TỔNG QUAN VỀ CAM VÀ CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT NƯỚC CAM CÔ ĐẶC
I. TỔNG QUAN VỀ CAM
I.1. Nguồn gốc
Cây cam đã được biết đến từ rất lâu khoảng 2200 năm trước công nguyên ở Trung Quốc nhưng một số người lại cho rằng cây cam có nguồn gốc từ dãy Himalayas (Ấn Độ). Cam được trồng rất phổ biến ở Ấn Độ, sau đó lan rộng về phía đông, và đến cả vùng Đông Nam Á. Vào khoảng thế kỉ thứ 3 trước công nguyên, cây cam được đưa đến Châu Âu và nó lan ra tới cả vùng Địa Trung Hải. Sau đó, cây cam được Columbus mang đến Châu Mỹ. Những năm sau đó, những người làm vườn ở Châu Mỹ và Châu Âu đã đem cây cam đến Châu Úc và Châu Phi. Ngày nay cây cam được trồng rất phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới.
I.2. Phân loại
Có nhiều cách phân loại cam khác nhau, tùy thuộc vào từng quốc gia và địa phương. Trong thương mại, cam được chia thành 2 loại: Cam ngọt (sweet orange) và cam chua (sour orange). Trong đó, cam chua thường dùng trong sản xuất mứt cam. Một số loại cam ngọt thường gặp:
Cam tròn
Cam tròn phổ biền nhất là loại Valencia, có nguồn gốc từ đảo Azores và Bồ Đào Nha. Giống cam này có khả năng thích ứng trong những vùng nội địa, nơi có sự chênh lệch sâu sắc giữa ngày và đêm và làm hoạt hóa hệ sắc tố của vỏ tạo cho nó màu sắc hấp dẫn. Quả có cỡ nhỏ tới trung bình thích hợp cho sản xuất công nghiệp. Vỏ mỏng, da cam nhẵn, màu cam sáng. Quả có mùi vị đặc sắc ngay khi còn tươi hay sau khi đã được chế biến nước ép. Khi quả chín trên cây, nó chuyển sang màu cam sáng nhưng khi nhiệt độ nóng lên làm cho da hấp thụ lại chlorophyl từ lá nên cam chín có màu xanh nhạt. Loại cam này chủ yếu dùng làm nước quả với chất lượng nước ép tốt nhất do chứa nhiều dịch quả có màu sậm và bền , ít hạt nên không tạo vị đắng. Valencia cũng có thể dùng ăn tươi.
Cam navel
Trước năm1835, Cam navel được trồng nhiều ở Florida nhưng bị phá huỷ trong chiến tranh thế giới thứ nhất. Giống cam này cũng được trồng nhiều ở Brazil, Trung Quốc . Cam navel có quả to hơn giống Valencia và các loại cam ngọt khác. Quả có màu vàng đậm sáng cho tới cam, da hồ đào dày và dễ lột vỏ, không hạt. Quả cho chất lượng tốt khi đạt độ chắc và khối lượng nhất định, cho nhiều nước quả. Thời tiết lạnh làm màu quả càng vàng sáng vì thế quả có thể chín và vẫn còn màu xanh nhạt trên da. Giống cam này ít được dùng trong chế biến nước quả vì trong quá trình chế biến dễ phát sinh vị đắng.
Cam Blood ( Cam đỏ )
Đây là loại quả được xem là ngon và hấp dẫn nhất trong các loại quả có múi được tìm thấy đầu tiên ở Địa Trung Hải. Quả cỡ trung bình với vỏ mỏng có ít hoặc không hạt. Có màu đỏ sậm sáng đẹp. Nhược điểm lớn nhất là hàm lượng anthocyanin tạo màu đỏ đậm có khuynh hướng bị nhạt trong quá trình chế biến và bảo quản. Anthocyanin còn là chất chống oxy hóa mạnh tạo nhiều gốc tự do gây ung thư, lão hóa, bệnh nhẹ Loại cam này thường được dùng để ăn tươi, ăn kèm salad, dùng rôti hoặc nướng thịt.
Cam ngọt (acidless orange)
Loại này được trồng chủ yếu ở Địa Trung Hải. Do nước quả có độ ngọt quá cao và hàm lượng acid thấp không đủ khả năng ức chế vi sinh vật nên loại cam này không thích hợp cho sản xuất nước ép.
Hình 1 – Các loại cam phổ biến trong thương mại
Ở Việt Nam, cam được chia làm 3 loại : cam chanh, cam sành và cam đắng. Một số giống cam phổ biến ở nước ta như cam Xã Đoài ( Nghệ An ), cam Động Đình, cam đường,
Cam Xã Đoài ( Nghệ An ) : Cây tương đối cao, ít cành lá (cành quả), trồng ở Xã Đoài, xã Nghi Diên, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An. Quả ngon, thơm có vỏ mỏng và bóng, vị ngọt đậm, ít xơ . Dùng chủ yếu trong sản xuất nước cam và mứt cam.
Cam đường : Quả trung bình 100g, vỏ mỏng, màu vàng đỏ hay đỏ sẫm, dễ bóc, múi dễ chia. Có ba loại chính là Cam giấy với các giống Cam Canh (Hà Nội), Cam Đồng dụ (Hải Phòng), Cam Ngọc cục và Cam Hành Thiện (Nam Hà); Cam Bù, Cam Chua ở Hương Sơn (Hà Tĩnh); Cam voi ở Tuyên Hoá (Quảng Bình).
Cam sành : quả có vỏ sần sùi và mịn; vỏ dày, khi chín có màu vàng hay đỏ sẫm, tuy dày nhưng dễ bóc, ruột đỏ, hạt có màu nâu lục, vị ngọt, hơi chua, hương vị ngon như quýt Ôn Chân (Nhật Bản). Thích hợp làm đồ hộp quả nước đường. Giống phổ biến là cam Bố Hạ, trồng ở bãi phù sa Hà Bắc trên đất thoát nước; quả dẹt, nặng trung bình 200-250g, màu vàng đỏ đẹp chín vào tháng 11-12-1 năm sau, dịp Tết Nguyên đán. Cam sành còn có tên là Citrus nobilis Lour. Quýt trước đây cũng được xem là một thứ trong Cam sành.
I.3. Cấu tạo của quả cam
Cấu tạo của quả cam gồm có những phần sau :
Lớp vỏ ngoài (flavedo) : có màu cam hoặc màu xanh tùy theo giống. Lớp vỏ ngoài có chứa rất nhiều các túi tinh dầu.
Lớp cùi trắng (albedo) : có chứa pectin và cellulose.
Múi cam : bên trong có chứa những tép cam, trong có chứa dịch bào.
Hạt cam : chứa mầm cây.
Lõi : là phần nằm ở trung tâm của quả cam, thành phần tương tự lớp cùi trắng.
Luận văn dài 50 trang, chia làm 3 chương
51 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 1924 | Lượt tải: 3
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế thiết bị cô đặc nước cam, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Bảng 6 – Toång keát caân baèng vaät chaát cho caû quy trình saûn xuaát
Quaù trình
Toån hao (%)
Ñaàu vaøo (kg/h)
Ñaàu ra (kg/h)
1
Nhaäp nguyeân lieäu
5.0%
12201.6
2
Choïn loïc, phaân loaïi
3.0%
12201.6
11835.5
3
Röûa
0.5%
11835.5
11776.3
4
EÙp
Nguyeân lieäu
15.0%
11776.3
11113.9
Baõ
7360.2
7360.2
Dòch eùp
4416.1
3753.7
5
Loïc thoâ
1.0%
3753.7
3716.2
6
Gia nhieät
0.5%
3716.2
3697.6
7
Ly taâm - loïc tinh
0.5%
3697.6
3679.1
8
Coâ ñaëc
71.4%
3679.1
1052.2
9
Roùt chai, ñoùng naép, thanh truøng, baûo quaûn
1.0%
1052.2
1041.7
12
Baûo quaûn
0.0%
1041.7
1041.7
13
Thaønh phaåm
1041.7
PHAÀN 3
TÍNH CAÂN BAÈNG NAÊNG LÖÔÏNG CHO
THIEÁT BÒ KEÁT TINH
I. CAÙC THOÂNG SOÁ CAÀN TÍNH
I.1. Nhieät dung rieâng cuûa dòch eùp
Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc cam eùp theo nhieät ñoä ñöôïc tính gaàn ñuùng theo coâng thöùc : ([3], I.50, 153)
c = 4190 – (2514 – 7,542t)x , J/kg.ñoä
Trong ñoù : c : nhieät dung rieâng cuûa dung dòch nöôùc ñöôøng, J/kg.ñoä
t : nhieät ñoä dung dòch, oC.
x : noàng ñoä cuûa dung dòch, phaàn khoái löôïng.
Söï thay ñoåi cuûa nhieät dung rieâng trong quaù trình coâ ñaëc :
(1) (2) (3) (4) (5)
I.2. Ñoä nhôùt ñoäng löïc cuûa dòch eùp
Ñoä nhôùt cuûa dung dòch nöôùc eùp laáy gaàn ñuùng theo dung dòch ñöôøng mía theo [3,I.112,114)
I.3. Heä soá daãn nhieät cuûa dung dòch vaø tinh theå nöôùc ñaù
Heä soá daãn nhieät cuûa dung dòch ñöôïc tính theo coâng thöùc : [3,I.32,123]
= ( )
Trong ñoù : Cp – nhieät dung rieâng ñaúng aùp cuûa dòch eùp, J/kg.ñoä; r – khoái löôïng rieâng cuûa dòch eùp, kg/m3; M – khoái löôïng mol hoãn hôïp.
Vôùi dung dòch ñang eùp thuoäc loaïi chaát loûng lieân keát neân A = 3,58.10-8.
Heä soá daãn nhieät cuûa tinh theå nöôùc ñaù : [3, I.128, 132]
lñaù1 (-2oC) = 2,532 W/mK
lñaù2 (-5oC) = 2,566 W/mK
I.4. Nhieät keát tinh cuûa nöôùc ñaù
Nhieät keát tinh trung bình cuûa nöôùc (ôû 0oC) laø 1434,6 cal/mol = 333608,3 J/kg ([10],23)
Baûng 7 - Toång keát caùc thoâng soá nhieät lyù cuûa dòch eùp vaø nöôùc ñaù
Quaù trình
x
t
r
kg/m3
cdd J/kg.ñoä
cñaù J/kg.ñoä
m,
Pa.s
ldd, W/mK
lñaù, W/mK
(1) Nhaäp lieäu
0.10
30
1037
3961.23
-
1.792E-03
0.3415
-
(2) Laøm laïnh
0.10
3
1037
3940.86
-
1.792E-03
0.3398
-
(3) Baét ñaàu keát tinh
0.10
-1
1037
3937.85
-
1.792E-03
0.3395
-
(4) Keát thuùc KT1
0.20
-2
1089
3684.18
2090.3
3.804E-03
0.3390
2.532
(5) Keát thuùc KT2
0.30
-5
1142
3424.49
2090.3
9.287E-03
0.3358
2.566
II. TÍNH CAÂN BAÈNG NAÊNG LÖÔÏNG
Nhieät löôïng Q (tính treân 1 kg dòch eùp ban ñaàu) caàn cung caáp cho toaøn quaù trình coâ ñaëc keát tinh bao goàm (löôïng nhieät naøy ñöôïc cung caáp cho taùc nhaân laïnh)
Qo : nhieät löôïng caàn thieát ñeå laøm laïnh sô boä dòch eùp ban ñaàu töø 30oC → 3oC;
Q1 : nhieät löôïng caàn thieát ñeå laøm laïnh (trong TBKT) dòch eùp töø 3oC → -1oC;
Qkt : nhieät löôïng caàn thieát ñeå keát tinh nöôùc;
Qdd : nhieät löôïng caàn thieát ñeå laøm laïnh dòch eùp töø -1oC → -5oC;
Qñaù : nhieät löôïng caàn thieát ñeå laøm laïnh nöôùc ñaù töø -1oC → -5oC.
II.1. Nhieät löôïng caàn cho quaù trình laøm laïnh sô boä dòch eùp ban ñaàu
Nhieät ñoä ñaàu vaø cuoái quaù trình : tñ = 30oC → t’ñ = 3oC
Khoái löôïng dòch eùp : Gñ = 1kg/h
Nhieät dung trung bình L : cñ = (3961.23 + 3940.86)/2 = 3951,05 J/kg.ñoä
Löôïng nhieät cung caáp : Qo = Gñcñ(tñ – t’ñ) = 1.3951,05.(30 - 3) = 106678.2 J/kg dòch ñaàu.h
II.2. Nhieät löôïng caàn thieát ñeå laøm laïnh (trong TBKT) dòch eùp töø 3oC → -1oC
Nhieät dung trung bình cuûa dòch eùp : c1 = (3940.86 + 3939.36)/2 = 3939.36 J/kg/ñoä
Löôïng nhieät caàn cung caáp laø : Q1 = Gñc1(t’ñ – t1) = 15757.4 J/kg dòch ñaàu.h
II.3. Nhieät löôïng cung caáp cho quaù trình keát tinh nöôùc
Nhieät keát tinh trung bình cuûa nöôùc laø lkt = 333608,3 J/kg
Khoái löôïng tinh theå taïo thaønh K = K1 + K2 = 0,5556 + 0,1558 = 0,7114 kg/kg dòch ñaàu.h
Nhieät löôïng cung caáp
Keát tinh 1 : Qkt1 = K1. lkt = 0,5556. 333608,3 = 185352.8 J/kg dòch ñaàu.h
Keát tinh 2 : Qkt2 = K2. lkt = 0,1558. 333608,3 = 51976.2 J/kg dòch ñaàu.h
=> Qkt = Qkt1 + Qkt2 = 185352,8 + 51976,2 = 237329 J/kg dòch ñaàu.h
II.4. Nhieät löôïng caàn thieát ñeå laøm laïnh dòch eùp töø -1oC → -5oC
Ta coù : Qdd = Qdd1 + Qdd2
Trong ñoù : Qdd1 : nhieät löôïng cung caáp cho dòch caùi M1 (töø -1oC → -2oC)
Qdd2 : nhieät löôïng cung caáp cho dòch caùi M2 (töø -2oC → -5oC)
Khoái löôïng vaø nhieät dung rieâng cuûa dòch caùi
M1 = 0,4444 kg/kg dòch ñaàu; cM1 = 3864,18 J/kg.ñoä
M2 = 0,29 kg/kg dòch ñaàu; cM2 = 3424,49 J/kg.ñoä
Nhieät löôïng cung caáp
Qdd1 = M1cM1.(t1 – t2) = 0,4444.3864,18 = 1717,24 J/kg dòch ñaàu.h
Qdd2 = M2c M2.(t3 – t2) = 0,29. 3424,49.3 = 2979.3 J/kg dòch ñaàu.h
=> Qdd = 1717,24 + 2979,3 = 4696,54 J/kg dòch ñaàu.h
II.5. Nhieät löôïng caàn cho quaù trình laøm laïnh tinh theå ñaù töø -1oC → -5oC
Qñaù = Qñaù 1 + Qñaù 2 = K1cñaù1.(t1 - t2) + K2cñaù 2.(t2 – t3)
Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc ñaù laáy gaàn ñuùng laø 2090,3 J/kg
Nhieät löôïng caàn laø :
Taïi keát tinh 1 (töø -1oC → -2oC) : Qñaù1 = 0,5556.2090,3.1 = 1161,4 kJ/kg dòch ñaàu.h
Taïi keát tinh 2 (töø -2oC → -5oC) : Qñaù2 = 0.1558.2090,3.3 = 977 J/kg dòch ñaàu.h
=> Qñaù = 2138,4 J/kg dòch ñaàu.h
II.6. Toång nhieät löôïng thöïc teá
Choïn toån thaát nhieät laáy baèng 15% löôïng nhieät thöïc teá
Toång nhieät löôïng caàn thieát cho quaù trình keát tinh 1 :
SQkt1 = 1,15 (Q1 + Qdd1 + Qkt1 + Qñaù1)
= 1,15 (15757,4 + 1717,24 + 185352,8 + 1161,4) = 234587,1 J/kg dòch ñaàu.h
Toång nhieät löôïng caàn thieát cho quaù trình keát tinh 2 :
SQkt2 = 1,15 ( Qdd2 + Qkt2 + Qñaù2)
= 1,15 (2979,3 + 51976,2 + 977) = 64322,4 J/kg dòch ñaàu.h
Vaäy nhieät caàn cung caáp cho toaøn quaù trình laø
SQ = 1,15 Q = 1,15 (Qo + Q1 + Qdd + Qñaù + Qkt)
= 1,15.(106678,2 + 15757,4 + 4696,54 + 2138,4 +237329)
= 421589,5 J/kg dòch ñaàu
Baûng 8 – Toång keát caân baèng nhieät löôïng cho quaù trình coâ ñaëc
Quaù trình
Nhieät löôïng rieâng
J/kg dòch ñaàu.h
Nhieät löôïng toång
kJ/h
Nhieät löôïng toång
kW
1. Laøm laïnh sô boä
111527,2
410319,8
113,98
2. Keát tinh 1
234587,1
863069,5
239,74
3. Keát tinh 2
64322,4
236648,6
65,74
Toång nhieät löôïng caàn
421589,5
1.551.069,9
430,85
PHAÀN 4
TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ THIEÁT BÒ KEÁT TINH VAØ CHOÏN THIEÁT BÒ LOÏC, RÖÛA
I. THIEÁT BÒ KEÁT TINH
I.1. Giôùi thieäu
Thieát bò coâ ñaëc keát tinh laø thieát bò thaân hình truï ñöùng, daïng voû aùo, ñaùy vaø naép ellipse tieâu chuaån.
Taùc nhaân giaûi nhieät ñeå keát tinh dung moâi ñöôïc duøng laø NH3.
Vaät lieäu cheá taïo thieát bò
Thaân laøm baèng theùp khoâng gæ ñeå khoâng laøm aûnh höôûng ñeán ñoä tinh khieát cuûa saûn phaåm, maõ hieäu X18H10T.
Voû laøm baèng theùp thöôøng CT3
Phöông phaùp gia coâng : duøng phöông phaùp haøn hoà quang ñieän, kieåu haøn giaùp moái hai phía.
I.1.1. Thuøng keát tinh 1
Caùc thoâng soá kích thöôùc, choïn :
Ñöôøng kính trong : DT = 1200 mm
Chieàu cao thaân : HT = 1800 mm
Heä soá chöùa ñaày : b = 0.8
Ñaùy, naép ellipse tieâu chuaån : hgôø = 50 mm ; ht = 300 mm
F = 1,75 m2 ; Vnaép, ñaùy = 0,283 m3
Voû boïc caùch nhieät, vaät lieäu : boâng thuyû tinh
Voû caùch thaân 50 mm
Thôøi gian löu : t = 4h
Naêng suaát theå tích nhaäp lieäu : Vñ = m3/h
Tính kích thöôùc thuøng
Theå tích thuøng :
Vthuøng = Vthaân + Vñaùy + Vnaép = m3
Chieàu cao toaøn boä thuøng : Hthuøng = HT + Hñaùy + Hnaép = 1,8 + 0,35.2 = 2,5 m
Theå tích dung dòch chöùa : Vdd1 = 0,8.Vthuøng = 2,08 m3
Chieàu cao dung dòch chöùa tính töø ñaùy :
Hdd1 = Hdd(thaân) + Hdd(ñaùy) = m
Tính beà maët truyeàn nhieät
Ñeå ñaûm baûo truyeàn nhieät toát thì lôùp voû aùo cuûa thieát bò ñöôïc bao cao hôn chieàu cao möïc chaát loûng ôû beân trong 150mm.
Beà maët truyeàn nhieät : F = Fdd(thaân) = pD(Hdd(thaân) + 0,15) = 6,56 m2
Tính soá thuøng keát tinh 1
N1 = => Choïn soá thuøng N2 = 7 thuøng
I.2.2. Thuøng keát tinh 2
Kích thöôùc thuøng keát tinh 2
Ñeå ñôn giaûn trong vieäc cheá taïo vaø laép ñaët ta choïn caùc thoâng soá kích thöôùc cuûa thuøng 2 gioáng kích thöôùc thuøng 1 nhö sau :
Thuøng : DT = 1,2 m; Vthuøng = 2,6 m3; Hthuøng = 2,5 m;
Thaân : HT = 1,8 m
Ñaùy, naép : Vñaùy = Vnaép = 0,283 m3; Fñaùy = Fnaép = 1,75 m2
Theå tích vaø chieàu cao dung dòch : Vdd2 = 2,6.0,8 = 2,08 m3; Hdd2 = Hdd1 = 1,939 m
Beà maët truyeàn nhieät : F2 = pD(Hdd(thaân) + 0,1) = 6,367 m2
Soá thuøng keát tinh 2 : N2 = = 2,83 3 thuøng
Trong ñoù : Vñ2 = m3/h
t = 4h; Vdd2 = 2,08 m3
=> Choïn soá thuøng keát tinh laø 3 thuøng
I.2. Tính toaùn ñieàu kieän beàn
I.2.1. Caùc thoâng soá caàn tra vaø choïn
Aùp suaát tính toaùn :
Neáu xem aùp suaát thuûy tónh laø khoâng ñaùng keå, beân trong thieát bò laøm vieäc ôû aùp suaát khí quyeån: PT = Pa = 1 at = 0,1 N/mm2
Aùp suaát ngoaøi do taùc nhaân laïnh (ôû nhieät ñoä soâi laø -10oC) taùc ñoäng leân thaân thieát bò laø
PN = PsoâiNH3 = 2,9075 at = 0,29075 N/mm2
Aùp suaát taùc ñoäng leân thaân thieát bò laø
P = PN – PT = 0,19075 N/mm2
=> Thieát bò chòu aùp suaát ngoaøi
Vaäy aùp suaát tính toaùn cho thaân thieát bò ñöôïc choïn treân cô sôû ñieàu kieän laøm vieäc nguy hieåm nhaát, ñoù laø tröôøng hôïp khi ta thaùo lieäu maø chöa xaû taùc nhaân ra heát luùc ñoù aùp suaát taùc ñoäng leân thaân thieát bò seõ lôùn nhaát vaø baèng aùp suaát cuûa taùc nhaân laïnh, neân PTT = PN = 0,29075 N/mm2.
Nhieät ñoä tính toaùn ñöôïc laáy laø nhieät ñoä moâi tröôøng laøm vieäc coäng vôùi 20oC (thieát bò coù boïc caùch nhieät). Nhöng trong ñieàu kieän thieát bò laøm vieäc ôû nhieät ñoä thaáp nhö vaäy neân ta choïn luoân nhieät ñoä tính toaùn laø 20oC.
Vaät lieäu cheá taïo
Thaân baèng theùp khoâng gæ X18H10T
Voû laøm baèng theùp thöôøng CT3
ÖÙng suaát cho pheùp ([11],hình1.2,18)
ÖÙng suaát cho pheùp tieâu chuaån :
Heä soá hieäu chænh : h = 0,95 (thieát bò coù boïc caùch nhieät)
ÖÙng suaát cho pheùp :
Heä soá beàn moái haøn : jh = 0,95
Moâ ñun ñaøn hoài :
Giôùi haïn chaûy ôû nhieät ñoä tính toaùn (20oC)
Heä soá an toaøn chaûy : nc = 1.65
I.2.2. Tính beàn cho thaân thieát bò khi chòu aùp suaát ngoaøi
Beà daøy toái thieåu
Trong ñoù : DT = 1200 mm - Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò;
Pn = 0,29075 N/mm2 - Aùp suaát ngoaøi taùc doäng leân thaân thieát bò;
Et = 20,5.104 N/mm2 - Moâñun ñaøn hoài;
l’ = lthaân + hñaùy/3 = 1800 + 350/3 = 1916,7 mm – chieu daøi tính toaùm cho thaân.
=> mm
Choïn heä soá boå sung beà daøy C
Heä soá aên moøn cuûa taùc nhaân NH3 laø Ca = 1 mm;
Heä soá aên moøn cuûa dung dòch nöôùc traùi caây laø Cb = 0,5 mm;
Heä soá quy troøn Co = 0,682 mm;
=> C = 2,182 mm
Beà daøy thieát bò : S = 10 mm
Kieåm tra beàn
(1) Kieåm tra ñieàu kieän :
(Thoaû ñieàu kieän)
(2) So saùnh : vaø
=> == 0,4658 < =1,5975
=> Thoaû ñieàu kieän (2)
(3) Kieåm tra
=> Thaân ñuû beàn
I.2.3. Tính oån ñònh cho ñaùy naép
Ñaùy chòu aùp suaát ngoaøi : Pn = PNH3 = 0,2907 N/mm2
Naép chòu aùp suaát ngoaøi xaáp xæ vôùi aùp suaát khí quyeån vì vaäy khi tính beàn cho ñaùy, neáu ñaùy ñuû beà thì naép cuõng ñuû beàn.
Choïn beà daøy tính toaùn cho naép baèng vôùi beà daøy cuûa thaân thieát bò : S = 10 mm
Tính beàn cho ñaùy
(1) So saùnh : vaø
Trong ñoù : Rt = Dt = 1200 mm (ñaùy-naép ellipse tieâu chuaån);
Et = 20,5.104 N/mm2; N/mm2;
x = 0,7 (vaät lieäu cheá taïo laøm baèng theùp khoâng gæ);
Khi ñoù : ==12
=
=> < vaø
(2) Aùp suaát cho pheùp :
Trong ñoù : laø öùng suaát neùn ñöôïc xaùc ñònh bôûi coâng thöùc :
Vì
Neân ; kc = 0.065 (theo [11],140)
=> N/mm2
=> b ==
=> b = 1,995
Vaäy =
=> Ñaùy ñuû beàn
Tính töông töï cho naép ta cuõng ñöôïc [Pn] = 0,7779 N/mm2 > 0,1 N/mm2
=> Naép cuõng ñuû beàn
I.2.4. Tính beà daøy voû thieát bò
AÙp suaát beân trong voû thieát bò P = P taùc nhaân = 0,29075 N/mm2 Voû thieát bò chòu aùp suaát trong (Xem nhö beà maët caùch nhieät khoâng taùc duïng leân voû, phía ngoaøi voû chæ chòu aùp suaát khí quyeån).
Aùp suaát tính toaùn cho voû thieát bò :
PTT = Pdö = Ptuyeät ñoái – Pa = 0.29075 – 0.1 = 0.19075 N/mm2
Nhieät ñoä tính toaùn laáy baèng nhieät ñoä taùc nhaân coäng theâm 20oC (coù boïc caùch nhieät)
=> Ttt = 10oC
Voû laøm baèng theùp thöôøng CT3
ÖÙng suaát cho pheùp ([11],hình1.2,18)
ÖÙng suaát cho pheùp tieâu chuaån :;
Heä soá hieäu chænh : h = 0,95 (thieát bò coù boïc caùch nhieät);
ÖÙng suaát cho pheùp : ;
Heä soá beàn moái haøn : jh = 0,95
Tính beà daøy voû:
Xeùt:
- Beà daøy toái thieåu :
- Khi 1000 Dt 2000 mm thì S’ = 4 mm.
- Beà daøy thöïc : S = S’ + Ca + Cb + Co
Trong ñoù : Ca : heä soá aên moøn cuûa NH3. Choïn Ca = 0.5 mm
Co : heä soá quy troøn kích thöôùc. Choïn Co = 0.5 mm
- Kieåm tra :
- AÙp suaát cho pheùp:
thoûa ñieàu kieän beàn => choïn beà daøy voû laø 5 mm.
Ñeå ñôn giaûn trong vieäc thieát keá vaø gia coâng, ta choïn caùc thoâng soá kích thöôùc cuûa 2 thuøng keát tinh laø nhö nhau :
Baûng 9 – Toùm taét caùc thoâng soá tính toaùn cho caùc thuøng keát tinh
Thoâng soá
Ñôn vò tính
Thuøng keát tinh 1
Thuøng keát tinh 2
1. Kích thöôùc
Thaân
Chieàu cao thieát bò
m
2,5
2,5
Ñöôøng kính trong
m
1,2
1,2
Theå tích thuøng
m3
2,6
2,6
Beà daøy thaân
mm
10
10
Beà maët truyeàn nhieät
m2
6,56
6,367
Beà daøy ñaùy, naép
Mm
10
10
Voû
Chieàu cao voû
m
2,089
2,089
Ñöôøng kính
mm
1300
1300
Beà daøy voû
mm
5
5
Beà maët truyeàn nhieät
m2
6,56
6,367
2. Soá thuøng
Thuøng
7
3
3. Ñieàu kieän laøm vieäc
Nhieät ñoä
Taùc nhaân
oC
-10oC
-15oC
Dung dòch (trung bình)
oC
3 -2
-2 -5
Aùp suaát
Phía thaân (aùp suaát ngoaøi)
N/mm2
0,29075
0,2362
Phía voû (aùp suaát trong)
N/mm2
0,19078
0,1362
Nhieät löôïng toaû ra moãi thuøng
kJ/h
123295,6
78882
I.3. Kieåm tra beà maët truyeàn nhieät
Beà maët truyeàn nhieät laø phaàn beà maët cuûa thaønh thieát maø taùc nhaân laïnh vaø dung dòch tieáp xuùc. Beà maët truyeàn nhieät cuûa thieát bò keát tinh laø : F = 7,737 m2
Heä soá truyeàn nhieät toång quaùt :
Vôùi : : Heä soá toaû nhieät phía thaân, W/m2.oC;
: Heä soá toaû nhieät phía voû, W/m2.oC;
theùp :Heä soá daãn nhieät cuûa thaønh thieát bò laøm baèng theùp khoâng gæ; W/m2.K;
ñaù : Heä soá daãn nhieät cuûa lôùp ñaùbaùm, W/m2.K;
theùp, ñaù : Beà daøy cuûa thaønh thieát bò; theùp = 10 mm, ñaù = 0,5 mm.
I.3.1. Sô ñoà tính toaùn
Hình 5 – Sô ñoà khoái tính toaùn beà maët truyeàn nhieät
I.3.2. Tính toaùn beà maët truyeàn nhieät cho thieát bò keát tinh 1
I.3.2.1. Tính heä soá toaû nhieät phía thaân a1
Ñaây laø tröôøng hôïp caáp nhieät khi khuaáy chaát loûng baèng caùnh khuaáy, neân chuaån soá Nu coù theå xaùc ñònh theo coâng thöùc :
([6],1.99,35)
ÔÛ ñaây : Nu = ; ; ;
Vôùi : a1 : Heä soá toaû nhieät cuûa dung dòch, W/m2.oC;
DT : ñöôøng kính trong cuûa thieát bò, m; DT = 1,2 m
l : Heä soá daãn nhieät cuûa dung dòch; l = 0,339 Ns/m2;
dk : Ñöôøng kính caùnh khuaáy keát hôïp vôùi dao caïo ñaù, m; choïn dk = 1,198 m;
N : soá voøng quay cuûa caùnh khuaáy, vg/s; choïn N = 0,8 vg/s;
m, mw : ñoä nhôùt cuûa dung dòch nhieät ñoä trung bình vaø ôû nhieät ñoä thaønh;
Khi ñoù :
Re
= 6108,78
Heä soá toaû nhieät a1 :
I.3.2.2. Heä soá toaû nhieät phía voû
Nhieät cuûa dung dòch seõ ñöôïc taûi thoâng qua taùc nhaân laïnh NH3. Heä soá toûa nhieät cuûa NH3 ñöôïc xaùc ñònh nhö sau : ([15],7.16,302)
Trong ñoù : to : nhieät ñoä soâi cuûa taùc nhaân NH3, oC; Choïn to = -10 oC;
qtr : maät ñoä doøng nhieät phía trong, W/m2;
dtr : ñöôøng kính töông ñöông öùng vôùi beà maët truyeàn nhieät phía taùc nhaân, m;
Choïn : dtr = Dng - Dtr = 1,3 – 1,2 = 0,1 m
Xaùc ñònh maät ñoä doøng nhieät : qtr = kDt
Maät ñoä doøng nhieät töø dung dòch ñeán thaønh
Vôùi : tdd : nhieät ñoä trung bình cuûa dung dich; tdd = (3+(-2))/2 = 0,5oC;
tw1: nhieät ñoä thaønh thieát bò phía dung dòch; oC;
a1 : Heä soá toaû nhieät cuûa dung dòch, W/m2.oC; a1 = 1259,5 W/m2.oC;
l ñaù = 2,532 W/m.ñoä; ñaù = 0,5 mm;
l theùp = 17,4 W/m.ñoä ; theùp = 10 mm;
Khi ñoù : = 739,84 (0,5 – tw1 ) W/m2
Maät ñoä doøng nhieät töø taùc nhaân NH3 tôùi thaønh
qNH3 = 580.(tw2 – ttn)5/3.da/di
Trong ñoù ttn = -10oC – nhieät ñoä taùc nhaân laïnh;
tw2 : nhieät ñoä thaønh tieáp xuùc vôùi taùc nhaân laïnh, oC
Choïn cheânh leäch nhieät ñoä thaønh trong vaø ngoaøi laø 2oC => tw2 = tw1 – 2
da = 1,3m ñöôøng kính phía voû; di = 1,2m – ñöôøng kính phía thaân dung dòch;
=> qNH3 = 580.(tw2 - (-10))5/3.1,3/1,2 = 628,33.(tw1 -2 - (-10))5/3 W/m2
Ta coù : qNH3 = qdd
=> 739,84(0,5 – tw1 ) = 628,33.(tw1 -2 - (-10))5/3
=> tw1 = - 5 oC
=> qtr =739,84.(0,5-(-5,15)) = 4069,12 W/m2
Heä soá toaû nhieät phía taùc nhaân NH3 laø
= (17,3 + 0,04.(-10)).3607,5 0,45.0,1-0,24 = 1236,4 W/m2.ñoä
I.3.2.3. Heä soá truyeàn nhieät tính
= = 462,87 W/m2.oC
I. 3.2.3. Beà maët truyeàn nhieät tính
Nhieät löôïng toaû ra cuûa 1 thuøng laø : Q = kW
Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình Tdd : 3oC → -2oC
Ttn : -10oC → -10oC
10,298
Beà maët truyeàn nhieät tính toaùn laø : Ftính = = 7,18 m2
Tính sai soá
Sai soá =
I.3.3. Tính toaùn beà maët truyeàn nhieät cho thieát bò keát tinh 2
I.3.3.1. Tính heä soá toaû nhieät phía thaân a1
Töông töï nhö ôû thieát bò keát tinh 1, chuaån soá Nu cuõng ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :
([6],1.99,35)
Vôùi : l = 0.3358 Ns/m2; mmw = 9.287.10-3 Ns/m2; rdd = 1142 kh/m3; dk = 1,198 m; N = 0,3 vg/s.
Khi ñoù : Re
93,8
= 2355,6
Heä soá toaû nhieät a1 :
I.3.3.2. Heä soá toaû nhieät phía voû
Heä soá toûa nhieät cuûa NH3 :
Trong ñoù : to : nhieät ñoä soâi cuûa taùc nhaân NH3, oC; Choïn to = -15 oC;
Xaùc ñònh maät ñoä doøng nhieät : qtr = kDt
Maät ñoä doøng nhieät töø dung dòch ñeán thaønh :
Vôùi : tdd : nhieät ñoä trung bình cuûa dung dòch; tdd = (-5+(-2))/2 = -3,5oC;
tw1: nhieät ñoä thaønh thieát bò phía dung dòch; oC;
a1 : Heä soá toaû nhieät cuûa dung dòch, W/m2.oC; a1 = 659,16 W/m2.oC;
l ñaù = 2,566 W/m.ñoä; ñaù = 0,5 mm; l theùp = 17,4 W/m.ñoä ; theùp = 10 mm;
Khi ñoù : =437,3.(–3,5 – tw1 ) W/m2
Maät ñoä doøng nhieät töø taùc nhaân NH3 tôùi thaønh : qNH3 = 580.(tw2 – ttn)5/3.da/di
Trong ñoù ttn = -15oC – nhieät ñoä taùc nhaân laïnh;
tw2 : nhieät ñoä thaønh tieáp xuùc vôùi taùc nhaân laïnh, oC;
Choïn cheânh leäch nhieät ñoä thaønh trong vaø ngoaøi laø 2oC => tw2 = tw1 – 2
=> qNH3 = 580.(tw2 - (-15))5/3.1,3/1,2 = 628,33.(tw1 -2 - (-15))5/3 W/m2
Ta coù : qNH3 = qdd
=> 437,32 (–3,5 – tw1 ) = 628,33.(tw1 -3 - (-15))5/3
=> tw1 = -9,6oC
=> qtr =437,32.(-3,5-(-9,6)) = 2667,7 W/m2
Heä soá toaû nhieät phía taùc nhaân NH3
= (17,3 + 0,04.(-15)). 3017,50,45.0,1-0,24 = 1068 W/m2.ñoä
I.3.3.3. Heä soá truyeàn nhieät tính
= = 310,2 W/m2.oC
I. 3.3.4. Beà maët truyeàn nhieät tính toaùn
Nhieät löôïng toaû ra cuûa 2 thuøng laø : Q = kW
Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình tdd : -2oC → -5oC
ttn : -15oC → -15oC 11,4
Beà maët truyeàn nhieät tính toaùn laø : Ftính = = 6,2 m2
Tính sai soá : k =
I.3.4. Tính toaùn beà daøy lôùp caùch nhieät vaø toån thaát nhieät ra moâi tröôøng
Heä soá truyeàn nhieät toång quaùt :
Trong ñoù : a2, a3 heä soá caáp nhieät phía taùc nhaân vaø moâi tröôøng beân ngoaøi, W/m2.K
ltheùp, lcaùch nhieät : heä soá daãn nhieät cuûa voû thieát bò vaø lôùp caùch nhieät, W/m.K;
dtheùp, d caùch nhieät : beà daøy voû thieát bò vaø lôùp caùch nhieät, m.
Choïn caùc thoâng soá (caùc thoâng soá naøy laø nhö nhau ôû caû hai thuøng keát tinh) :
Lôùp caùch nhieät laøm baèng boâng thuyû tinh :
Beà daøy : d caùch nhieät = 0,09 m
Heä soá daãn nhieät : lcaùch nhieät = 0,035 W/mK. ([16], Baûng 28, tr28)
Lôùp voû laøm baèng theùp thöôøng :
Beà daøy : dtheùp = S = 5 mm = 0,005 m.
Heä soá daãn nhieät : ltheùp = 46,5 W/mK. ([16], Baûng 28, tr28)
Heä soá caáp nhieät phía moâi tröôøng (khoâng khí) vaøo beà maët :
() ([3],V.75,24)
Vôùi Dt : hieäu soá nhieät ñoä giöõa beà maët thieát bò vaø khoâng khí xung quanh, choïn Dt= 10oC.
=>
Khi ñoù : 0,35 W/m2K
Nhieät ñoä moâi tröôøng trung bình : 27,9oC ([15], 443)
Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình giöõa khoâng khí vaø moâi chaát laïnh laø :
Dt1 = 27,9 - ( -10) = 37,9 oC (ôû thuøng keát tinh 1)
Dt2 = 27,9 - ( -15) = 42,9 oC (ôû thuøng keát tinh 2)
Beà maët truyeàn nhieät (dieän tích voû) :
Fvoû = p.Hdòch.Dngoaøi + Fñaùy = 3,1416.(1,939+0,05).1,3 + 2,04 = 10,16 mm2
Nhieät toån thaát do moâi tröôøng beân ngoaøi :
Qtt1 = KF Dt = 0,35.10,16.37,9 = 134,77 W
Qtt1 = KF Dt = 0,35.10,16.42,9 = 152,55 W
Nhieät caàn thieát cho keát tinh 1 : Q’1 = Qtt1 + SQkt1 = 134,7 + 34250 = 34384,7 W
Nhieät caàn thieát cho keát tinh 2 : Q’2 = Qtt + SQkt2 = 152,55 + 21910 = 22062,7 W
II. CHOÏN THIEÁT BÒ LOÏC, RÖÛA
II.1. Thieát bò loïc
Muïc ñích : Thieát bò loïc giuùp cho vieäc phaân rieâng heä huyeàn phuø dòch eùp ñaõ coâ ñaëc vôùi tinh theå nöôùc ñaù thoâ keát tinh ra.
Choïn thieát bò loïc : Ñeå ñaûm baûo hieäu suaát coâ ñaëc, ñoä thu hoài chaát khoâ cao, giaûm toån thaát dòch eùp, chuùng ta choïn thieát bò loïc ly taâm caïo baõ naèm ngang.
Nguyeân lyù hoaït ñoäng : khi laøm vieäc : huyeàn phuø ñöôïc ñöa vaøo roâto qua moät van töï ñoäng, sau khi ñaït yeâu caàu van seõ ñoùng laïi. Quaù trình ly taâm seõ xaûy ra sau ñoù. Khi lôùp baõ trong roâto ñaït ñeán chieàu daøy quy ñònh thì dao caïo baõ seõ ñöôïc naâng leân nhôø heä thoáng xylanh-pittoâng thuûy löïc, baõ seõ ñöôïc caïo rôi xuoáng maùng höùng phía döôùi. Khi quaù trình caïo baõ keát thuùc, dao caïo baõ seõ haï xuoáng vò trí thaáp nhaát vaø van töï ñoäng môû ra ñeå huyeàn phuø chaûy vaøo roâto, quaù trình ly taâm laëp laïi.
Thôøi gian thao taùc nhö sau : Naïp lieäu 0,5 – 2,5 phuùt; ly taâm ; 0,40,5 phuùt; thaùo baõ 0,75 phuùt.
Öu ñieåm cuûa loaïi maùy naøy laø tieát kieäm naêng löôïng do khoâng phaûi ngöøng maùy khi thaùo baõ; naêng suaát cao do thôøi gian thao taùc ngaén. Tuy nhieân maùy cuõng coù moät soá nhöôïc ñieåm laø bò haïn cheá veà chieàu daøi roâto, baõ bò nghieàn naùt vaø khoù thay vaûi loïc.
II.2. Thieát bò röûa tinh theå
Muïc ñích söû duïng : thieát bò röûa ñöôïc söû duïng vôùi muïc ñích chính laø thu hoài löôïng chaát khoâ vaø laøm saïch nöôùc ñaù tinh khieát ñeå söû duïng trong vieäc laøm laïnh sô boä dòch eùp ñaàu. Tuy nhieân, qua caân baèng vaät chaát ta nhaän thaáy noàng ñoä chaát khoâ hoaø tan trong nöôùc röûa khaù thaáp vaø neáu ñem hoài löu coù theå laøm giaûm noàng ñoä cuûa dòch ñaàu daãn ñeán laøm taêng chi phí naêng löôïng. Do ñoù, nöôùc sau röûa seõ khoâng ñöôïc hoài löu nhöng coù theå taùi söû duïng ôû caùc khaâu khaùc cuûa quy trình saûn xuaát nhö röûa nguyeân lieäu …
PHAÀN 5
TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG LAÏNH
CHOÏN THIEÁT BÒ LAÏNH
I. TÍNH TOAÙN HEÄ THOÁNG LAÏNH
I.1. Caùc thoâng soá ban ñaàu
Ñieàu kieän khí haäu nôi laép ñaët heä thoáng laø Myõ Tho
Nhieät ñoä laáy ôû ñieàu kieän noùng nhaát cuûa naêm laø 37oC.
Ñoä aåm trung bình laø 76% => nhieät ñoä tö = 33oC
Choïn :
Nhieät ñoä vaøo cuûa nöôùc : tw1 = tö + 3oC = 36oC
Nhieät ñoä ra cuûa nöôùc : tw2 = tw1 + 6oC = 42oC
Nhieät ñoä ngöng tuï tc = t w + (57) oC = tw + 7oC = 46oC
I.2. Chu trình laïnh ñoái vôùi thieát bò keát tinh :
ÔÛ ñaây ta xeùt chu trình quaù nhieät vaø quaù laïnh.
Hình 6 - Chu trình quaù laïnh vaø quaù nhieät tieâu chuaån NH3 treân ñoà thò lgp-h
Tra ñoà thò : Neáu veõ leân ñoà thò lgp-h cuûa NH3 ta seõ ñöôïc caùc thoâng soá traïnh thaùi cuûa caùc ñieåm nuùt chu trình nhö sau :
Baûng 10a – Thoâng soá traïng thaùi cuûa NH3 trong chu trình laïnh ôû thieát bò keát tinh 1
Thoâng soá
Ñôn vò
1’
1
2
3’
3
4
Aùp suaát p
Bar
2,9075
2,9075
18,302
18,302
15,548
2,9075
Nhieät ñoä t
oC
-10
-5
133
46
40
-10
Entanpi h
kJ/kg
1449,4
1461,9
1744,78
415,37
386,32
386,32
Theå tích rieâng v
dm3/kg
-
427,73
-
-
-
-
Entropi
kJ/kg.K
5,7519
5,7992
5,7992
1,7204
1,63
-
Baûng 10b – Thoâng soá traïng thaùi cuûa NH3 trong chu trình laïnh ôû thieát bò keát tinh 2
Thoâng soá
Ñôn vò
1’
1
2
3’
3
4
Aùp suaát p
Bar
2,3620
2,3620
18,302
18,302
15,548
2,3620
Nhieät ñoä t
oC
-15
-10
133
46
40
-15
Entanpi h
kJ/kg
1443,2
1455,4
1744,78
415,37
386,32
386,32
Theå tích rieâng v
m3/kg
-
0,5206
-
-
-
-
Entropi s
kJ/kg.K
5,8243
5,8715
5,7992
1,7204
1,63
-
Tính toaùn chu trình laïnh theo soá lieäu tra
1. Naêng suaát laïnh rieâng khoái löôïng :
q01 = h1 – h4 = 1075,58 kJ/kg
q02 = h1 – h4 = 1069,08 kJ/kg
2. Naêng suaát nhieät rieâng khoái löôïng :
qk1 = h2 – h3 = 1358,46 kJ/kg
qk2 = h2 – h3 = 2053,55 kJ/kg
3. Naêng suaát laïnh rieâng theå tích :
= 2514,62 kJ/m3
= 2053,55 kJ/m3
4. Coâng neùn rieâng :
l1 = qo1 – qk1 = h2 – h1 = 282,88 kJ/kg
l2 = qo2 – qk2 = h2 – h1 = 289,38 kJ/kg
5. Heä soá laïnh : e1 = 3,8; e2 = 3,694
6. Heä soá caáp maùy neùn hôi :
Töø tyû soá p/po = 7,75 döïa vaøo ñoà thò hình 9,5 ([8], taäp 1, tr.218) => l = 0,58
7. Naêng suaát laïnh caàn thieát :
Qo1 = S Qkt1 = 863100 kJ/h = 239,75 kW
Qo2 = S Qkt2 = 236628kJ/h = 65,73 kW
8. Löôïng Amoniac (thöïc teá) trong heä thoáng :
m1 = 800,22 kg/h = 0,2223 kg/s
m2 = 221,34 kg/h = 0,0615 kg/s
9. Naêng suaát theå tích thöïc teá cuûa maùy neùn :
Vtt1 = m1.v1 =800,22.0,42773 = 342,28 m3/h = 0,09508 m3/s
Vtt2 = m2.v1 =221,34.0,5206 = 115,23 m3/h = 0,032 m3/s
10. Theå tích chaïy pittoâng trong 1 giôø (theå tích huùt lyù thuyeát)
Vlt1 = = 534,8 m3/h = 0,14856 m3/s
Vlt2 = = 198,67 m3/h = 0,05519 m3/s
11. Coâng neùn lyù thuyeát :
Ns1 = m1.l1 = 226366,23 kJ/h = 62,88 kW
Ns2 = m2.l2 = 64051,37 kJ/h = 17,792 kW
12. Coâng neùn chæ thò :
Ni1 = = 73,12 kW; vôùi hi = 0,86 ([8], taäp 1, H.9.5, tr 218)
Ni2 = = 21,83 kW; vôùi hi = 0,815 ([8], taäp 1, H.9.5, tr 218)
13. Coâng suaát höõu ích (coâng suaát treân truïc) :
Ne1 = Ni1 + Nms1 = 73,12 + 5,61 = 78,73 kW
Ne2 = Ni2 + Nms2 = 21,83 + 3,256 = 25,09 kW
Trong ñoù Nms1 = pms1.Vtt1 = 59.0,09508 = 5,61 kW
Nms2 = pms2.Vtt2 = 59.0,05519 = 3,256 kW
14. Coâng suaát ñieän tieâu thuï :
Nel(1) = = = 97,5 kW
Nel(2) = = = 31,07 kW
Trong ñoù : htñ = 0,85 – Hieäu suaát khôùp truyeàn ñoäng
hel = 0,95 – Hieäu suaát ñoäng cô
15. Hieäu suaát chung : h1 = = 0,5625; h2 = 0,5726
I.3. Tính toaùn quaù trình ngöng tuï
I.3.1. Caùc thoâng soá ban ñaàu
Choïn loaïi thieát bò ngöng tuï daïng oáng chuøm naèm ngang. Ñaây laø thieát bò coù thaân hình truï naèm ngang laøm töø vaät lieäu theùp CT3, beân trong laø caùc oáng trao ñoå nhieät laøm baèng theùp aùp löïc C20. Caùc oáng trao ñoåi nhieät ñöôïc haøn kín hoaëc nuùc leân hai maët saøng hai ñaàu. Ñeå coù theå haøn hoaëc nuùc caùc oáng trao ñoåi nhieät vaøo maët saøng, noù phaûi coù ñoä daøy khaù lôùn, töø 20 ñeán 30mm. Hai ñaàu thaân bình laø naép bình. Caùc naép bình taïo thaønh vaùch phaân doøng nöôùc ñeå nöôùc coù theå tuaàn hoaøn nhieàu laàn trong bình ngöng.
I.3.2. Tính toaùn cho thieát bò keát tinh 1
1. Dieän tích trao ñoåi nhieät caàn cho thieát bò ngöng tuï
Phuï taûi nhieät yeâu caàu cuûa thieát bò ngöng tuï Qk1 = QQL + QLL + QNT = m1.(h2 – h3)
Qk1 = m1.(h2(1) – h3(1)) = 800,22.(1744,78–386,32) = 1087066,8 kJ/h = 301,96 kW
Qk2 = m2.(h2(2) – h3(2)) = 221,34.(1744,78–386,32) = 300681,5 kJ/h = 83,52 kW
Löôïng nhieät caáp khi laøm laïnh vaø ngöng tuï hôi quaù nhieät :
Q’1 = QLL + QNT = m1.(h2(1)–h3’(1)) =800,22.(1744,78–415,37) = 1063836,5 kJ/h = 295,5kW
Q’2 = QLL + QNT = m2.(h2(1)–h3’(1)) =221,34.(1744,78–415,37) = 294244,97 kJ/h = 81,7 kW
Löôïng nhieät caáp khi laøm quaù laïnh NH3 loûng :
Q’’1 = Qk1 – Q’1 = 23230,3 kJ = 6,453 kW
Q’’2 = Qk2 – Q’2 = 6436,53 kJ = 1,788 kW
Löôïng nöôùc laïnh ñöa vaøo thieát bò ngöng tuï (cho 7 thuøng keát tinh 1)
Gw1 = = = 43240 .5 kg/h = 12,01 kg/s
Gw2 = = = 11960,3 kg/h = 3,32 kg/s
Hình 7 – Quaù trình ngöng tuï vaø laøm laïnh hôi taùc nhaân laïnh
Nhieät ñoä nöôùc tröôùc khi amoniac loûng ñöôïc laøm quaù laïnh
t1 = 36 + = 36,13 oC
t2 = 36 + 36,13 oC
Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình logarit ôû giai ñoaïn laøm laïnh vaø ngöng tuï
Dt’log = = = 6,5 oC
Cheânh leäch nhieät ñoä trung bình ôû giai ñoaïn laøm quaù laïnh taùc nhaân laïnh
Dt’’ = = 2,935 oC
Giaû söû ta choïn moät loaïi thieát bò ngöng tuï chung cho heä thoáng goàm 7 thuøng keát tinh.
=> Beà maët truyeàn nhieät F bao goàm ôû giai ñoaïn ngöng tuï (F’) vaø giai ñoaïn quaù laïnh (F’’). Heä soá truyeàn nhieät K coù theå xaùc ñònh theo kinh nghieäm vaø muoán chính xaùc hôn thì xaùc ñònh theo lyù thuyeát. Tuy nhieân caùc baøi toaùn thöïc teá luoân phöùc taïp neân thöôøng ta tính theo kinh nghieäm. Coù theå tham khaûo ôû baûng 6.1 ([15],tr276). Töø ñoù vôùi Dt 6 oC, ta choïn K 700 W/m2.K vaø qf 4200 W/m2. Töø ñoù xaùc ñònh ñöôïc F = F’ + F’’
F1 = = = 71,89 m2
F2 = = = 19,89 m2
Choïn oáng trao ñoåi nhieät cho bình ngöng laø chuøm oáng theùp boá trí so le treân maët saøng coù caùc thoâng soá : da = 25 mm; di = 20 mm; d = 2,5 mm
Þ Dieän tích cho 1m chieàu daøi oáng : fa=0,0785 m2/m oáng; fi=0,0628 m2/m oáng.
Choïn toác ñoä nöôùc trong bình ngöng laø : ww= 1,5 (m/s).
Soá oáng trong moät loái cuûa bình ngöng :
n’1== 25,74
n’2 = = 7,11
Choïn n1= 26 oáng ; n2 = 7 oáng
Caùc oáng ñöôïc boá trí treân maët saøng theo ñænh cuûa tam giaùc ñeàu,chuøm oáng coù daïng hình luïc giaùc ,vôùi soá oáng ñaët theo ñöôøng cheùo luïc giaùc lôùn (m) laø : ([2], 58)
m1 = 0,75.= 0,75. 19,8 => Choïn m1 = 20 oáng
m2 = 0,75.= 12,6 => choïn m2 = 13 oáng
Vôùi s - böôùc oáng ngang . Choïn s = 1,4da =1,4.0,025=0,035 (m).
tæ soá giöõa chieáu daøi oáng vaø ñöôøng kính maët saøng;4¸8 .Choïn 6.
Ñöôøng kính D cuûa maët saøng tính laø :
D1 = s(m1 – 1) + 4da = 0,765 m ([2],2.85,tr58)
D2 = 0,52 m
Toång soá oáng n ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc : m =
=> n1 = 300,25; n2 = 127
Soá ñöôøng nöôùc : z1 = = = 11,54 ; z2 = = 18,1
=> choïn z1 = 12 ; z2 = 18
=> n1 = z1.n’1 = 312 => choïn soá oáng laø 312
=> n2 = z2.n’2 = 126 oáng => choïn soá oáng laø 126 oáng
Toång chieàu daøi oáng trao ñoåi nhieät :
L1 = 1144,75 m
L2 = 316,72
Chieàu daøi moät oáng trao ñoåi nhieät trong bình ngöng tuï :
l1 = = 3,669 m
l2 = 2,5 m
Kieåm tra laïi l/D = 3,669/0,765 = 4,8 (4,8) => Thoaû ñieàu kieän ñaõ choïn.
II. CHOÏN THIEÁT BÒ LAÏNH
II.1. Choïn maùy neùn ([15],baûng 3.9, tr.133)
Maùy neùn phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu kyõ thuaät sau :
Thoâng soá
Ñôn vò
Keát tinh 1
Keát tinh 2
1. Coâng suaát höõu ích Ne
kW
78,73
25,09
2. Naêng suaát theå tích
m3/h
534,8
198,67
3. Naêng suaát nhieät Qo
kW
239,75
65,73
Maùy laïnh MYCOM ñöôïc söû duïng nhieàu trong kyõ thuaät laïnh Vieät Nam. Döôùi ñaây laø thoâng soá maùy neùn ñöôïc choïn treân cô sôû cuûa baûng yeâu caàu treân :
Ñoái vôùi thieát bò keát tinh 1 : choïn maùy neùn maõ hieäu : N6WB 1 caáp cuûa MYCOM
Naêng suaát neùn theå tích : 572,6 m3/h
Naêng suaát nhieät : = 317,1 kW
Coâng suaát neùn : = 86,4 kW
Ñoái vôùi thieát bò keát tinh 2, choïn maùy neùn maõ hieäu : N4WA 1 caáp cuûa MYCOM
Naêng suaát neùn theå tích : 187,2 m3/h
Naêng suaát nhieät : = 80,8 kW
Coâng suaát neùn : = 26,2 kW
II.2. Choïn thieát bò ngöng tuï ([21],baûng 8.1,tr.249)
Choïn loaïi bình ngöng voû oáng chuøm naèm ngang cho moâi chaát NH3 theo yeâu caàu kyõ thuaät :
Ñoái vôùi heä thoáng keát tinh 1 : choïn bình ngöng maõ hieäu KTG - 90
Ñoái vôùi heä thoáng keát tinh 2 : choïn bình ngöng maõ hieäu KTG - 20
Caùc thoâng soá vaø ñaëc tính kyõ thuaät ñöôïc giôùi thieäu trong baûng sau :
Baûng 11 - Bình ngöng oáng voû naèm ngang Amoniac
Kí hieäu bình ngöng
F
mm2
Kích thöôùc phuû bì, mm
Soá oáng
Kích thöôùc oáng noái, mm
Theå tích giöõa caùc oáng, m3
Khoái löôïng,kg
D
L
B
H
d
d1
d2
KTG-90
90
800
4640
1110
1230
386
80
32
125
1,26
3300
KTG-20
20
500
2930
810
910
144
50
20
70
0,32
995
Ghi chuù : OÁng theùp trong bình ngöng F 25 x 2,5 mm töø theùp 10.
II.3. Choïn thaùp giaûi nhieät
Nhieäm vuï cuûa thaùp giaûi nhieät laø thaûi toaøn boä nhieät do moâi chaát laïnh toaû ra trong thieát bò ngöng tuï toaû ra. Sau khi ra khoûi bình ngöng tuï, nöôùc noùng coù nhieät ñoä tw2 = 42oC ñöôïc ñöa vaøo thaùp giaûi nhieät vaø phun thaønh caùc gioït nhoû. Nöôùc noùng chaûy theo khoái ñeäm xuoáng, trao ñoåi nhieät vaø chaát vôùi khoâng khí ñi ngöôïc töø döôùi leân nhôø quaït gioù cöôõng böùc. Quaù trình naøy laøm moät phaàn nöôùc boác hôi ra ñi vaøo khoâng khí. Nhieät ñoä nöôùc giaûm ñi vaø nguoäi xuoáng nhieät ñoä ban ñaàu laø tw1 = 36oC.
Tính thaùp giaûi nhieät
Quy naêng suaát nhieät ra toân
Naêng suaát nhieät ngöng tuï :
Qk = Qk1 + Qk2 = 301,96 + 83,52 = 385,48 kW = 331512,8 kcal/h
Theo tieâu chuaån CTI 1 toân nhieät töông ñöông 3900 kcal/h, vaäy :
Qk = 331512,8/3900 = 85 toân
Choïn thaùp giaûi nhieät hieäu RINKI kieåu FRK90 ([21],baûng 8-22,tr.318)
II.4. Choïn bôm
Choïn bôm amoniac kieåu kín chaïy ñieän maõ hieäu ЦНГ-70М-1 vôùi caùc thoâng soá kyõ thuaät sau :
Naêng suaát : 5,5 12 m3/h
Coät aùp : 15 19 mNH3 loûng
Soá caáp : 1
Toác ñoä voøng : 49,5 1/s
Coâng suaát : 2,8 kW
PHAÀN 6
TÍNH TOAÙN CÔ KHÍ
CAÙNH KHUAÁY – CHAÂN ÑÔÕ – MAËT BÍCH
I. TÍNH THIEÁT BÒ KHUAÁY
I.1. Coâng suaát khuaáy
Chuaån soá Rek :
Rek1 = 205433,4
Rek2 = 52945
Coâng suaát khuaáy tính cho moät caùnh khuaáy : ([22],3.47b,tr.138)
Nk = KN.r.n3.dk5
Trong ñoù : KN : chuaån soá coâng suaát suaát khuaáy - KN1 = 0,3; KN2 = 0,5
r : khoái löôïng rieâng cuûa dung dòch – r1 = 1041,5 kg/m3; r2 = 1115,5 kg/m3
n : số voøng quay 1/s; n1 = 0,8 vg/s; n2 = 0,3 vg/s
dk : ñöôøng kính caùnh khuaáy keát hôïp vôùi dao caïo ñaù; dk1 = dk2 = 1198 mm
ÔÛ thieát bò keát tinh 1 : Nk1 = 0,3.1041,5.0,83.1,1985 = 394,8W
ÔÛ thieát bò keát tinh 2 : Nk2 = 0,5.1115,5.0,33.1,1985 = 37,16 W
Coâng suaát khuaáy vaø gaït ñaù cuûa ñoäng cô : laáy Nñc = 10.Nk
ÔÛ thieát bò keát tinh 1 : Nñc = 3,948 kW
ÔÛ thieát bò keát tinh 2 : Nñc = 0,372 kW
I.2. Kích thöôùc truïc khuaáy
Tính momen xoaén : Mx =
Trong ñoù : Nñc : coâng suaát ñoäng cô, kW; n : soá voøng quay caùnh khuaáy, vg/ph.
Thieát bò keát tinh 1: Mx1 = = 78548,8 Nm
Thieát bò keát tinh 2 : Mx2 = 19736,7 Nm
Momen uoán : Mu =
Trong ñoù : Mx laø momen xoaén, Nm;
Nc : toång soá caùnh; choïn Nc = 2 caùnh
Nf = 0,8 rk = 0,4dk
Khi ñoù : ÔÛ thieát bò keát tinh 1 : Mu1 = 81958,3 Nm
ÔÛ thieát bò keát tinh 2 : Mu2 = 20593,4 Nm
Momen töông ñöông : Mtñ =
Suy ra : Mtñ1 = = 106511 Nm
Mtñ2 = = 26762,7 Nm
Ñöôøng kính truïc khuaáy :
Choïn vaät lieäu cheá taïo truïc khuaáy laø theùp khoâng gæ
Ñieàu kieän beàn cho truïc khuaáy chòu uoán vaø xoaén ñoàng thôøi :
[s] => d
Trong ñoù : h = dtr/dng : tyû soá ñöôøng kính trong vaø ngoaøi truïc khuaáy, mm. Choïn h =
[s] = 140.10 6 N/m2
Khi ñoù :
Taïi thieát bò keát tinh 1 : d1 = 0,21 m
Choïn ñöôøng kính ngoaøi laø 0,21 m vaø ñöôøng kính trong laø 0,14 m
Taïi thieát bò keát tinh 2 : d2 = 0,134 m
Choïn ñöôøng kính ngoaøi laø 0,15 m vaø ñöôøng kính trong laø 0,1 m
Chieàu daøi truïc khuaáy cuõng chính laø chieàu cao tính töø phaàn phía döôùi cuûa beà maët truyeàn nhieät ñeán naép thieát bò. Choïn L = 2,5 – 0,35 = 2,15 m
Beà daøy caùnh khuaáy coù theå choïn laø 5 mm.
II. TÍNH CHAÂN ÑÔÕ VAØ BÍCH NOÁI CHO THIEÁT BÒ
II.1. Tính taûi troïng thieát bò
Taûi troïng thieát bò ñöôïc tính döïa treân ñieàu kieän ñang vaän haønh cuûa thieát bò. Bao goàm :
Khoái löôïng thieát bò : Mtb = Mthaân + Mñaùy + M naép + Mvoû
Mthaân = p.DT.H.S.rtheùp = 3,14.1,2.1,8.0,01.7900 = 535,81 kg
Mñaùy = Mnaép = 1,01.137 = 138,4 kg
Mvoû = p.Dng.Hv.S.rtheùp = 3,14.1300.1,739.0,005.7900 = 280,4 kg
=> Mtb = 535,81 + 138,4.2 + 280,4 = 1093,01 kg
Khoái löôïng dung dòch tính theo thuøng 2 (vì ñeå ñaûm baûo an toaøn ta choïn dung dòch coù khoái löôïng rieâng lôùn hôn)
Mdd = Vdd.rdd = 2,08.1089 = 2265,12 kg
Khoái löôïng truïc khuaáy, ñoäng cô vaø caùc phaàn khaùc cuûa thieát bò laáy baèng 5% khoái löôïng thieát bò
Taûi troïng cuûa toaøn thieát bò laø M = 1,1.(Mtb + Mdd) = 1,1.(1093,01 + 2265,12) = 3693,95 kg
II.2. Tính choïn chaân ñôõ thieát bò
Choïn soá chaân ñôõ laø 4 => Taûi troïng taùc duïng leân 1 chaân laø 923,5 kg 0,91.104 N
Choïn chaân ñôõ loaïi IV kieåu chaân II – 1,0 (theo [3],tr436)
Vaät lieäu cheá taïo chaân laø theùp CT3
Caùc thoâng soá kyõ thuaät : ([3],baûng XIII.35,tr.437)
Beà maët ñôõ : 0,32 m2 Taûi troïng cho pheùp treân 1 chaân : G = 1.104 N
L = 210 mm B1 = 180 mm
H = 300 B = 150 mm
B2 = 245 mm h = 160 mm
s = 14 mm l = 75 mm
d = 23 mm DT/A = 1200/420 mm
II.3. Tính choïn maët bích
Choïn bích lieàn baèng theùp kieåu 1 {[3],taäp 2,baûng XIII.27,tr417) ñeå noái ñaùy vaø naép thieát bò vôùi thaân.
Caùc thoâng soá kích thöôùc
Kích thöôùc noái : D = 1340 mm; Db = 1290 mm; DT = 1260 mm; Do = 1213 mm
Buloâng : db = M20 mm; Z = 32 mm
Kieåu bích (1) : h = 25 mm
PHAÀN 7
TÍNH TOAÙN ÑÖÔØNG OÁNG
CHOÏN THIEÁT BÒ PHUÏ
I. TÍNH TOAÙN ÑÖÔØNG OÁNG DAÃN DÒCH
I.1. Tính choïn oáng nhaäp lieäu vaø thaùo lieäu
OÁng nhaäp lieäu
Vì ñaây laø quy trình saûn xuaát theo phöông phaùp giaùn ñoaïn neân chuùng ta khoâng quan taâm ñeán vieäc caáp nguyeân lieäu lieân tuïc vaøo boàn keát tinh maø chæ tính toaùn ñeå choïn ñöôøng oáng döïa treân cô sôû tính kinh teá vaø ñaûm baûo cho thôøi gian nhaäp lieäu phuø hôïp khoâng laøm aûnh höôûng tôùi chu trình saûn xuaát cuûa nhaø maùy.
Thôøi gian nhaäp lieäu caàn thieát laø 30 phuùt
Theå tích chöùa cuûa thuøng keát tinh : Vdd = 2,08 m3
Löu löôïng nhaäp lieäu :
G1 = = 1,2 kg/s
G2 = = 1,26 kg/s
Choïn vaän toác doøng chaûy laø : 1 m/s
Ñöôøng kính oáng daãn caàn thieát laø :
Thieát bò keát tinh 1 : d1 = = 0,03839 m
=> choïn ñöôøng kính trong laø di = 40 mm; ñöôøng kính ngoaøi do = 45 mm (theo tieâu chuaån oáng theùp söû duïng cho oáng nöôùc)
=> Tính laïi vaän toác doøng chaûy laø w1 = 0,875 m/s
Thieát bò keát tinh 2 : d2 = = 0,03839 m
=> choïn ñöôøng kính trong laø di = 40 mm; ñöôøng kính ngoaøi do = 45 mm
=> Vaän toác doøng chaûy laø : w2 = 0,877 m/s
OÁng thaùo lieäu
OÁng thaùo lieäu caàn ñuû lôùn ñeå thaùo toaøn boä saûn phaåm ra khoûi thuøng keát tinh vaø quaù trình thaùo lieäu phaûi nhanh ñeå tinh theå keát tinh khoâng bò keát thaønh khoái gaây caûn trôû cho quaù trình thaùo lieäu.
Choïn oáng thaùo lieäu coù kích thöôùc : Di = 100 mm ; Do = 108 mm.
I.2. Choïn bôm
I.2.1. Bôm dòch eùp töø boàn cao vò leân caùc thuøng keát tinh
Dung dòch sau khi laøm laïnh sô boä seõ ñöôïc chöùa trong boàn cao vò, sau ñoù seõ ñöôïc bôm vaøo 7 thuøng keát tinh 1, sau ñoù chaát loûng seõ ñöôïc tieáp tuïc bôm vaøo 3 thuøng keát tinh 2. Vò trí boàn cao vò ñöôïc ñaët taïi vò trí sao cho möïc chaát loûng trong boàn caùch möïc chaát loûng trong thuøng laø 2,5 m.
Choïn loaïi bôm ly taâm ñeå bôm dòch eùp ban ñaàu. Vì noàng ñoä cuûa dòch eùp ban ñaàu laø 10% neân ta coù theå choïn bôm loaïi bôm nöôùc. Toång soá bôm laø 7 bôm cho 7 thuøng keát tinh 1, vaø 3 bôm cho 3 thuøng keát tinh 2.
Löu löôïng bôm vaøo 1 thuøng : G1=1,2.3600/1037 = 4,17m3/h; G2=1,26.3600/1089 = 4,165 m3/h
Tính coät aùp cho bôm
Chuaån soá Re : Re1 = = 20800; Re2 = 10293
Trong ñoù : w : vaän toác doøng chaûy, m/s; w1 w2 = 0,876 m/s;
D : Ñöôøng kính oáng daãn lieäu, m; d1 = d2 = 0,041 m;
r, m : khoái löôïng rieâng vaø ñoä nhôùt dòch nhaäp lieäu; tra ôû baûng 7
Heä soá toån thaát theo chieàu daøi cuûa oáng ôû cheá ñoä chaûy roái
l1 = = 0,0259;
l2 = = 0,0312;
Heä soá toån thaát cuïc boä (oáng daãn goàm 4 cuùt 90o, 1 van)
Sx = 4.0,5 + 4,9 = 6,9
Coät aùp cuûa bôm :
H = DZ + + +
Trong ñoù : DZ1 = 2,5 m; L = 6,5 m; v1 = v2;
DZ2 = 3 m; L = 6 m; v1 = v2;
H1 = 2,5 + 0 + 0 + (0,0259. + 6,9). = 2,93 mH2O
H2 = 3 + 0 + 0 + (0,0312. + 6,9). = 3,45 mH2O
Choïn bôm li taâm (cheá taïo taïi Nga) maõ hieäu 1,5K-6b ([21,baûng 10-6,tr.349)
Naêng suaát : 9,4 m3/s;
Coät aùp : 1,16 bar 11,8 mH2O;
Hieäu suaát h = 49%;
Coâng suaát treân truïc N = 0,6 kW).
Toång soá bôm caàn laø 10 bôm.
I.2.2. Bôm dòch eùp leân boàn cao vò
Soá thuøng cao vò choïn laø : 3 thuøng
Theå tích thuøng laø : V = m3
Kích thöôùc boàn cao vò : Boàn hình truï, ñaùy noùn : Choïn H = 1800 m; h = 300 mm
= 4,85 m3 => D = 1,8 m
Hình 8 – Boàn chöùa cao vò
Thôøi gian caàn thieát ñeå bôm laø 30 phuùt => Naêng suaát bôm laø : Q = = 9,7 m3/h
Choïn ñöôøng kính cuûaoáng daãn laø di = 80,5mm; do = 88,5 mm; Fi = 50,8.10-2 mm2
Vaän toác : w = 0,53 m/s
Chuaån soá Re = = 24689,5 => l = = 0,0248
Heä soá toån thaát cuïc boä : Sx = 6
Coät aùp cuûa bôm :
Giaû söû chieàu cao töø thieát bò trao ñoåi nhieät laøm laïnh sô boä ñeán boàn chöùa laø 4m, chieàu daøi oáng laø 6 m
H = 4 + 0 + 0 + (0,0248. + 6) . = 4,11 mH2O
Choïn bôm kieåu 1,5K-6a. Soá bôm laø 3 bôm.
II. TÍNH TOAÙN ÑÖÔØNG OÁNG CHO HEÄ THOÁNG LAÏNH
II.1. Tính toaùn ñöôøng oáng daãn hôi
Ñöôøng kính trong cuûa oáng daãn : di =
di – ñöôøng kính trong oáng daãn, m;
Vtt – Löu löôïng hôi taùc nhaân laïnh NH3, m3/s
w - toác ñoä doøng chaûy trong oáng, m/s; choïn w =20m/s döïa vaøo baûng 10-1 ([17],tr345)
Vôùi heä thoáng laïnh cho keát tinh 1 : di1 = = 0,07782 m
Vôùi heä thoáng laïnh cho keát tinh 2 : di2 = = 0,045 m
Choïn oáng theùp tieâu chuaån cho maùy laïnh amoniac theo baûng 10-2 ([17],346)
Di1 = 82mm; Da = 89 mm, Fi = 52,8.10-2 mm2; khoái löôïng 1 m oáng : 7,38 kg
Di1 = 50mm; Da = 57 mm, Fi = 19,6.10-2 mm2; khoái löôïng 1 m oáng : 4,62 kg
II.2. Tính toaùn oáng daãn loûng
Tính oáng daãn loûng ra khoûi thieát bò ngöng tuï 1
Khoái löôïng NH3 toång : m1 = 0,2223 kg/s
Khoái löôïng rieâng NH3 loûng daãn ra töø thieát bò ngöng tuï :r = 579,5 kg/m3
Löu löôïng theå tích loûng qua thieát bò ngöng tuï : Vl == m3/s
Choïn vaän toác loûng : wl = 1,5 m/s
Ñöôøng kính oáng daãn loûng : d == 0,018 m
Choïn oáng theùp coù : Di = 18 mm; Da = 22 mm; Fi = 2,53.10-2 mm2;
Khoái löôïng 1 m oáng laø 0,986 kg
Tính oáng daãn loûng ra khoûi thieát bò ngöng tuï 1
Khoái löôïng NH3 toång : m1 = 0,0615 kg/s
Khoái löôïng rieâng NH3 loûng daãn ra töø thieát bò ngöng tuï : r = 579,5 kg/m3
Löu löôïng theå tích loûng qua thieát bò ngöng tuï : V2 == m3/s
Choïn vaän toác loûng : w2 = 1,5 m/s
Ñöôøng kính oáng daãn loûng : d = 0,01 m
Choïn oáng theùp coù : Di = 10 mm; Da = 14 mm; Fi = 1,54.10-2 mm2;
Khoái löôïng 1 m oáng laø 0,789 kg
Ñöôøng oáng daãn loûng vaøo thieát bò keát tinh 1 :
Löu löôïng theå tích NH3 cho 1 thuøng keát tinh : V = 3,84.10-4 / 7 = 5,48.10-5 m3/s
Choïn vaän toác loûng : w = 1 m/s.
Ñöôøng kính oáng daãn loûng : d== 0,008 m
Choïn oáng theùp coù : Di = 10 mm; Da = 14 mm; Fi =1,54.10-2 mm2;
Khoái löôïng 1 m oáng laø 0,789 kg
Ñöôøng oáng daãn loûng vaøo thieát bò keát tinh 2 :
Löu löôïng theå tích NH3 cho 1 thuøng keát tinh : V = 1,06.10-4 / 3 = 3,533.10-5 m3/s
Choïn vaän toác loûng : w = 1 m/s.
Ñöôøng kính oáng daãn loûng : d== 0,0067 m
Choïn oáng theùp coù : Di = 10 mm; Da = 14 mm; Fi =1,54.10-2 mm2;
Khoái löôïng 1 m oáng laø 0,789 kg
Tính laïi vaän toác w = 0,7 m/s
PHAÀN 8
TÍNH TOAÙN GIAÙ THAØNH THIEÁT BÒ CHÍNH
I. GIAÙ THAØNH VAÄT TÖ CHO MOÄT THUØNG KEÁT TINH
Vì caùc thuøng keát tinh ñöôïc thieát keá nhö nhau neân ta chæ caàn tính cho moät thuøng
I.1. Khoái löôïng thieát bò (xem phaàn tính taûi troïng thieát bò, phaàn 6, II.1)
Khoái löôïng thuøng
Mthuøng = Mthaân + Mñaùy + Mnaép + Mvoû = 1093,01 kg
Khoái löôïng caùc chi tieát phuï (caùnh khuaáy, truïc khuaáy, chaân ñôõ…)
Truïc : Mtruïc = .L.rtheùp = = 379,84 kg
Caùnh khuaáy : Mkhung = Mdao caïo + Mcaùnh + Mgaân trôï löïc
Mdao caïo = 2.S.L.B.rtheùp = 0,005.1,6.0,1.7900.2 = 12,6 kg
Mcaùnh = 6.0,488.0,1.0,005.7900 = 11,6 kg
Mgaân trôï löïc = 6.= 3,4 kg
=> Mkhung = 12,6 + 11,6 + 3,4 = 27,6 kg
Khoái löôïng chaân ñôõ
Mchaân ñôõ 4.(S.L.B + 2.S.H.B + F.S’).r
= 4.(0,014.0,21.0,15 +2. 0,014.0,3.0,15 + 0,0211.0,01).7900
= 60,4 kg
I.2. Chi phí mua vaät tö
Baûng 12 – Tính giaù vaät lieäu cheá taïo thuøng keát tinh
Chi tieát
Vaät lieäu cheá taïo
Giaù vaät lieäu,
103 VNÑ/kg
Khoái löôïng,
Kg
Thaønh tieàn,
103 VNÑ
Thaân
X18H10T
50
535,8
26790
Ñaùy
X18H10T
50
138,4
6920
Naép
X18H10T
50
138,4
6920
Voû
CT3
10
280,4
2804
Truïc khuaáy, caùnh khuaáy
X18H10T
50
379,8
18990
Chaân ñôõ
CT3
50
60,4
3020
Toång chi phí mua
II. GIAÙ THAØNH THIEÁT BÒ PHUÏ
II.1. Heä thoáng laïnh
Thieát bò ngöng tuï
Bình ngöng KTG-90 :
Khoái löôïng bình ngöng : 3300 kg
Giaù thaønh = 3300. =
Bình ngöng KTG-20 :
Khoái löôïng bình ngöng : 995 kg
Giaù thaønh = 995. =
Maùy neùn laïnh
Maùy neùn maõ hieäu : N6WB 1 caáp cuûa MYCOM
Coâng suaát neùn : = 86,4 kW
Ñôn giaù : 1,5 trieäu/kW
Giaù thaønh : 1,5.86,4 = 129,6 trieäu
Maùy neùn maõ hieäu : N4WA 1 caáp cuûa MYCOM
Coâng suaát neùn : = 26,2 kW
Ñôn giaù : 1,5 trieäu/kW
Giaù thaønh : 1,5.26,2 = 39,3 trieäu
Thaùp giaûi nhieät FRK-90
Coâng suaát : 385kW
Ñôn giaù : 500000 ñoàng/kW
Giaù thaønh : 385.500000 = 192 trieäu
Van tieát löu :
Soá löôïng : 10
Ñôn giaù : 50000 ñoàng/caùi
Giaù thaønh : 10.50000 = 500000 ñoàng
Ñöôøng oáng daãn hôi vaøo thieát bò ngöng tuï
Di1 = 82mm; Da = 89 mm, Fi = 52,8.10-2 mm2; khoái löôïng 1 m oáng : 7,38 kg
Di2 = 50mm; Da = 57 mm, Fi = 19,6.10-2 mm2; khoái löôïng 1 m oáng : 4,62 kg
Vaät lieäu : oáng theùp; chieàu daøi moãi oáng L = 10 m
Ñôn giaù : 30000ñoàng/m
Giaù thaønh : 0,6 trieäu
Ñöôøng oáng daãn loûng ra thieát bò ngöng tuï
oáng theùp Di1= 18 mm; Da1= 22 mm; Fi1= 2,53.10-2 mm2; Khoái löôïng 1 m laø 0,986 kg
oáng theùp Di2= 10 mm; Da2= 14 mm; Fi2= 1,54.10-2 mm2; Khoái löôïng 1 m laø 0,789 kg
Chieàu daøi moãi oáng : 10m
Ñôn giaù : 20000 ñ/m
Giaù thaønh : 0,4 trieäu.
Ñöôøng oáng daãn loûng vaøo caùc thieát bò keát tinh
Choïn oáng theùp coù : Di = 10 mm; Da = 14 mm; Fi =1,54.10-2 mm2;
Choïn oáng theùp coù : Di = 10 mm; Da = 14 mm; Fi =1,54.10-2 mm2;
Chieàu daøi moãi ñöôøng oáng : L = 8 m;
Ñôn giaù : 15000 ñ/m;
Giaù thaønh : 0,24 trieäu
II.2. Bôm vaø ñöôøng oáng daãn dòch
Bôm li taâm (cheá taïo taïi Nga)
Bôm 1,5K-6b ([21,baûng 10-6,tr.349)
Coâng suaát treân truïc N = 0,6 kW = 0,8 Hp
Ñôn giaù : 7 trieäu/Hp
Giaù thaønh : 5,6 trieäu
Bôm 1,5K-6a
Coâng suaát : 0,9 kW = 1,2 Hp
Giaù thaønh : 8,4 trieäu
Ñöôøng oáng daãn dòch
OÁng nhaäp lieäu (theùp khoâng gæ) : D/Do = 45/40, chieàu daøi moãi oáng 6m
OÁng thaùo lieäu (theùp khoâng gæ) : D/Do = 108/100 mm, chieàu daøi moãi oáng 1,5m
Giaù thaønh : 50000.6 + 100000.1,5 = 450000 ñoàng/oáng
TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
[1]. Taäp theå Taùc giaû Boä moân Maùy vaø Thieát bò – Khoa Coâng ngheä Hoaù hoïc vaø Daàu khí – Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa – Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh, “Taøi lieäu höôùng daãn Thieát keá Ñoà Aùn Moân hoïc Quaù trình & Thieát bò”.
[2]. Phaïm Vaên Boân – Nguyeãn Ñình Thoï, “Quaù trình vaø Thieát bò CNHH & TP – Taäp 5 : Quaù trình vaø Thieát bò Truyeàn nhieät”. Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh.
[3]. Taäp theå Taùc giaû. “Soå tay Quaù trình vaø Thieát bò Coâng Ngheä Hoaù Chaát – Taäp 1&2”, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät Haø Noäi, 2004.
[4]. Phaïm Vaên Boân (Söu taàm vaø bieân taäp). “Soå tay daãn nhieät khoâng oån ñònh – Thoâng soá nhieät lyù cuûa Thöïc phaåm vaø Nguyeân lieäu”.
[5]. Phaïm Vaên Boân, “Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoaù hoïc vaø Thöïc phaåm – Taäp 5, quyeån 2 – Truyeàn Nhieät khoâng oån ñònh”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh, 2004.
[6]. Phaïm Vaên Boân, “Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoaù hoïc vaø Thöïc phaåm – Baøi taäp Truyeàn Nhieät”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh, 2004.
[7]. Traàn Ñöùc Ba, Phaïm Vaên Boân, Traàn Thu Haø, Hoà Ñaéc Loäc, Choumak I.G, Chepurhenco V.P., Parkhaladze E.G., “Coâng ngheä laïnh Nhieät ñôùi”, Nhaø xuaát baûn Noâng nghieäp, 1996.
[8]. Nguyeãn Bin. “Tính toaùn Quaù trình & Thieát bò trong Coâng ngheä Hoaù chaát vaø Thöïc phaåm – Taäp 1&2”. Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, Haø Noäi, 2004.
[9]. Nguyeãn Bin. “Caùc Quaù trình & Thieát bò trong Coâng ngheä Hoaù chaát vaø Thöïc phaåm – Taäp 1,2,3&4”. Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ Thuaät, Haø Noäi.
[10]. Ñaøo Vaên Löôïng, “Nhieät Ñoäng Hoùa Hoïc”, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, Haø Noäi, 2002.
[11]. Hoà Leâ Vieân, “Thieát keá vaø tính toaùn caùc chi tieát thieát bò hoaù chaát”, Nhaø xuaát baûn khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, 1978.
[12]. Traàn Minh Taâm, “Caùc Quaù trình Coâng ngheä trong Cheá bieán Noâng saûn Thöïc phaåm”, Nhaø xuaát baûn noâng nghieäp, 1998.
[13]. Nguyeãn Vaên Tieáp, Quaùch Ñình, Ngoâ Myõ Vaên, “Kyõ thuaät saûn xuaát ñoà hoäp, rau quaû”, Nhaø xuaát baûn Thanh Nieân, 2000.
[14]. Nguyeãn Ñöùc Lôïi, Phaïm Vaên Tuøy, “Moâi chaát laïnh – Tính chaát vaät lyù, an toaøn, nhieät ñoäng, baûng vaø ñoà thò cuûa moâi chaát laïnh vaø chaát taûi laïnh”, Nhaø xuaát baûn Giaùo Duïc, 1998.
[15]. Ñinh Vaên Thuaän, Voõ Chí Chính, “Heä Thoáng Maùy vaø Thieát Bò Laïnh”, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät”, 2006.
[16]. Taäp theå taùc giaû, Boä moân Maùy vaø Thieát bò Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch Khoa – Ñaïi hoïc Quoác gia Tp.HCM, “Baûng tra cöùu – Quaù trình Cô hoïc – Truyeàn nhieät – Truyeàn khoái”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh, 2004.
[17]. Nguyeãn Ñöùc Lôïi, “Höôùng daãn tính toaùn heä thoáng laïnh”, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät”, 2005.
[18]. Hoà Leâ Vieân, “Cô sôû tính toaùn caùc maùy hoaù chaát vaø thöïc phaåm”, Ñaïi hoïc Baùch khoa Haø Noäi, 1997.
[19]. Traàn Huøng Duõng, Nguyeãn Vaên Luïc, Vuõ Baù Minh, Hoaøng Minh Nam, “Caùc quaù trình vaø thieát bò Coâng ngheä Hoaù chaát vaø Thöïc phaåm – Taäp 1 : Caùc quaù trình Cô hoïc – Quyeån 2 : Phaân rieâng baèng khí ñoäng, löïc ly taâm, bôm quaït, maùy neùn, tính heä thoáng ñöôøng oáng”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh, 2005.
[20]. Boä Y teá – Vieän Dinh döôõng, “Baûng nhu caàu Dinh döôõng khuyeán nghò cho ngöôøi Vieät Nam”, Nhaø xuaát baûn Y hoïc, 2005.
[21]. Nguyeãn Vaên Luïa, “Caùc quaù trình vaø thieát bò trong coâng ngheä hoaù hoïc vaø thöïc phaåm, Taäp 1 - Caùc quaù trình vaø thieát bò cô hoïc, Quyeån 1 : Khuaáy - Laéng Loïc”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Tp. Hoà Chí Minh, 2005.
Taøi lieäu tham khaûo Internet