

19


Với tm được tính:

tmi = 0,5(tTi +ti ) oC ( * )

ti: nhiệt độ hơi đốt

tTi : nhiệt độ bề mặt tường

mà ta lại có:

( * * )

thay (**) vào (*) ta được :

Với: t1 = 158,1oC tm1 = 158,1 – 0,5.4,78= 155,71oC

t2 = 114,806oC tm2 = 114,806– 0,5.4,7= 112,456oC

Tra bảng giá trị A phụ thuộc vào tm : (ST2 – T 29 )

với: tm1 = 155,71oC A1 = 196,3567

tm2 = 112,456oC A2 = 184,6052

Vậy hệ số cấp nhiệt của mỗi nồi là :

Nồi1 :

W/m2. độ

Nồi 2 :

W/m2.độ

7.2- Xác định nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ

( CT 4.14/QTTB1 – T1 )

W/m2

Trong đó : q1i : nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ của nồi i , W/m2

Thay số vào ta có :

Nồi 1 : q11 = 8666,773.4,78= 41427,174(W/m2)

Nồi 2 : q12 = 8294,018.4,72 = 39147,7(W/m2)

20


Từ các kết quả trên ta được bảng số liệu sau :

Bảng 4 :

Nồi

1 4,78 155,71 196,3567 8666,773 41427,174

2 4,7 112,456 184,6052 8294,018 39147,7

7.3- Tính hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi W/m2 độ

Ta xác định hệ số này theo công thức:

(CT /QTTB1 – T332)

(W/m2độ ) (1)

Pi: áp suất hơi thứ at

Xem bảng 1:

: hiệu số nhiệt độ giữa thành ống với dung dịch sôi.

(2)

- Hiệu số nhiệt độ giữa 2 mặt thành ống truyền nhiệt

, oC (3)

- Tổng nhiệt trở của thành ống truyền nhiệt

m2 độ/W (4)

Với : r1 , r2 : nhiệt trở của cặn bẩn 2 phía tường ( bên ngoài cặn bẩn của nước ngưng ,bên trong cặn bẩn do dung dịch)

- Tra theo bảng ( V.I/ST2 - T4) ta có :

r1 = 0,232.10-3 m2 độ/W

r2 = 0,387.10-3 m2 độ/W

- Tra bảng ( VI.6/ST2 – T80 ) ta chọn bề dày thành ống truyền nhiệt là

21


- Chọn vật liệu làm ống truyền nhiệt là thép CT3, hệ số dẫn nhiệt của nó là: W/m. độ

Thay vào PT (4) ta được :

m2 độ/W

Thay vào phương trình (3) ta có hiệu số nhiệt độ giữa 2 mặt thành ống truyền nhiệt của mỗi nồi là :

Nồi 1 :

Nồi 2 :

Từ bảng 2 thì ta có hiệu số nhiệt độ hữu ích của mỗi nồi là :

= 39,602oC

= 40,3111oC

Thay vào PT (2) ta có hiệu số nhiệt độ giữa thành ống với dung dịch sôi mỗi nồi là :

Nồi 1 :

Nồi 2 :

: hệ số hiệu chỉnh ,xác định theo công thức(VI.27/ST2 – T71)

(5)

( dd:dung dịch , nc: nước )

Trong đó:

: hệ số dẫn nhiệt , W/m. độ

:khối lượng riêng , kg/m3

C: nhiệt dung riêng , J/kg. độ

: độ nhớt , Cp

: Khi tra bảng ta lấy theo nhiệt độ sôi của dung dịch.

ts1 = 118,9476oC

ts2 = 74,4949oC

a)- Khối lượng riêng :

- Khối lượng riêng của nước: tra bảng (I.249/ST1 – T310) ta có :

22


- Khối lượng riêng của dung dịch KNO3 ứng với mỗi nồng độ được xác định theo bảng (I.21/ST1 – T33) :

b)- Nhiệt dung riêng :

- Nhiệt dung riêng của nước :tra bảng ( I.249 /ST1 – T 311 )

Cnc1 = 4248,2109 J/kg. độ

Cnc2 = 4190,5959 J/kg. độ

- Nhiệt dung riêng của hơi thứ nồi 1 và nồi 2 ( theo như trên phần 6.3)

J/kg.độ

J/kg.độ

c)- Hệ số dẫn nhiệt:

- Hệ số dẫn nhiệt của nước: tra bảng (I.129/ST1 – T133 )

W/m. độ

W/m. độ

- Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch được xác định theo công thức

(I.32/ST1 – T123 )

Trong đó :

A:hệ số tỉ lệ phụ thuộc hỗn hợp chất lỏng :ta chọn A = 3,58.10-8

M: khối lượng mol của hỗn hợp lỏng. (hỗn hợp của chúng ta là

KNO3 và H2O )

nên : M = 101.a +(1- a)18

nồi 1 :x1= 14,032 % khối lượng

23


nồi 2 :x2 = 24% khối lượng.

Vậy hệ số dẫn nhiệt của dung dịch trong mỗi nồi:

( W/m. độ)

(W/m. độ)

*) 7.3.4-. Độ nhớt:

- Độ nhớt của nước tra bảng (I.104/ST1 – 96)

- Độ nhớt của dung dịchKNO3 tính dựa theo phương trình pavolop:

Với , là nhiệt độ tại đó chất lỏng chuẩn có cùng độ nhớt.

∙Nồi 1: Dung dịch KNO3 14,032%

Tra bảng I107 - ST1- T101

Lấy H2O làm chuẩn: Tra bảng I102-ST1-T94:

24


Ta có :

Mà nên:

∙Nồi 2: Dung dịch KNO3 24%

Mà nên:

Tổng hợp các kết quả ta được bảng sau :

Bảng 5:

Nồi

W/m. độ W/m. độ Kg/m3 Kg/m3

M

1 0,52955 0,68604 1090,28 943,9131 20,3455

2 0,53153 0,6706 1162,33 975,103 22,4222

25


Nồi

J/kg. độ J/kg. độ Cp Cp

1 3598,62 4248,2109 0,25825 0,23452

2 3234,6867 4190,5959 0,4054 0,38342

Vậy thay vào PT (5) ta có hệ số hiệu chỉnh của từng nồi là :

Vậy hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi hoàn toàn xác định như sau:

(W/m2. độ)

(W/m3. độ)

7.4- Nhiệt tải riêng về phía dung dịch

(W/m2)

(W/m2)

26


7.5- So sánh q2i và q1i

- Chênh lệch giữa q21 , q11 và q22 , q12 ( )

Vậy giả thiết là chấp nhận được

8- Xác định hệ số truyền nhiệt cho từng nồi :

Áp dụng công thức:

N/m2. độ

Trong đó:

qtbi : nhiệt tải riêng trung bình của từng nồi (W/m2 )

:Hiệu số nhiệt độ hữu ích của từng nồi ( oC ) (xem bảng 2)

Ta có:

(W/m2)

(W/m2)

Vậy:

(N/m2. độ)

- Lượng nhiệt tiêu tốn được tính theo công thức :

ri : nhiệt hoá hơi được xác định ở :

Tra bảng (I.250/ ST2 - T312)

r1 = 2095.103 J/kg

r2 = 2221,15.103 J/kg

27


Vậy:

= 1415343,073 (W)

9- So sánh hữu ích và giả thiết :

9.1- Xác định tỷ số sau.

9.2- Xác định nhiệt độ hữu ích ở mỗi nồi.

Công thức: oC

9.3- So sánh tính được theo giả thiết phân phối áp suất

28


Nhận xét: Sai số này nhỏ hơn 5% ,vậy phân phối áp suất như trên là hợp lý

Bảng 6:

nồi oC W/m2. độ W/m2

1 7,7378 0,87373 5546,74 40922,73

2 9,7588 0,86485 3964,327 38687,07

nồi Ki

N/m2. độ

Qi , W ,oC ,oC

1 1093,719 1482392,32 39,602 39,3684 0,5898

2 963,8948 1415343,073 40,3111 40,5446 0,5729

10- Tính bề mặt truyền nhiệt :(F)

Tính bề mặt truyền nhiệt theo phương thức bề mặt truyền nhiệt giữa các nồi bằng nhau

m2

Vậy:

29


Chương III :

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤI. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu.

Chọn thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu là thiết bị đun nống loại ống chùm

ngược chiều dung hơi nước bão hòa ở 4at, hơi nước đi ngoài ống từ trên

xuống, hỗn hợp nguyên liệu đi trong ống từ dưới lên.

Ở áp suất 4at t1=142,9 oC ( Tra bảng I.251-ST1/315)

Hỗn hợp đầu vào thiết bị gia nhiệt ở nhiệt độ phòng: tf = 25oC

Và đi ra ở nhiệt độ sôi của hỗn hợp đầu tso = 118,9475oC.

30


Chọn loại ống bằng thép CT3 đường kính d = 382 mm ; L = 2(m)

λ = 46W/m.độ (Tra bảng PL4 – ST1)

1- Nhiệt lượng trao đổi :( Q)

Q = F.Cp.(tF – tf) ,WTrong đó :

- F: lưu lượng hỗn hợp đầu , F = 9100(kg/h)- tF : Nhiệt độ sôi của hỗn hợp tF = tso = 118,4068oC- Cp: Nhiệt dung riêng của hỗn hợp tại: Cp= Co=3767,4 (J/kg.độ)- tf: Nhiệt độ môi trường: tf = 25oCThay số :

Q= = 894676,134(W)

2- Hiệu số nhiệt độ hữu ích:

-Chọn thđ = t1 = 142,9 (0C)

Δ tđ = 142,9 – 25 = 117,9 (0C)

Δ tc = 142,9 – 118,9475 = 23,9525 (0 C)

-Do = = 4,922>2 nên nhiệt độ trung bình giữa hai lưu thể

là:

ttb= = = 59,0131(0C)

- Hơi đốt: t1tb = 142,9 (0C)

- Phía hỗn hợp: t2tb = 142,9 – 59,0131 = 83,8867 (0C)

2.1- Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể :

- Hệ số cấp nhiệt phía hơi nước ngưng tụ :

α1 = 2,04.A.( )0,25

Trong đó:

31


- r: ẩn nhiệt ngưng tụ lấy theo nhiệt độ hơi bão hòa r =

(J/Kg).

- Δt1:Chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi đốt và nhiệt độ

thành ống truyền nhiệt.

- H: Chiều cao ống truyền nhiệt : H = 2(m)

- A: Hằng số tra theo nhiệt độ màng nước ngưng.

Giả sử : Δt1 = 3,3 (0C)

Ta có : tm =142,9 - = 141,25 (0 C)

Tra bảng (ST2/29)=> A = 194,1875

Thay số: α1= 2,04.194,1875. = 9454,08 (W/m2.độ)

2.2- Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ :

Áp dụng công thức : q1 = α1.Δt1 [W/m2]

Thay số : q1 = 9454,08.3,3 = 31198,464 (W/m2 )

2.3- Hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xoáy :

Chọn Re = 10000

Theo công thức V.40-ST-2/14 ta có :

Nu = 0,021.εk.Re0,8.Pr0,43.

Mà Nu = αt = 0,021. . k.Re0,8.Pr0,43.

Trong đó :

- Prt: Chuẩn số Pran

32


- εk: Hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng của tỉ số giữa chiều dài

L và đường kính d của ống.

-ta có : = = 58,824 > 5m

→ εk= 1 (theo CT V.2- ST2/T15)

a)Tính chuẩn số Pr :

Pr = (CT-V.35-ST2/T12)

- Cp : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp ở ttb = 83,88690Ctra theo bảng (I.249/ST1 – T311) :

Cp=C0= 4201,2 (J/kg.độ)

- Tra bảng (I .107- ST1/T101)ta có độ nhớt dung dịch:

µ = 0,3652.10-3(Ns/m2)

- Tra bảng I.64-ST1/ T48-ρ : khối lượng riêng của hỗn hợp ở ttb

ρ = 1029,03kg/m3

- nồi 1: x = 14,032 % khối lượng

- Với A=3,58 .10-8

λ=A.Cp.ρ

= 3,58.10-8.4201,2.1029,03. =0,61552(W/m.độ)

Thay số vào công thức ta được : Pr= = 2,49262

+ Hiệu số nhiệt độ ở 2 phía thành ống :

33


Δtt = tt - tt = q1.∑rt

Trong đó : tt : Nhiệt độ thành ống phía hỗn hợp

∑rt : Tổng nhiệt trở ở 2 thành ống truyền nhiệt : Ống dẫn nhiệt làm bằng làm thép CT3 có chiều dày δ = 2 (mm) nên: λ = 46 (W/m độ)

m2 độ/W

r1 , r2 : nhiệt trở của cặn bẩn 2 phía tường ( bên ngoài cặn bẩn của nước ngưng ,bên trong cặn bẩn do dung dịch.

- Tra theo bảng ( V.I/ST2 - T4) ta có :

r1 = 0,232.10-3 m2 độ/W

r2 = 0,387.10-3 m2 độ/W

- Tra bảng ( VI.6/ST2 – T80 ) ta chọn bề dày thành ống truyền nhiệt là

- Chọn vật liệu làm ống truyền nhiệt là thép CT3, hệ số dẫn nhiệt của nó là: W/m. độ

Thay vào công thức ta được :

m2 độ/Wg

Thay số : Δtt = 31198,464.6,6247.10-4 = 20,668oC

=> tt2 = tt1 – Δtt = 142,9 – 20,668 = 122,2319oC

Δt2 = – t2tb= 114,806– 83,8869= 30,9191oC

b)Tính chuẩn số Prt

Prt= t

- Trong đó :

Cpt : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp

Cpt =C1= 4253,57 J/kg.độ

34


µt : Độ nhớt của hỗn hợp tra bảng ( I.107-ST1/101 ) :

µt = 0,25077.10-3 Ns/m2

λt : hệ số dẫn nhiệt của hỗn hợp ở tt2

Ta có : λt = A.Cp.

Với : A = 3,85.10-8

: khối lượng riêng của hỗn hợp

Tra bảng I.64-ST1/T33 ta có : ρ= 1062,8kg/m3

Thay vào công thức ta có :

t = 3,58.10-8.4253,57.1062,8. = 0,650618( W/m2.độ)

Thay số vào ta được : Prt = = 1,6394

Thay số ta có hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xoáy :

αt = 0,021.

= 990,92

2.4- Nhiệt tải riêng về phía dung dịch :

Ta có :

q2 = αt.Δt2 = 990,92.30,9191= 30638,35

2.5- Kiểm tra sai số:

= = .100% = 1,7954%

Sai số nhỏ hơn 5% ta chấp nhận giả thiết

3. Bề mặt truyền nhiệt:

35


Công thức tính : F =

Trong đó : Nhiệt lượng trao đổi : Q = 894676,3647 (W)

q tb :Nhiệt tải riêng trung bình về phía dung dịch

qtb =

Thay số : F = (m2)

4. Số ống truyền nhiệt:

Công thức tính : n=

Trong đó : F : Bề mặt truyền nhiệt F= 28,936(m2)

d : đường kính ống truyền nhiệt d = 0,034 m

H : Chiều cao ống truyền nhiệt H = 2 (m)

Thay số : n=

Qui chuẩn n = 169 ống .Theo bảng V.11-ST2/T48 ta có:

Bảng 7:

Số

hình

sáu

cạnh

Sắp xếp ống theo hình sáu cạnh ( kiểu bàn cờ )

Số ống trên

đường

xuyên tâm

của hình

sáu cạnh

Tổng số

ống không

kể các ống

trong các

hình viên

phân

Số ống trong các

Hình viên phân

Tổng số

ống trong

tất cả các

hình viên

phân

Tổng

Số

ống

thiết

bịDãy1 Dãy 2 Dãy3

36


7 15 169 3 - - 18 187

5- Đường kính trong của thiết bị đun nóng :

Áp dụng công thức (CT-V.50-ST-2/T49) ta có :

D = t.(b – 1) + 4.dn

Trong đó: dn : Đường kính ngoài của ống truyền nhiệt

dn = d + 2.S = 0,034 + 2.0,002 = 0,038 (m)

t: Bước ống. Lấy t = 1,4 dn.

t = 1,4 .0,038 = 0,0532

b: số ống trên đường xuyên tâm của hình sáu cạnh b = 15

Thay số : D =0,0532.(15 - 1) + 4.0,038 = 0,8968 m

Qui chuẩn : D = 0,9 m=900 (mm) (bảng XIII.6 . ST-2/Tr-359 )6- Tính vận tốc và chia ngăn

-Vận tốc thực :

Gđ= 9100 kg/h n = 169 ống

d=0,034m =1062,8kg/m3

Thay số ta có: (m/s)

-Vận tốc giả thiết:

(m/s)

37


Vì 5% nên ta cần chia ngăn để quá trình cấp nhiệt ở chế độ

xoáy.Số ngăn được xác định như sauSố ngăn cần thiết:

m =

Quy chẩn 5 ngăn

*Tính lại chuẩn số Re:

Re = = = 127907,9> 4000

Vậy các kích thước của thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu là:

- Bề mặt truyền nhiệt: F = 28,936 (m2)

- Số ống truyền nhiệt: n = 169 (ống)

- Đường kính của thiết bị: D = 900 (mm)

- Chiều cao giữa 2 mặt bích: H = 2 (m)

II. Hệ thống thiết bị ngưng tụ Baromet :

Hơi thứ sau khi ra khỏi nồi cô đăc cuối cùng được dẫn vào thiết bị ngưng tụ

baromet để thu hồi lượng nước trong hơi,đồng thời tách khí không ngưng do

dung dịch mang vào hoặc do khe hở của thiết bị.Hơi vào thiết bị ngưng tụ đi từ

dưới lên,nước làm lạnh đi từ trên xuống,chui qua lỗ của các tấm ngăn,hỗn hợp

nước làm lạnh,nước ngưng tụ chảy xuống ống barômet.

*Hệ thống thiết bị: Chọn thiết bị ngưng tụ Baromet – thiết bị ngưng tụ

trực tiếp loại khô ngược chiều chân cao.

- Sơ đồ như sau :

38


- Chú thích:

1- Thân 2- Thiết bị thu hồi bọt

3- Ống baromet 4- Ống dẫn khí không ngưng

5- Bơm chân không

Trong thân 1 gồm có những tấm ngăn hình bán nguyệt.

Nguyên lý làm việc: Chủ yếu trong các thiết bị ngưng tụ trực tiếp là phun

nước lạnh vào trong hơi, hơi tỏa ẩn nhiệt đun nóng nước và ngưng tụ lại. Do đó

thiết bị ngưng tụ trực tiếp chỉ để ngưng tụ hơi nước hoặc hơi của các chất lỏng

không có giá trị hoặc không tan trong nước vì chất lỏng sẽ trộn lẫn với nước

làm nguội.

Sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị ngưng tụ Baromet ngược chiều loại

khô được mô tả như hình vẽ. Thiết bị gồm thân hình trụ (1) có gắn những tấm

ngăn hình bán nguyệt (4) có lỗ nhỏ và ống baromet (3) để tháo nước và chất

39

5

Nước lạnh

2

1

3

4

Hơi thứ


lỏng đã ngưng tụ ra ngoài. Hơi vào thiết bị đi từ dưới lên, nước chảy từ trên

xuống, chảy trân qua cạnh tấm ngăn, đồng thời một phần chui qua các lỗ của

tấm ngăn. Hỗn hợp nước làm nguội và chất lỏng đã ngưng tụ chảy xuống ống

baromet, khí không ngưng đi lên qua ống (5) sang thiết bị thu hồi bọt (2) và tập

trung chảy xuống ống baromet. Khí không ngưng được hút ra qua phía trên

bằng bơm chân không.

Ống baromet thường cao H ≥ 10,5m để khi độ chân không trong thiết bị có

tăng thì nước cũng không dâng lên ngập thiết bị.

Loại này có ưu điểm là nước tự chảy ra được mà không cần bơm nên tốn ít

năng lượng, năng suất lớn.

Trong công nghiệp hóa chất, thiết bị ngưng tụ baromet chân cao ngược

chiều loại khô thường được sử dụng trong hệ thống cô đặc nhiều nồi, đặt ở vị trí

cuối hệ thống vì nồi cuối thường làm việc ở áp suất chân không.

1- Tính toán thiết bị ngưng tụ:

* Các số liệu cần biết:

- Lượng hơi thứ ở cuối nồi trong hệ thống cô đặc: W2 = 2693,39 (kg/h)

- Áp suất ở thiết bị ngưng tụ: Pnt = 0,24 (at)

- Các thông số của hơi thứ ra khỏi nồi cuối của hê thống:

P’2 = 0,251 (at) t’2 = 64,3oC

i’2 = 2613644 (J/kg) r’2 = 2346,75.103 (J/kg)

1.1- Lượng nước lạnh cần thiết để ngưng tụ:

Theo công thức: VI.51 – ST2/Tr.84

Gn = Wn

Trong đó:

i: nhiệt lượng riêng của hơi ngưng i = 2614,372 (J/kg)

tđ, tc: nhiệt độ đầu và cuối của nước lạnh (oC)

Chọn tđ = 25oC, tc = 50oC.

Ta có: Nhiệt độ trung bình: ttb = (tđ – tc)/2 = 37,5oC

40


Cn: Nhiệt dung riêng trung bình của nước, chọn ở 37,5oC ( ST1-Tr.165)

Cn = 4181,0432.103 (J/kg.độ)

Gn = = 61979,406 (kg/h)

1.2- Đ ng kính thi t bườ ế ị

Áp dụng công thức (CT-VI.52--2/84) :

Dtr=1.383 , m

Trong đó :+Dtr đ ng kính trong c a thi t b ng ng t (m)ườ ủ ế ị ư ụ

+ kh i l ng riêng c a h i (Kg/mố ượ ủ ơ 3) h = 0,1283 Kg/m3 (tra b ng I.251-ST-1/Tr 314)ả

+wh: t c đ h i trong thi t b ng ng t .wố ộ ơ ế ị ư ụ h =1535 (m/s)Ch nwọ h=35 m/s do thi t b làm vi c v i áp su t thu c ế ị ệ ớ ấ ộkho ng0,2 ả 0,4 at Thay s vào công th c trên ta có:ố ứ

Dtr = 1,383 = 1,383 = 0,408 (m)

Quy chu n theo b ng XIII.6 – STT2 – 359: Ch n Dẩ ả ọ tr= 0,5 (m)

1.3- Kích th c t m ngănướ ấ

+T m ngăn có d ng hình viên ph n đ đ m b o làm vi c t t, chi uấ ạ ấ ể ả ả ệ ố ề

r ng t m ngăn đ c xác đ nh:ộ ấ ượ ị

b =( Dtr/2)+50 ,mm (CT-VI.53-STQT&TB-2/85)

b = = 300 mm

+Trên t m ngăn có đ c nhi u l nh do dung n c làm ngu i làấ ụ ề ỗ ỏ ướ ộ n c s ch vì v y đ ng kính các l là 3mmướ ạ ậ ườ ỗ

+Chi u dày t m ngăn ch n ề ấ ọ = 4 mm

+ Chi u cao g t m ngăn hề ờ ấ gờ=40 mm

+T c đ c a tia n cố ộ ủ ướ n=0,62 (m/s) khi hgờ=40 mm+T ng di n tích b m t c a các l trong toàn b m t c t ngang c aổ ệ ề ặ ủ ỗ ộ ặ ắ ủ

thi t b ng ng t , nghĩa là trên m i t m ngăn là:ế ị ư ụ ỗ ấ

f = ,m2 (CT-VI.54-STQT&TB-2/85)

41


Gc : l u l ng n c kg/s:ư ượ ướ Gc =

: kh i l ng riêng c a n c :ố ượ ủ ướ = 1000 kg/m3

-V y : f = ậ ,m2

-Thay s ta có: f =ố (m2)

+Các l x p theo hình l c giác đ u. Ta có th xác đ nh b c c a cácỗ ế ụ ề ể ị ướ ủ l theo công th c sau:ỗ ứ

t =0,866d(fc/ftb)1/2 ,mm (CT-VI.55-STQT&TB-2/85)

d : đ ng kính c a l (mm)ươ ủ ỗfc/ftb : T s gi a t ng s di n tích ti t di ncác l v iỉ ố ữ ổ ố ệ ế ệ ỗ ớ

di n tích ti t di n thi t b ng ng t .Ch n fệ ế ệ ế ị ư ụ ọ c/ftb = 0,1

t = 0,866.d = 0,866.3. = 0,82155 (mm)

1.4- Chi u cao thi t b ng ng tề ế ị ư ụ

+)M c đ đun nóng trong thi t bứ ộ ế ị

P = ( CT-VI.56-STQT&TB-2/85)

tbh nhi t đ bão hòa ng ng t ,(ệ ộ ư ụ oC), tbh = 64,3o

Thay s : P = ố = = 0,6313

Quy chu n P = 0,687ẩD a vào b ng VI.7-STQT&TB-2/86 ta tìm đ c các thông s sau:ự ả ượ ố

S b c n=4ố ậS ngăn n= 6ốKho ng cách gi a các ngăn hả ữ tb = 400mmTh i gian r i qua m t b c 0,41 sờ ơ ộ ậ

+)Chiều cao hữu ích của thiết bị:H = n.htb= 6.400 = 2400 mmThực tế khi hơi đốt đi trong thiết bị ngưng tụ từ dưới lên trên thì thể

thích của nó sẽ giảm dần, do đó khoảng cách hợp lý giữa các ngăn cũng nên giảm dần theo hướng từ dưới lên trên khoảng 40mm cho mỗi nồi ngăn. Khi đó chiều cao thực tế của thiết bị ngưng tụ la H’ khoảng cách trung bình

42


giữa các ngăn la 310mm. Ta chọn khoảng cách giữa 2 ngăn cuối cùng là 390mm (theo bảng VI.8-STQT&TB-2/88). Do đó ta có:

hi = 390 + 360 + 320 + 260 + 220 = 1550

Theo bảng VI.8 (STQT&TB-2/88) thì:- Khoảng cách từ ngăn trên cùng đến nắp thiết bị: a = 1300(mm)-Khoảng cách từ ngăn cuối cùng đến đáy thiết bị: p =1200(mm)

1.5- Các kích thước của ống baroomet:

a) Đ ng kính trong ng Baromet :d(m)ườ ố

d = (CT_VI.57-STQT&TB-2/86)

: tốc độ của hỗn hợp nước và chất lỏng, thường lấy = 0,5 0,6. chọn = 0,5

d = =0,2139m

Lấy chuẩn d = 0,3 m

b)Chi u cao c a ng barometề ủ ố

Theo CT-VI.58-STQT&TB-2/86):

H = h1+ h2 + 0,5;m (*)

h1 : chiều cao cột nước trong ống baromet cân bằng với hiệu số giữaáp suất khí quyển và áp suất trong thiết bị ngưng tụ

h1 = 10,33 ,m (VI.59-STQT&TB-2/86)

Pck: độ chân không trong thiết bị ngưng tụ (mmHg): Pck = 1- 0,24 = 0,76 at

h1 = 10,33 = 7,5987m

h2: chiều cao cột nước trong ống baromet cần khắc phục toàn bộ trở lựckhi nước chảy trong ống:

h2= , m (CT-VI.60-STQT&TB-2/86)

:hệ số trở lực do ma sát khi nước chảy trong ốngH: chiều cao của ống baromet

43


Để tính được ta cần kiểm tra chế độ chảy của chất lỏng trong ống theo chuẩn độ Re

Re = ; (II.58-STQT&TB-1/377)

d=0,2m =0,5m/sn=993,1(kg/m3)(ở nhiệt độ trung bình 37,50C)=0,6881.10-3N.s/m2

Re =

Do Re > 104 chế độ chảy trong baromet là chế độ chảy xoáy:Theo công thức II.64-STQT&TB-1/380 :

=0,1(

=0,1.( = 0,0185

h2 = =

Thay h1,h2 vào (*) ta có

H = 7,5987 + + 0,5

H =8,14mChiều cao dự trữ ≥10,5 m để ngăn ngừa nước dâng lên trong ống và chảy

tràn vào đường ống dẫn khi áp suất khí quyển tăng. Chọn H = 10,5m.

1.6- L ng không khí c n hút ra kh i thi t b (kg/h)ượ ầ ỏ ế ị

a) L ng không khí c n hút đ c tính theo công th cượ ầ ượ ứ :

Gkk = 0,25.10-4(W+Gn)+0,01W (CT-VI.47-STQT&TB-2/84) Gkk = 0,25.10-4.(2693,39 + 61979,406)+ 0,01.2693,39

= 28,6257 (kg/h)b)Th tích khí c n hút ra kh i thi t b ng ng t (mể ầ ỏ ế ị ư ụ 3/h)

Vkk= (m3/h) (CT-VI.49-STQT&TB-2/84)

Trong đó :Rkk=288 (J/kg.đ : h ng s khí đ i v i không khíộ ằ ố ố ớtkk :nhi t đ c a không khíệ ộ ủp : Áp su t chung c a h n h p trong thi t b (N/mấ ủ ỗ ợ ế ị 2)

p= Pnt = 0,24 (at)ph: Áp su t riêng ph n c a h i n c trong h n h p(N/mấ ầ ủ ơ ướ ỗ ợ 2)

44


Trong đó: tkk = tđ +4+0,1(tc - tđ ) = 25 + 4 + 0,1.(50-25) = 31,50CTra ở bảngI.250-STQT&TB-1/312 Ph = 0,0465 at

Vkk = = = 132,247(m3/h)

Vkk = 0,03673 (m3/s)

2- Tính toán bơm chân không:

+Công suất của bơm chân không tính theo công thức :

Trong đó: m: hệ số biến dạng: m=1,25

Pk=Pck-Ph=0,24-0.0465=0,1925(at)

P1=Png=0,24(at)

P2=Pkk=1(at)

: hiệu suất: chọn

Dựa vào Nb chọn bơm quy chuẩn theo bảng II.58-tr.513-T1.Chọn bơm

chân không vòng nước PMK-1có thông số:

- Số vòng quay:1450(vòng/phút)

- Công suất yêu cầu trên trục bơm: 3,75kw

- Công suất động cơ điện:4.5kw

- Lưu lượng nước:0,01m3/h

- Kích thước:dài: 575(m); rộng 410(m); cao: 390(m)

- Khối lượng: 93kg

45


Bảng 8: Bảng kê các thông số cơ bản của thiết bị ngưng tụ

(theo bảng VI.8-STQT&TB-2/88)

STT Các kích thước Kí hiệu Kích thước(mm)

1 Đường kính trong của thiết bị D 5002 Chiều dày thành thiết bị S 53 Khoảng cách từ ngăn trên cùng đến nắp thiết bị a 1300

4 Khoảng cách từ ngăn cuối cùng đến đáy thiết bị P 1200

5 Bề rộng của tấm ngăn b 300

6 Khoảng cách giữa tâm của thiết bị ngưng tụ và thiết bị thu hồi

K1

K2

675-

7 Chiều cao của hệ thống thiết bị H 43008 Chiều rộng của hệ thống thiết bị T 13009 Đường kính của thiết bị thu hồi D1 40010 Chiều cao của thiết bị thu hồi h1(h) 144011 Đường kính của thiết bị thu hồi D2 -12 Chiều cao của thiết bị thu hồi h2 -13 Khoảng cách giữa các ngăn

a1

a2

a3

a4

a5

220260320360390

14 Đường kính các cửa ra và vàoHơi vàoNước vào

d1

d2

300100

46


Hỗn hợp khí và hơi raNối với ống barômétHỗn hợp khí; hơi vào t.bị thu hồiHỗn hợp khí; hơi ra t.bị thu hồiNối từ thiết bị thu hồi với ống barômet

d3

d4

d5

d6

d7

d8

80125805050-

III. Bơm

Bơm làm việc với áp suất trung bình và trong công nghiệp bơm li tâm

được sử dụng rộng rãi với những ưu điểm là thiết bị đơn giản, lưu lượng

cung cấp đều…….

1- Xác định áp suất toàn phần do bơm tạo ra:- Áp suất toàn phần do bơm tạo ra theo công thức( II.185-STQT&TB-1/438)

Trong đó: -H là áp suât toàn phần do bơm tạo ra,tính bằng chiều cao cột chất

lỏng cần bơm(m)-P1,P2 là áp suất trên bề mặt chất lỏng trong không gian hút và đẩy (P1P2)-H0 là chiều cao nâng chất lỏng, chiều cao hình học chọn H0=12m-Hm là trở lực cục bộ trong đường ống hút và đẩy

a)Xác định trở lực đường ống từ thùng chứa đến thùng cao vị:

▪Tốc độ chảy từ thùng chứa đến thùng cao vị:

Trong đó:F: là năng suất hỗn hợp đầu: F= 9100kg/h:khối lượng riêng dung dịch ở 25 oC: = 1060,7525kg/m³d: là đường kính ống dẫn: d=0,07m

Thay số vào ta có:

47


m/s

▪Trở lực tiêu tốn để thắng lực trên đường ống đẩy và hút là:

hm=

Trong đó :P là áp suất toàn phần để thắng tất cả sức cản thủy lựctrên đường ống khi dong chảy đẳng nhiệt:

(công thức II.53-STQT&TB-1/376)

+ : áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra khỏi ống dẫn:

Với: : khối lượng riêng của chất lỏng

w : vận tốc của lưu thể.

+ : áp suất khắc phục trở lực khi dòng chảy ổn định trong ống

thẳng.

= =

Với: dtd: đường kính tương dương của ốngL: chiều dài ống dẫn

:hệ số ma sát.

+ : áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ:

với: - : hệ số trở lực cục bộ

- : áp suất cần thiết khắc phục trở lực trong thiết bị :

=0

- : áp suất bổ sung ở cuối đường ống, =0

*Áp suất động học: (N/m²)

*Áp suất để khắc phục trở lực ma sát: =

48


Chọn L= 18m

Chỉ số Reynold: Re = ;

: độ nhớt của hỗn hợp đầu ở nhiệt độ sôi ( nhiệt độ cuối khi ra nhiệt) Có = 0,25077.10¯³(N.S/m²)

tính theo công thức : 11.64-STQT&TB-1/380:

Vậy = (N/m²)

*Ápsuất cần thiết để khắc phục trở lục cục bộ là:

là hệ số trở lực cục bộ toàn bộ đường ống được xác định :

là hệ số trở lực do các van chọn van tiêu chuẩn có: d=0,05m, =0,5

là hệ số trở lực do đột thu chọn =0,9là hệ số trở lực do đột mở chọn =0,9là hệ số trở lực của trục khuỷu =1,1

203,561= 1465,6392(N/m²)

*Tổng trở lực:

(N/m²)*Vậy tổn thất áp suất để khắc phục trở lực của hệ thống dẫn từ nguyên

liệu đầu vào thùng cao vị:

hm=

*Vậy H=H0+hm=12+0,27232=12,27232m Vậy chọn bơm có áp suất toàn phần có H ≥ 13m.Theo bảng II.36-

STQT&TB-1/444: chọn bơm có OB có năng suất (2-150).103(m3/h), áp

suất toàn phân tử từ 3 đến 20, số vòng quay từ 250 đến 960 vòng/phút,

nhiệt độ bé hơn 35oC, bánh guồng làm bằng thép 20X18H9T.

49


2- Năng suất trên trục bơm:

Công suất yêu cầu trên trục của bơm được xác định theo công thức :

;kw (CT II.189-STQT&TB-1/439)

H: áp suất toàn phần của bơm mF:năng suất của bơm kg/h

: hiệu suất toàn phần của bơm Tra bảng II.32-STQT&TB-1/439

là hiệu suất thể tích (do hao hụt khi chuyển từ Pcao Pthấp),

là hiệu suất thủy lực tính đến ma sát và sự tạo dòng xoáy trong bơm=0,85

là hiệu suất cơ khí , tính đến ma sát cơ khí ở ổ bi lót trục,

Hiệu suất toàn phần của bơm là:

Vậy (kw)

3- Công suất động cơ điện .

Công suất đông cơ điện được tính theo công thức sau:

;kw (CT II.190-STQT&TB-1/439)

là hiệu suất truyền động trục =0,95là hiệu suất truyền động cơ =0,95

(kw)

Thông thường để đảm bảo an toàn người ta chọn động cơ có công suất lớn hơn công suất tính toand lượng dự trữ dựa vào khả năng tái của bơm:

với : là hệ số dự trữ công suất và trong trương hợp này ta chọn =2 (do năng suất động cơ điện bé hơn 1).Do đó:

(kw)

Vậy ta chọn bơm có công suất 1 kw

IV. Chiều cao thùng cao vị:

50


Trong đó: Áp suất toàn phần cần thiết để khắc phục tất cả sức cản thủy lực trong hệ thống (kể cả ống dẫn và thiết bị) khi dòng chảy đẳng nhiệt, công thức II.53/ST1 – T376

- : áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra khỏi ống dẫn:

Với: : khối lượng riêng của chất lỏngw : vận tốc của lưu thể.

- : áp suất khắc phục trở lực khi dòng chảy ổn định trong ống.

Với: dtđ : đường kính tương đương của mẫu , mL: chiều dài ống dẫn (m)

:hệ số ma sát.

- : áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ:

(N/m2)

Với: : hệ số trở lực cục bộ- : áp suất cần thiết để nâng cao chất lỏng lên cao và khắc phục áp suất

thủy tĩnh ,N/m2 , công thức II.57 /St1 – T377

- : là áp suất cần thiết để khắc phục trở lực trong thiết bị và áp suất bổ xung ở cuối ống dẫn trong những trường hợp cần thiết .Trong trường hợp này tính toán giá trị bỏ qua .

1- Trở lực của đoạn ống từ thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu đến nồi cô đặc :

* Xác định

Ta có :

Trong đó:

- Gđ : thể tích lưu thể của hỗn hợp kg/h- : khối lượng riêng của dung dịch KNO3 10% .Tra bảng I.21 /ST1 – T33, ta có = 1060,7 kg/m3

- f : tiết diện bề mặt truyền nhiệt , m2

51


n: số ống truyền nhiệt trong thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu , n = 169 ốngm : số ngăn m = 5 ngăn d : đường kính trong của ống truyền nhiệt ,d = 0,034 m

*Áp suất để khắc phục trở lực ma sát:

Ta có :

- ltđ : chiều dài của ống dẫn , ltđ = 2.9 =18 m- dtđ : đường kính trong của ống , d = 0,034 m- : hệ số ma sát Chuẩn số raynol :

Vậy chế độ chảy xoáy , khi đó hệ số ma sat được tính theo công thức II.65 /ST1 – T380 :

Chọn ống thép CT3 tráng kẽm mới bình thường, theo bảng II.15 /ST1 – T381 độ nhám tuyệt đối : mm chọn

Độ nhám tương đối :

Vậy :

*Áp suất cần thiết để thắng trở lực cục bộ trên đường ống: Vì dung dịch chảy trong thiết bị ống chum nên hướng dòng chảy khi vào và khi ra các ống truyền nhiệt cũng đa dạng và tồn tại nhiều đột thu, đột mở.

- Tiết diện ống dẫn dung dịch ra và vào thiết bị (lấy đường kính ống dẫn bằng đường kính ống dẫn hốn hợp đầu vào thiết bị nồi cô đặc ): d = 0,06 m

52


- Tiết diện phần dưới thiết bị nơi có ống dẫn dung dịch vào và ra:với D = 0,6 m

- Tiết diện của 61 ống truyền nhiệt ở mỗi ngăn là ;

Trở lực cục bộ được tính theo bảng PL.3/TTQTTB1 – Tr.338,339- Ở cửa vào (đột mở): khi chất lỏng chảy vào thiết bị (khoảng trống một

ngăn đột mở):

- Ở đầu ra của dung dịch khi chất lỏng chảy từ khoảng trống vào ngăn của ống truyền nhiệt (đột thu):

Vì Re > 104 nên tra theo bảng PL.3/TTQTTB1 – Tr.339 ta có :

- Ở đầu ra của dung dịch khi chất lỏng chảy từ ngăn của ống truyền nhiệt ra khoảng trống phần trên của thiết bị (đột mở):

- Ở đầu ra của dung dịch khi chất lỏng chảy ra khỏi thiết bị (đột thu):

Nội suy theo bảng PL.3/TTQTTB1 – Tr.339 ta có :- Khi chất lỏng chuyển từ ngăn này sang ngăn kia , dòng chảy chuyển

dòng 2 lần với góc chuyển 90o có trở lực cục bộ :

Vậy :

= 3,2018 + 58,859 + 36,618 = 98,6788 (N/m2)Vậy chiều cao cột chất lỏng tương ứng:

53


2- Trở lực dẫn từ thùng cao vị đến thiết bị gia nhiệt hỗn hợp:

- Áp suất động học:

Trong đó: : khối lượng riêng ở nhiệt độ đầu:= 1060,7kg/m³(ở nhiệt độ 25 oC)-tra bảng I.23-STQT&TB-1/35

Chọn d= 0,09m

Thay số:

(N/m²)

- Áp suất để khắc phục trở lực ma sát: =

Chọn L= 15m

Chỉ số Reynold: Re = ;

: độ nhớt của hỗn hợp đầu ở nhiệt độ sôi (nhiệt độ cuối khi ra nhiệt) Có = 0,25077.10-³(N.S/m²)

Ta có: Regh=

Ren= 220

Nhận thấy Regh<Re <Ren

Tính theo công thức : 11.64-STQT&TB-1/380:

Vậy = (N/m²)

-Trở lực cục bộ trên đường ống:

-Chiều dài tương đương cho 1 van, 1 lưu lượng kế và 2 khuỷu 90° là: Ltd= (2.40 +1.120+ 1.200).0,09 = 36Vậy :

54


(N/m²)

N/m2

- Chiều cao chất lỏng tương đương:

3- Trở lực của thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu:

-Áp suất động học:

Trong đó: : là khối lượng riêng của hỗn hợp

= 1060,7 kg/m³w: vận tốc của hỗn hợp.

m/s

(N/m²)

+)Áp suất để khắc phục trở lực ma sát : =

=

-Chỉ số Reynold: Re = ;

: độ nhớt của hỗn hợp đầu ở nhiệt độ sôi ( nhiệt độ cuối khi ra nhiệt) Có = 0,25077.10-³(N.S/m²)

Ta có: Regh= =0,469.104

55


Ren= 220 =3,955.105

Nhận thấy Regh<Re <Ren

Tính theo công thức : 11.64-STQT&TB-1/380:

Chiều dài ống truyền nhiệt: L = H.m = 2.5 = 10 (m)

Vậy = (N/m²)

- Trở lực cục bộ:Vì dung dịch trong ống chùm nên hướng dòng chảy khi vào và khi ra

ống tuyền nhiệt đa dạng và có đột mở, đột thu. -Tiết diện ống dẫn dung dịch ra và vào thiết bị là:

=6,3585.10-³ (m²)

(với d1 là đường kính trong của ống dẫn dung dịch vào d=0,07m)-Tiết diện của phần dưới thiết bị nơi ống dẫn dung dịch vào và ra là:

(m²)

(D đường kính trong của thiết bị)-Tiết diện ống hơi truyền nhiệt trong mỗi ngăn:

(m²)

(d3 là đường kính của ống truyền nhiệt)-Khi chất lỏng chảy vào thiết bị (đột mở):

-Khi chất lỏng chảy từ khoảng trống vào :

Tra bảng II.16-STQT&TB-1/387,

-Khi chất lỏng chảy từ ngăn ra khoảng trống vào đột mở:

56


-Khi chất lỏng chảy ra khỏi thiết bị(đột thu) ta có:

Tra bảng II.16-STQT&TB-1/388,

-Ngoài phần trên và phần dưới của ống dòng chảy truyền dòng 16 lần với góc chuyển 90o có trở lực cục bộ( ): 16.1,1=17,6

-Tổng trở lực cục bộ là:

0,9024+5.0,40935+5.0,5756+0.4849+(5-1).17,6=76,712 76,712.3,2016= 245,601(N/m²)-Trở lực thủy tĩnh:

1060,7.9,81.2=20810,934(N/m²)

- Chiều cao chất lỏng tương đương:

4- Chiều cao thùng cao vị:

57


+Áp dụng pt Becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2.Chọn mặt cắt 0-0 làm chuẩn

(*)

-Trong đó:

w2= 0,0777m/s (vận tốc trong ống từ thiết bị gia nhiệt tới thiết bị cô đặc)

: là khối lượng riêng của của hỗn hợp ở 25oC1060,7kg/m³

: là khối lượng riêng của chất ở nhiệt độ ttb

1029,03 kg/m³(N/m2)

(N/m2)

Thay số ta có:

58


V. Các chi tiết phụ :

1. Kính quan sát :

Chọn kính thuỷ tinh dày 5mm, đường kính 150mm

Cửa sửa chữa :

Chọn cửa sửa chữa có đường kính 400mm

2. Bề dày lớp cách nhiệt

Theo công thức sau (V.137), trang 41, sổ tay tập 2:

trong đó:

D1 : đường kính ngoài buồng đốt, d1 = 912 mm

λ :hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, chọn vật liệu cách nhiệt là

amiang λ = 0,151 W/mK tra ở trang 416 VD &BT T10

tt2 : nhiệt độ mặt ngoài của buồng đốt, tt2 = 158,1oC

q1 : nhiệt độ tổn thất trên 1 m2 bề mặt

theo bảng V.7 trang 42 STT2: q1 = 483 W/ m2

Để thuận tiện trong chế tạo chọn chiều dày lớp cách nhiệt cho buồng

đốt,buồng bốc là 40 mm.

Chương IV:

TÍNH TOÁN CƠ KHÍ

59


I. Buồng đốt :

Thiết bị làm việc ở điều kiện áp suất thấp ( <1,6N/m2 ) , chọn nhiệt độ

thành thiết bị là nhiệt độ môi trường , đối với thiết bị đốt nóng có cách nhiệt

bên ngoài .Chọn thân hình trụ hàn , làm việc chịu áp suất trong , kiểu hàn giáp

mối hai bên , hàn tay bằng hồ quang điện , vật liệu chế tạo là thép CT3 (thép

cacbon 0.03% ).Khi chế tạo cần lưu ý:

- Đảm bảo đường hàn càng ngắn càng tốt

- Chỉ hàn giáp mối

- Bố trí các đường hàn dọc

- Bố trí mối hàn ở vị trí dễ quan sát

- Không khoan lỗ qua mối hàn

1- Xác định số ống trong buồng đốt :

- Số ống trong buồng đốt được các định theo công thức là:

,ống

Trong đó :

- F : Diện tích bề mặt truyền nhiệt , m2

- : diện tích của một ống truyền nhiệt , m2

Với : dtr - đường kính trong của ống truyền nhiệt, m

Chọn dtr = 0,025 m

Vậy số ống truyền nhiệt là:

( ống)

Quy chuẩn theo bảng ( V.11/ST2-T48 ) thì số ống trong thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm là n= 301 ống và cách bố trí theo hình sáu cạnh .Dựa và cách bố trí theo bảng đó thì ta có bảng bảng số liệu ống trong thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm như sau:

Bảng 9:

60


Số

hình

sáu

cạnh

Sắp xếp ống theo hình sáu cạnh ( kiểu bàn cờ )

Số ống trên

đường

xuyên tâm

của hình

sáu cạnh

Tổng số

ống không

kể các ống

trong các

hình viên

phân

Số ống trong các

hình viên phân

Tổng số

ống trong

tất cả các

hình viên

phân

Tổng

Số

ống

thiết

bịDãy1 Dãy 2 Dãy3

9 19 271 5 - - 18 301

2- Đường kính của buồng đốt :

Đường kính trong của buồng đốt khi sắp xếp theo hình lục giác đều được tính theo công thức sau: (CT V.140/ST2 – T49)

Dtr = t.(b – 1) + 4.dn (m)

- b: số ống trên đường chéo của hình sáu cạnh b = 15 (ống)

- dn : đường kính ngoài của ống truyền nhiệt dn = 29 mm

- t : bước ống , thường chọn t = 1,2 - 1,5 dn , ta chọn t = 1,5.dn

Dtr = 1,5.0,029.(19 – 1) + 4.0,029 = 0,899 (m)

Quy chuẩn theo bảng XIII.6 /ST2 – 359 : Dtr = 900 mm

3- Chiều dày thân buồng đốt :

Chiều dày buồng đốt chịu áp suất trong được xác định theo công thức :

(XIII.8/ST2 – 360)

m

Trong đó: : ứng suất cho phép giới hạn bền của thép CT3 ( N/m2 ) được xác định dựa theo giới hạn bền kéo và giới hạn bền chảy

Và ứng suất kéo và ứng suất chảy được xác định như sau:

(CT XIII.1 ,XIII.2/ST2 – T355)

61


- : hệ số hiệu chỉnh , theo bảng XIII.2 /ST2 – 356

- Dựa vào bảng XII.4/ST2 – 309 ta có:

+ Giới hạn bền kéo :

+ Giới hạn bền chảy :

- nk : hệ số an toàn theo giới hạn kéo của thép CT3 .Tra theo bảng XII/ST2 – T356

nk = 2,6

- nc : hệ số an toàn theo giới hạn chảy của thép CT3 . Tra bảng XII.3/ST2 – T356

nc = 1,5

Vậy:

Vậy ứng suất cho phép của vật liệu là:

- Đại lượng bổ sung trong công thức XIII.8 phụ thuộc vào độ ăn mòn , độ bào mòn và dung sai của chiều dày. Xác định C theo công thức ( XIII.17 /ST 2 – T 363 ) như sau :

C = C1 +C2 + C3 , m .

Trong đó :

+ C1 : Bổ sung do ăn mòn , xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của môi trường và thời gian làm việc của thiết bị . Với vật liệu rất bền CT3 thì ta có thể lấy C1 =1 mm

+ C2 : Đại lượng bổ sung bào mòn này chỉ cần tính đến các trường hợp nguyên liệu có chứa các hạt rắn chuyển động với tốc độ lớn ở trong thiết bị. Đại lượng C2 thường chọn theo thực nghiệm . Đa số trường hợp khi tính toán thiết bị hóa chất ta có thể bỏ qua C2

62


+ C3 : Lượng bù gia công .Đại lượng bổ xung do dung sai của chiều dày phụ thuộc vào chiều dày tấm vật liệu cho ở bảng XIII.9.Tuy nhiên đơn giản thường chọn C3 = 0.8 mm

Vậy C = 1 + 0 +0,8 =1,8 (mm)

- : hệ số bền hàn của thanh hình trụ theo phương dọc .Theo bảng XIII.8/ST2 – T 362 ,nếu hàn bằng tay với Dtr>= 700 (mm) ,thép cacbon CT3 thì:

- Pb : áp suất làm việc bên trong thiết bị

Pb = Pmt + Ptt

Pmt = Phd = 6at = 6.9,82.104 = 58,92.104(N/m2)

- Ptt : áp suất thủy tĩnh

Ở ts1 = 118,9475oC ta có

Ptt = 1005,02.9,81.2 = 0,019718.106 (N/m3)

Vậy : Pb = 58,92.106 + 0,019718.106 = 0,6089.106 (N/m2)

Nhận thấy : bỏ qua Pb ở mẫu

trong công thức tính S:

Vậy tính được chiều dày buồng đốt:

Quy chuẩn S = 6 mm

Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử dựa vào công thức XIII.26 /ST2 – T365

- Po : áp suất thử tính theo công thức XIII.27 /ST2 – 366

Po = Pth + P1 , N/m2

+ Pth : áp suất thủy lực tính theo công thức XIII.5/ST2 – 358

Pth = 1,5.Pb = 1,5.58,92.104 = 0,8838.106 (N/m2)

+ P1 : áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng xác định theo công thức ( XIII.10/ST2 – 360 ) :

Ta có; P1 = Ptt = 0,019718.106N/m2

63


Vậy : Po = 0 ,019718.106 + 0,8838.106 = 903518,51 (N/m2)

Vậy ta có:

Vậy S = 6 mm thỏa mãn

4- Chiều dày lưới đỡ ống :

Phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Giữ chặt ống sau khi nung , bền .Để thỏa mãn yêu cầu này , ta chọn chiều dày tối thiếu S’ = 15mm

- Chịu ăn mòn :

S = S’ + C = 15 + 1,8 = 16,8 (mm)


- Giữ nguyên hình dạng của mạng khi khoan , nung cũng như sau khi nung ống .Để thỏa mãn cần đảm bảo tiết diện dọc giới hạn bởi ống:

f > fmin

- Bền dưới tác dụng của các loại ứng suất .Để thỏa mãn yêu cầu này cần kiểm tra mạng ống theo giới hạn bền uốn:

Trong đó :

- Pb : áp suất làm việc .N/m2

Pb = 0,6089.106 N/m2

- dn : đường kính ngoài của ống truyền nhiệt , m

dn = 29 m = 0,029 mm

Nhìn vào hình vẽ ta có :

64


Vậy :

Vậy thỏa mãn điều kiện nên ta chọn chiều dày mạng lưới ống là 17 mm

5- Chiều dày đáy buồng đốt

Đáy buồng đốt là những bộ phận quan trọng của thiết bị thường được chế tạo cùng vật liệu với thân thiết bị , ở đây là thép CT3.

Đáy nối với thân thiết bị bằng cách ghép bích .

Đáy chọn elip có gờ đối với các thiết bị có thân hàn thẳng đứng – áp suất

trong >7.104 (N/m2 )

Chiều dày đáy phòng đáy phòng đốt được xác định theo công thức

( XIII.47/ST2 – T385 ) :

, m

Trong đó :

- hb : chiều cao phần lồi của đáy ,m

Theo hình XIII/ST2 – T 381

hb = 0,25.Dtr = 0,25.900 = 225 mm

- : hệ số bền của mối hàn hướng tâm

Xem bảng XIII.8/ST2 – T362) ta có :

- k : hằng số không thứ nguyên ( hệ số bền của đáy ) , được xác định theo công thức

XIII.48/ST2 – T385

k = 1- (d/Dtr )

65


- Với : d là đường kính lớn nhất của lỗ không tăng cứng .Đáy có một lỗ hình tròn cho dung dịch vào có đường kính d , được tính theo công thức

1.19 /TTQTTB1 –T 13

Trong đó :

+ V: lưu lượng dung dịch vào nồi 1 ,m3 /h

= 1090,28 kg/m3:khối lượng riêng của dung dịch KNO3trong nồi 1

+ : vận tốc thích hợp của dung dịch trong ống , để đơn giản ta chọn

= 1 m/s

Quy chuẩn d = 0,06 m

- C : đại lượng bổ sung , được tính theo công thức XIII.17/ST2 – T363. Có tăng thêm một ít đối với đáy :

Thêm 2 mm khi S – C <=10 mm

Thêm 1 mm khi 10 mm < S – C < 20 mm

Không cần tăng chiều dày khi S – C > 20 mm

- P : áp suất hơi đốt 4at

- nên ta có thể bỏ đại lượng

P ở mẫu

Vậy: +

C

Đại lượng bổ xung C khi S – C = 2,1499.10-3 m = 2,1449 mm <10 mm , do đó phải thêm 2 mm so với giá trị C ở trên : C = 2,1449 + 2 = 4,1449 mm

Vậy S = 4,1449+ 2,1449 = 6,2897 (mm )


66


Kiểm tra ứng suất thành nắp của thiết bị ở áp suất thử thủy lực , theo công thức (XIII.49 /ST2 – T386) ta có:

Với Po = Pb

Vậy chiều dày đáy buồng đốt là S = 8 mm

6- Đường kính ống tuần hoàn trung tâm :

Đường kính ống tuần hòa trung tâm xác định theo công thức :

Dth =

Trong đó : ft = 0,3 Fd = 0,3. = 0,3. =0,0443

Dth =

Theo bảng XIII.7/STT2/T360

Quy chuẩn đường kính ống tuần hoàn trung tâm Dth = 299 mm

7- Tra bích để lắp đáy vào thân :

Chọn bích liền kiểu 1 , theo bảng XIII.27/ST2 – T 420 ,ta có bảng như sau:

Bảng 10:

Pb.106

(N/m2)

Dtr

(mm)

Kích thước nối Kiểu bích

D

(mm)

Db

(mm)

D1

(mm)

Do

(mm)

Bu-lông 1

db

mm

z

cái

h

(mm)

67


0,6 900 1030 980 950 911 M20 24 22

II. Buồng bốc

Tạo không gian bốc hơi và khả năng thu hồi bọt

1- Thể tích buồng bốc hơi :

Áp dụng công thức VI.32/ST 2 – T71 ta có

Trong đó:

- W: lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bị

W1 = 2614,94 kg/h

- : khối lượng riêng của hơi thứ, tra theo bảng I.250/ST1- 312 ứng với

t = 115,806oC

- Utt : cường độ bốc hơi thể tích cho phép ở 1 at .Chọn Utt = 1600 m3/m3.h

- f : hệ số hiệu chỉnh xác định theo đồ thị hình VI.3/ST2 – 72 ở Ph = 1,2714

f = 0,9

Từ đó : Utt = 0,9.1600 = 1440 (m3/m3.h)

Vậy thể tích phòng bốc hơi :

2- Đường kính buồng bốc :

Đường kính trong buồng bốc , đại lượng này có thể chọn : Chọn

Dtrbb = 1,2

Dnbb = Dtrbb + 2S = 1200 + 2.6 =1212mm = 1,212m

3- Chiều cao buồng bốc :

Áp dụng công thức VI.34/ST2 – T72 ta có:

- Dtrbb : đường kính trong buồng : Dtrbb =1,2 m

68


Vậy chiều cao của buồng bốc là:

Quy chuẩn chọn H = 2 m

4- Chiều dày buồng bốc:

Chọn nhiệt độ thành thiết bị là nhiệt độ môi trường , đối với thiết bị đốt nóng có

cách nhiệt biên ngoài .Chọn thân hình trụ hàn , làm việc chịu áp suất trong ,

kiểu hàn giáp mối hai bên , hàn tay bằng hồ quang điện , vật liệu chế tạo là

thép CT3.Đối với buồng bốc ở áp suất 1÷ 2 at ta thiết kế vỏ mỏng .

Chiều dày thiết bị được xác định theo công thức XIII.8/ST2 – T 360:

Pb = Ph + P1

Ph : áp suất hơi thứ Ph = 1,7725 at = 1,7725.9,81.104 = 0,1684.106 (N/m2)

(N/m2 ) = 0 vì H: chiều cao mực chất lỏng chiếm chỗ, H = 0

→Pb= 0,1684. (N/ )

-

- C = 1,3 .10-3 m

-

- Xét :

Có thể bỏ qua Pb ở dưới mẫu

Vậy :

69



Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử lại theo công thức XIII.26/ST2 – T365

Po = 1,5.Pb = 1,5.0,1684.106 = 0,2526.106 (N/m2)

S = 5mm hoàn toàn thỏa mãn. Vậy chiều dày buồng bốc là 5 mm

5- Tính chiều dày nắp buồng bốc :

Chọn lắp elip có gờ với Đường kính trong là Dt= 1200 mm,

Chiều cao gờ hg = 25 mm,

Bề dày tối thiểu của nắp: công thức : XIII.47/STT2/T385 :

Trong đó:

Rt : bán kính bên trong đỉnh

m

70


K : hệ số, . Nếu lắp có lỗ thì d = 0,146

3

: hệ số bền mối hàn , = 0,95

Bề dày tối thiểu của nắp là:

m

Do S – C = 2,85 mm <10 mm nên đại lượng bổ sung cần thêm 2mm nữa

Bề dày thực của cắp thiết bị là:

S = S’ + = 2,85+4,85 = 7.7 mm

Quy chuẩn lấy S = 8 mm

Kiểm tra áp suất cho phép :

=0,7215.106 N/m2 > 0,125.106

Vậy bề dày nắp là 8 mm.

6- Tra bích để lắp nắp vào thân :

Cũng chọn kiểu bích dùng để lắp đáy vào thân buồng đốt . Với các thông số

được tra theo bảng XIII.27/ST2 – T421:

Bảng 11:

Pb.106 Dtr Kích thước nối Kiểu bích

71


N/m2 mmD

mm

Db

Mm

D1

Mm

Do

mm

Bu-long 1

db

mm

z

cái

h

mm

0,3 1200 1340 1290 1260 1213 M20 32 25

III. Chiều dày ống có gờ bằng thép CT3 , góc đáy 60 o

Đáy nón có gờ dùng để nối buồng đốt và buồng bốc trong thiết bị cô đặc

tuần hoàn trung tâm vì thiết bị này sử dụng để cô đặc những dung dịch nhớt và

dung dịch kết tủa dễ hòa tan nên ta chọn loại góc đáy 60 o và loại có gờ vì làm

việc ở áp suất lớn hơn 7.104(N/m2).Chiều đáy nón có gờ với góc đáy là 60 o

được tính theo công thứcXIII.52/ST2 – T 399 :

- y : yếu tố hình dạng đáy , xác định theo đồ thị XIII.15/ST2 – T400.Mà theo

bảng XIII.22/ST2 – T396 :

-

- P = P’1 = 0,174.106 (N/m2)

Vì S – C <10 (mm) nên thêm 2 (mm) cho đại lượng bổ sung C do đó đại lượng

bổ sung C = 1,129 + 2 = 3,129 (mm)

Do đó : S = 1,129 + 3,129 = 4,258 mm

72



Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử thủy lực :

Với Po = 1,5.P = 1,5.0,174.106 = 0,261.106 (N/m2)

Vậy :

Vậy S = 6 mm thỏa mãn .

IV. Tính toán một số chi tiết khác

1- Tính đường kính các ống nối dẫn hơi , dung dịch vào ra thiết

bị :

Đường kính ống dẫn được tính theo công thức tổng quát sau:

Trong đó:

V : lưu lượng hơi dòng vào , m3/h

: vận tốc thích hợp của hơi hoặc lỏng đi trong ống m/s

1.1- Ống dẫn hơi đốt nồi 1 :

Với :

73


D: lượng hơi đốt nồi 1 kg/h . D = 2194,059 kg/h

: khối lượng riêng của hơi đốt được tra theo nhiệt độ hơi đốt ở

bảng I.250/ST1 – T313:

: vận tốc thích hợp của hơi quá nhiệt đi trong ống . :

Vậy đường kính ống dẫn hơi đốt là dtr = 200 mm( bảng XIII.26/ST2 – T 409)

1.2- Ống dẫn dung dịch vào :

Gđ : lưu lượng dung dịch đầu : Gđ = 3000 kg/h

: khối lượng riêng của dung dịch đầu :

: vận tốc thích hợp của dung dịch trong ống , chọn

Vậy:

Quy chuẩn : dtr = 80 mm

1.3- Ống dẫn hơi thứ ra :

W1 : lượng hơi thứ ra khỏi nồi 1 : W1 = 1060,048 kg/h

: khối lượng riêng của hơi thứ ra khỏi nồi 1 dựa vào bảng I.250/ST1 – T313 ta

có : = 0, 95814

: vận tốc thích hợp của hơi đi trong ống . Thường chọn

Vậy:

74


Quy chuẩn ; dtr = 250 mm

1.4- Ống dẫn dung dịch ra :

: khối lượng riêng của dun

g dịch trong nồi 1 :

Gđ : năng suất ban đầu (kg/h) : Gđ = 9100 kg/h

W1 : lượng hơi thứ bốc ra khỏi nồi 1 : W1 =2614,94kg/h

: vận tốc thích hợp của dung dịch đi trong ống dẫn , chọn = 0,5 m/s

Vậy:

Quy chuẩn ; dtr = 70 mm

1.5- Ống tháo nước ngưng :

Chọn bằng đường kính trong ống tháo dung dịch ra : dtr = 70 mm

Tra bích nối ống dẫn với hệ thống ống dẫn bên ngoài .

Bảng XIII.26 /ST2 – T409 bích liền bằng kim loại đen để nối các bộ phận của

thiết bị và ống dẫn

2- Tra bích đối với ống dẫn bên ngoài :

Bảng XIII.26/ST2 – T 409 với bích liền bằng kim loại đen để nối các bộ phận

của thiết bị vào ống dẫn

75


Bảng 12 :

ống Py .106

N/m2

Dy

mm

ống Kích thước nốiKiểu

Bích

Dn

mm

D

Mm

Di

mm

D1

mm

Bu - long1

h

mmDb

mm

Z

cái

ống dẫn

hơi

đốt vào

0,6 200 219 290 255 232 M16 8 16

ống dẫn

dung

0,25 80 89 185 150 128 M12 4 14

76


dịch vào

ống dẫn

hơi

thứ ra

0,25 250 273 390 370 312 M16 12 22

ống dẫn

dung

dịch ra

0,6 70 76 180 145 122 M16 4 16

ống tháo

nước

ngưng

0,6 70 76 180 145 122 M16 4 16

Bảng 13:Tổng hợp số liệu tính toán

BUỒNG ĐỐT THÂN Số ống truyền

nhiệt

301 ống

Đường kính trong 900mm

Chiều dày 7mm

Chiều cao 2000mm

ĐÁY Chiều cao gờ 25mm

Chiều cao phần lồi 225mm

77


Chiều dày 8mm

BUỒNG BỐC THÂN Đường kính trong 1200mm

Chiều dày 6mm

Chiều cao 1500mm

NẮP Chiều cao gờ 25mm

Chiều cao phần lồi 300mm

Chiều dày 8mm

CHI TIẾT KHÁC ống dẫn hơi đốt vào 200mm

ống dẫn dung dịch vào 80mm

ống dẫn hơi thứ ra 250mm

ống dẫn dung dịch ra 70mm

ống tháo nước ngưng 70mm

3. Tính và chọn tai treo giá đỡ :

Trọng lượng nồi khi thử thủy lực :

Mtl = Mnk + Mdn , N

- Mnk : khối lượng nồi không ,N

- M dn : khối lượng nước được đổ đầy nồi , N

3.1- Tính Gnk :

78


Để tính trọng lượng nồi không , ta cần tính khối lượng của các bộ phận chủ yếu

sau

a) Khối lượng đáy buồng đốt (m1)

kính thước đáy :

- đường kính trong buồng đốt :Dtr = 0,9 m

- chiều dày : S = 8 mm

- chiều cao gờ : h = 25 mm

Tra bảng XIII.11/ST2 – T384 ta có khối lượng của đáy elip có gờ :

m1 = 61 kg

b) Khối lượng thân buồng đốt (m2)

, kg

Trong đó :

- : khối lượng riêng của thép CT3 ,

- V : thể tích thân buồng đốt , m3

h: chiều cao buồng đốt , h = 2 m

Dn : đường kính ngoài của buồng đốt

Dn = Dtr + 2.S = 900 + 2.6 = 912 (mm ) = 0,912 (m)

Vậy :

c) Khối lượng 2 lưới đỡ ống:

79


(kg)

- : khối lượng riêng của vật liệu làm lưới đỡ , kg/m3 .Vật liệu làm lưới đỡ chọn

là thép CT3:

- V3 : thể tích lưới đỡ

S : chiều dày lưới đỡ ống , S = 0,017 (m)

D : đường kính trong buồng đốt , D = 0,9 m

n: số ống truyền nhiệt , n = 301

dn : đường kính ngoài của ống truyền nhiệt, dn= 0,029 m

Từ đó ta tính được : m3 = 2.7850.7,4312.10-3 = 161,671 (kg)

d) Khối lượng của các ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn

Trong đó:

- : khối lượng riêng của thép :

- V4 : thể tích các ống truyền nhiệt:

H: chiều cao ống truyền nhiệt , H = 2 m

dn: đường kính ngoài của ống truyền nhiệt , dn = 0,029 m

dtr : đường kính trong của ống truyền nhiệt , dtr = 0,025 m

dthn: đường kính ngoài của ống tuần hoàn trung tâm, dthn=0,201m

80


dtht: đường kính trong của ống tuần hoàn trung tâm, dtht = 0,299m

e) Khối lượng thân buồng bốc : m5

kg

- V5 : thể tích thân buồng bốc , m3

h : chiều cao buồng bốc : h = 2 m

Dnbb : đường kính ngoài buồng bốc :

Dnbb =1,212 m

Vậy: m5 = 7850.0,04544 = 356,72 kg

f) Khối lượng nắp buồng bốc :

Kích thước nắp :

- Đường kính trong : Dtrbb = 1,2 m

- Chiều dày : S = 8 mm

- Chiều cao gờ : h = 25 mm

Tra bảng XIII.11/ST2 –T384 ta có khối lượng nắp elip có gờ : m6 = 106 kg

g) Khối lượng phần nón cụt nối 2 thân (m7 ) :

(kg)

- : khối lượng riêng của vật liệu phần nón cụt kg/m3 , vật liệu là thép CT3

81


- V: thể tích nón cụt

h: chiều cao phần nón cụt , h = 0,35 m

Dn : đường kính ngoài trung bình của phần nón cụt

Dtr : đường kính trong trung bình của phần nón cụt

Dtr = Dn – 2S = 1062 – 2.8 = 1046( mm)

m7 = 7850.9,26710-3 =72,974 (kg)

h) Khối lượng bích :

- Khối lượng bích ghép nắp và thân buồng bốc:

m8 = 7850.6,816. = 5,35 kg

- Khối lượng bích ghép đáy và thân buông đốt:

m9 =ρ.V9

V9 = .h.(dn2 – dt

2 ) = .0,03.(0,9122 – 0,92 ) =5,12.10-4

M9 = 7850.5,12.10-3 = 4,019kg

82


Mnk = ( 61 + 267,983 +161,671+ 603,90 + 300,816 + 106

+ 72,974 +5,35 + 4,019)

= 1583,88 ( kg).

3.2- Tính Mdn :

Thể tích không gian của buồng đốt và buồng bốc:

=

Trong đó: htg: chiều cao của đoạn côn nối buồng đốt và buồng bốc, chọn = 0,5m

Hb: chiều cao buồng bốc = 2 m

Hd : chiều cao buồng đốt = 2 m

Vậy Mdn = 4,0977.1000 =4097,7 (kg )

Khối lượng tổng cộng là:

Mtl = Mnk + Mdn = 1583,88+4097,7= 5681,58(kg)

Vì tổng chiều cao của thiết bị là 4,5< 5m nên chọn loại ó 4 tai treo

Khối lượng của 1 tai treo là :

Chọn tải trọng cho phép trên một tai treo này là G = 25000 N ;

83


Vật liệu là thép CT3 Tra bảng XIII.36-tr.438-T2 ta có:

Bảng 14 :

Tải

trọng

cho

phép

trên 1

tai treo

G.

(N/m)

Bề

mặt

đỡ F.

(m )

Tải

trọng

cho

phép

lên bề

mặt

đỡ

q.10

(N/

m)

Khối

lượng

một

tai

treo

(Kg)

L B B1 H S l a d

2,5 173 1,45 3,48 150 120 130 215 8 60 20 30

84


Bảng 15:

Tải

trọng

cho

phép

trên 1

chân

G.

(N/m)

Bề

mặt

đỡ F.

(m )

Tải

trọng

cho

phép lên

bề mặt đỡ

q.10 (N/

m)

L B B1 B2 H h s l d

2,5 444 0,56 250 180 215 290 350 185 16 90 27

85


Chương V :

KẾT LUẬN

Sau 1 thời gian cố gắng tìm , đọc và tra cứu một số tài liệu tham khảo

cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy Nguyễn Văn Hoàn và các thầy, cô

giáo trong bộ môn “ Quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa học “, em đã

hoàn thành nhiệm vụ thiết kế được giao. Qua quá trình này em đã rút ra

được một vài các kinh nghiệm sau:

- Việc thiết kế và tính toán một hệ thống cô đặc là việc làm phức tạp,

tỉ mỉ và lâu dài. Nó không những yêu cầu người thiết kế phải có

những kiến thức thực sự sâu về quá trình cô đặc mà còn phải biết về

một số lĩnh vực khác như: Cấu tạo các thiết bị phụ, các quy định

trong bản vẽ kỹ thuật . . .

- Các công thức toán học không còn gò bó như những môn học khác

mà được mở rộng dựa trên các giả thuyết về điều kiện, chế độ làm

việc của thiết bị. Bởi trong khi tính toán người thiết kế đã tính đến

một số ảnh hưởng của điều kiện thực tế, nên khi đem vào hoạt động

hệ thống sẽ làm việc ổn định.

86


Không chỉ vậy, việc thiết kế đồ án môn học quá trình thiết bị này còn

giúp em củng cố thêm những kiến thức về quá trình cô đặc nói riêng và các

quá trình khác nói chung; nâng cao kỹ năng tra cứu, tính toán, xử lý số liệu.

Biết cách trình bày theo văn phong khoa học và nhìn nhận vấn đề 1 cách có

hệ thống.

Việc thiết kế đồ án môn học “ Quá trình thiết bị trong công nghệ hóa

học “ là một cơ hội tốt cho sinh viên nghành hóa nói chung và bản thân em

nói riêng làm quen với công việc của một kỹ sư hóa chất.

Mặc dù đã cố gắng hoàn thành tốt nhiệm vụ, song do hạn chế về tài

liệu, hạn chế về khả năng nhận thức cũng như kinh nghiệm thực tế, nên em

không tránh khỏi những thiếu sót trong quá trình thiết kế. Em mong được

các thầy cô và các bạn xem xét và chỉ dẫn thêm.

Em xin chân thành cảm ơn.

87


Chương VI :

PHỤ LỤC :

*) Tài liệu tham khảo :

1 Tập thể tác giả. Sổ tay quá trình và thiết bị Công nghệ hóa học. NXB

Khoa học – Kỹ thuật ( 1974, tập 1).

2 Tập thể tác giả. Sổ tay quá trình và thiết bị Công nghệ hóa học. NXB

Khoa học – Kỹ thuật (1982, tập 2).

3 Tập thể tác giả. Cơ sở các quá trình và thiết bị Công nghệ hóa học. NXB

Khoa học – Kỹ thuật (2000, tập 134).

4 GS.TSKH Nguyễn Bin. Tính toán quá trình thiết bị trong công nghệ hóa

tâp 1,2.

5 Cơ sỏ thiết kế máy hóa chất ( tác giả Hồ Lê Viên), xuất bản năm 1997.*)

Chuyển đổi đơn vị thường gặp:

88


89

đồ án chính thức

Documents

Transcript of đồ án chính thức