Đồ án Tính toán thiết kế tháp chưng cất hỗn hợp Methanol - Nước

rang 16, [7]) Heä soá hieäu chænh: Vì thieát bò khoâng boïc lôùp caùch nhieät Þ h = 1 (trang 26, [7]) ÖÙng suaát cho pheùp: [s] = h [s]* = 142 (N/mm2) Heä soá beàn moái haøn: Vì söû duïng phöông phaùp haøn hoà quang ñieän, kieåu haøn giaùp moái 2 phía Þ jh = 0,95 (Baûng XIII.8, trang 362, [2]) 1.2. Tính beà daøy Ta coù: > 25 Þ S’ = mm Þ S’ + Ca = 0,077 + 1 = 1,077 mm Quy troøn theo chuaån: S = 2 mm (Baûng XIII.9, trang 364, [2]) Beà daøy toái thieåu: Smin = 2 mm (Baûng 5.1, trang 94, [7]) Þ Beà daøy S = 2 mm 1.3. Kieåm tra ñoä beàn Ñieàu kieän: Û (thoûa) Neân: > P = 0,09 (thoûa) Keát luaän: S = 2 mm 2. Ñaùy vaø naép: Choïn ñaùy vaø naép coù daïng hình ellip tieâu chuaån, coù gôø, laøm baèng theùp X18H10T Choïn beà daøy ñaùy vaø naép baèng vôùi beà daøy thaân thaùp: S = 3 mm. Kieåm tra ñieàu kieän: Vì ñaùy vaø naép coù hình ellip tieâu chuaån vôùi Þ Rt = Dt Þ Ñieàu kieän treân ñöôïc thoûa nhö ñaõ kieåm tra ôû phaàn thaân thaùp. Keát luaän: Kích thöôùc cuûa ñaùy vaø naép: Ñöôøng kính trong: Dt = 400 mm ht = 100 mm Chieàu cao gôø: hgôø = 25 mm Beà daøy: S = 2 mm Dieän tích beà maët trong: Sbeà maët = 0,2 m2 (Baûng XIII.10, trang 382, [2]) V. Beà daøy maâm : 1. Caùc thoâng soá caàn tra vaø choïn phuïc vuï cho quaù trình tính toaùn Nhieät ñoä tính toaùn: t = tmax = 100 (oC) AÙp suaát tính toaùn: P = Pthuûy tónh + Pg Choïn beà daøy gôø chaûy traøn laø 3mm. Theå tích cuûa gôø chaûy traøn: V = 0,29.0,03.0,003= 2,61.10-5 m3 Tra baûng XII.7, trang 313, [6]: Þ Khoái löôïng rieâng cuûa theùp X18H10T laø: rX18H10T = 7900 kg/m3 Khoái löôïng gôø chaûy traøn: m = V.rX18H10T = 2,61.10-5.7900 = 0,2062 kg AÙp suaát do gôø chaûy traøn taùc duïng leân maâm troøn N/m2 Khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng taïi ñaùy thaùp: Ta coù xW = 0,0085 suy ra TW = 98,5oC - Tra baûng 1.249, trang 311, [1] Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû 98,5oC: N = 959,22 kg/m3 - Tra baûng 1.2, trang 9, [1] Khoái löôïng rieâng cuûa metanol ôû 98,5oC: R = 715,08 kg/m3 - AÙp duïng trong coâng thöùc (1.2), trang 5, [1] Suy ra rLW = 956,44 kg/m3 AÙp suaát thuûy tónh: Pthuûy tónh = rLWg(hgôø + DhlC) = 956,44. 9,81. (0,03 + 0,0045) = 326,75 N/m2 Þ P = 326,75 + 11,06 = 337,81 N/m2 Heä soá boå sung do aên moøn hoùa hoïc cuûa moâi tröôøng: Thôøi gian söû duïng thieát bò laø trong 20 naêm Þ Ca = 1 mm ÖÙng suaát cho pheùp tieâu chuaån: Vì vaät lieäu laø X18H10T Þ [s]* = 142 N/mm2 (Hình 1.2, trang 16, [7]) Heä soá hieäu chænh: h = 1 (Trang 19, [7]) ÖÙng suaát cho pheùp: [s] = h [s]* = 142 N/mm2 Moâñun ñaøn hoài: E = 20.106 N/cm2 (Baûng 2.12, trang 45, [7]) Heä soá Poisson: m = 0,33 (Baûng XII.7, trang 313, [2]) Heä soá ñieàu chænh: jb = 0,571 Tính beà daøy: Ñoái vôùi baûn troøn ñaëc ngaøm keïp chaët theo chu vi: ÖÙng suaát cöïc ñaïi ôû voøng chu vi: (Coâng thöùc 6.36, trang 100, [8]) Ñoái vôùi baûn coù ñuïc loã: Û S’ mm Neân: S + Ca = 1,354 mm Choïn S = 2 mm Kieåm tra ñieàu kieän beàn: Ñoä voõng cöïc ñaïi ôû taâm: (Coâng thöùc 6.35, trang 100, [8]) Ñoái vôùi baûn coù ñuïc loã: Vôùi: Þ Ñeå ñaûm baûo ñieàu kieän beàn thì: Wlo < ½ S < 1,0 Þ Beà daøy S ñaõ choïn thoûa ñieàu kieän. Vaäy: S = 2 mm VI. Bích gheùp thaân – ñaùy vaø naép : Maët bích laø boä phaän quan troïng duøng ñeå noái caùc phaàn cuûa thieát bò cuõng nhö noái caùc boä phaän khaùc vôùi thieát bò. Caùc loaïi maët bích thöôøng söû duïng: Bích lieàn: laø boä phaän noái lieàn vôùi thieát bò (haøn, ñuùc vaø reøn). Loaïi bích naøy chuû yeáu duøng thieát bò laøm vieäc vôùi aùp suaát thaáp vaø aùp suaát trung bình. Bích töï do: chuû yeáu duøng noái oáng daãn laøm vieäc ôû nhieät ñoä cao, ñeå noái caùc boä baèng kim loaïi maøu vaø hôïp kim cuûa chuùng, ñaëc bieät laø khi caàn laøm maët bích baèng vaät lieäu beàn hôn thieát bò. Bích ren: chuû yeáu duøng cho thieát bò laøm vieäc ôû aùp suaát cao. Choïn bích ñöôïc gheùp thaân, ñaùy vaø naép laøm baèng theùp CT3, caáu taïo cuûa bích laø bích lieàn khoâng coå. Tra baûng XIII.27, trang 417, [2], öùng vôùi Dt = f = 400 (mm) vaø aùp suaát tính toaùn P = 0,055 (N/mm2) Þ choïn bích coù caùc thoâng soá sau: Dt D Db Dl Do h Bu loâng db Z (mm) (caùi) 400 515 475 450 411 20 M16 20 Tra baûng IX.5, trang 170, [2], vôùi Dh = 250 mm Þ khoaûng caùch giöõa 2 maët bích laø 1000 mm vaø soá maâm giöõa 2 maët bích laø 4. Þ Soá maët bích caàn duøng ñeå gheùp laø: 21/4 + 2 = 8 bích Ñoä kín cuûa moái gheùp bích chuû yeáu do vaät ñeäm quyeát ñònh. Ñeäm laøm baèng caùc vaät lieäu meàm hôn so vôùi vaät lieäu bích. Khi xieát bu loâng, ñeäm bò bieán daïng vaø ñieàn ñaày leân caùc choã goà gheà treân beà maët cuûa bích. Vaäy, ñeå ñaûm baûo ñoä kín cho thieát bò ta choïn ñeäm laø daây amiaêng, coù beà daøy laø 3mm. VII. Chaân ñôõ thaùp : 1. Tính troïng löôïng cuøa toaøn thaùp: Tra baûng XII.7, trang 313, [2]: Þ Khoái löôïng rieâng cuûa thaùp CT3 laø: rCT3 = 7850 kg/m3 Khoái löôïng cuûa moät bích gheùp thaân: mbích gheùp thaân = kg Khoái löôïng cuûa moät maâm: mmaâm = = .0.402.0,002.0,82.7900 = 1,63 kg Khoái löôïng cuûa thaân thaùp: mthaân = .(D2ng –D2t).Hthaân . rX18H10T =kg Khoái löôïng cuûa ñaùy (naép) thaùp: mñaùy(naép) = Sbeà maët .dñaùy . rX18H10T = 0,20 . 0,002 . 7900 = 3,16 kg Khoái löôïng cuûa toaøn thaùp: m = 8 mbích gheùp thaân + 21 mmaâm + mthaân + 2 mñaùy(naép) = 8.12,97 + 21.1,63 + 100,56 + 2.3,16 = 243,43 kg 2. Tính chaân ñôõ thaùp: Choïn chaân ñôõ: thaùp ñöôïc ñôõ treân boán chaân. Vaät lieäu laøm chaân ñôõ thaùp laø theùp CT3. Taûi troïng cho pheùp treân moät chaân: Gc = N Ñeå ñaûm baûo ñoä an toaøn cho thieát bò, ta choïn: Gc = 1000 N Tra baûng XIII.35, trang 437, [2] Þ choïn chaân ñôõ coù caùc thoâng soá sau: L B B1 B2 H h s l d 70 60 60 90 150 105 4 30 14 Khoái löôïng moät chaân ñôõ: mchaân ñôõ = 3,32 kg VIII. Tai treo thaùp : Choïn tai treo: tai treo ñöôïc gaén treân thaân thaùp ñeå giöõ cho thaùp khoûi bò dao ñoäng trong ñieàu kieän ngoaïi caûnh. Choïn vaät lieäu laøm tai treo laø theùp CT3. Ta choïn boán tai treo, taûi troïng cho pheùp treân moät tai treo: Gt = Gc = 1000 (N). Tra baûng XIII.36, trang 438, [2] Þ choïn tai treo coù caùc thoâng soá sau: L B B1 H S l a d 80 55 70 125 4 30 10 14 Khoái löôïng moät tai treo: mtai treo = 0,53 kg IX. Cöûa noái oáng daãn vôùi thieát bò- bích noái caùc boä phaän cuûa thieát bò vaø oáng daãn: OÁng daãn thöôøng ñöôïc noái vôùi thieát bò baèng moái gheùp thaùo ñöôïc hoaëc khoâng thaùo ñöôïc. Trong thieát bò naøy, ta söû duïng moái gheùp thaùo ñöôïc. Ñoái vôùi moái gheùp thaùo ñöôïc, ngöôøi ta laøm ñoaïn oáng noái, ñoù laø ñoaïn oáng ngaén coù maët bích hay ren ñeå noái vôùi oáng daãn: Loaïi coù maët bích thöôøng duøng vôùi oáng coù ñöôøng kính d > 10mm. Loaïi ren chuû yeáu duøng vôùi oáng coù ñöôøng kính d £ 10mm, ñoâi khi coù theå duøng vôùi d £ 32mm. OÁng daãn ñöôïc laøm baèng theùp X18H10T. Bích ñöôïc laøm baèng theùp CT3 , caáu taïo cuûa bích laø bích lieàn khoâng coå. OÁng nhaäp lieäu: Khoái löôïng rieâng cuûa hoãn hôïp: rF = 933,0 kg/m3 Choïn loaïi oáng noái caém saâu vaøo thieát bò. Choïn vaän toác chaát loûng trong oáng noái laø vF = 1 m/s Ñöôøng kính trong cuûa oáng noái: Dy = m Þ Choïn oáng coù Dy = 20 mm Tra baûng XIII.26, trang 409, [2] Þ Caùc thoâng soá cuûa bích öùng vôùi P = 0,055 N/mm2 laø: Dy Dn D Dd Dl h Bu loâng db Z (mm) (caùi) 20 25 90 65 50 12 M10 4 2. OÁng hôi ôû ñænh thaùp: - Noàng ñoä trung bình cuûa pha hôi ôû ñænh thaùp yP = xP = 0,9144 Þ Nhieät ñoä trung bình cuûa pha hôi ôû ñænh thaùp: THP = 67,8 oC - Khoái löôïng mol trung bình cuûa pha hôi trong phaàn luyeän: MHL = yL. MR + (1 – yL). MN = 0,9144.32 + (1 – 0,9144). 18 = 30,80 kg/kmol - Khoái löôïng rieâng trung bình cuûa pha hôi trong phaàn luyeän: Choïn vaän toác hôi ra khoûi ñænh thaùp laø vHD = 50 m/s Ñöôøng kính trong cuûa oáng noái: Dy = m Þ Choïn oáng coù Dy = 25 mm Tra baûng XIII.32, trang 434, [2] Þ Chieàu daøi ñoaïn oáng noái l = 90 mm Tra baûng XIII.26, trang 409, [2] Þ Caùc thoâng soá cuûa bích öùng vôùi P = 0,055 N/mm2 laø: Dy Dn D Dd Dl h Bu loâng db Z (mm) (caùi) 25 32 100 75 60 12 M10 4 3. OÁng hoaøn löu: - Noàng ñoä trung bình cuûa pha loûng ôû ñænh thaùp xP = 0,9144 Þ Nhieät ñoä trung bình cuûa pha hôi ôû ñænh thaùp: THP = 65,8 oC - Tra baûng 1.249, trang 311, [1] Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû 65,8oC: N = 981,2 kg/m3 - Tra baûng 1.2, trang 9, [1] Khoái löôïng rieâng cuûa metanol ôû 65,8oC: R = 752,8 kg/m3 - AÙp duïng trong coâng thöùc (1.2), trang 5, [1] LC = 768,1 kg/m3 Choïn loaïi oáng noái caém saâu vaøo thieát bò. Choïn vaän toác chaát loûng trong oáng noái laø vLD = 0,5 m/s Ñöôøng kính trong cuûa oáng noái: Dy = m Þ Choïn oáng coù Dy = 20 mm Tra baûng XIII.26, trang 409, [2] Þ Caùc thoâng soá cuûa bích öùng vôùi P = 0,055 N/mm2 laø: Dy Dn D Dd Dl h Bu loâng db Z (mm) (caùi) 20 25 90 65 50 12 M10 4 4. OÁng hôi ôû ñaùy thaùp: - Noàng ñoä trung bình cuûa pha hôi ôû ñaùy thaùp yW = xW = 0,0085 Þ Nhieät ñoä trung bình cuûa pha hôi ôû ñaùy thaùp: THP = 99,6 oC - Khoái löôïng mol trung bình cuûa pha hôi trong phaàn luyeän: MHW = yW. MR + (1 – yW). MN = 0,0085.32 + (1 – 0,0085).18 = 18,12 kg/kmol - Khoái löôïng rieâng trung bình cuûa pha hôi trong phaàn luyeän: Choïn vaän toác hôi vaøo ñaùy thaùp laø vHW = 120 m/s Ñöôøng kính trong cuûa oáng noái: Dy = m Þ Choïn oáng coù Dy = 70 mm Tra baûng XIII.32, trang 434, [2] Þ Chieàu daøi ñoaïn oáng noái l = 110 mm Tra baûng XIII.26, trang 409, [2] Þ Caùc thoâng soá cuûa bích öùng vôùi P = 0,055 (N/mm2) laø: Dy Dn D Dd Dl h Bu loâng db Z (mm) (caùi) 70 76 160 130 110 14 M12 4 5. OÁng daãn loûng ra khoûi ñaùy thaùp: - Noàng ñoä trung bình cuûa pha loûng ôû ñaùy thaùp xW = 0,0085 Þ Nhieät ñoä cuûa pha loûng ôû ñaùy thaùp: TLW = 98,5 oC - Tra baûng 1.249, trang 311, [1] Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû 98,50C: N = 959,2 kg/m3 - Tra baûng 1.2, trang 9, [1] Khoái löôïng rieâng cuûa metanol ôû 98,5oC: R = 716,8 kg/m3 - AÙp duïng trong coâng thöùc (1.2), trang 5, [1] LW = 954,4 kg/m3 Choïn vaän toác chaát loûng trong oáng noái laø vLW = 0,5 m/s Ñöôøng kính trong cuûa oáng noái: Dy = m Þ Choïn oáng coù Dy = 25 mm Tra baûng XIII.32, trang 434, [2] Þ Chieàu daøi ñoaïn oáng noái l = 90 mm Tra baûng XIII.26, trang 409, [6] Þ Caùc thoâng soá cuûa bích öùng vôùi P = 0,055 N/mm2 laø: Dy Dn D Dd Dl h Bu loâng db Z (mm) (caùi) 25 32 100 75 60 12 M10 4 CHÖÔNG 5: Tính thieát bò phuï THIEÁT BÒ ÑUN SOÂI ÑAÙY THAÙP : Choïn thieát bò ñun soâi ñaùy thaùp laø noài ñun Kettle. OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m Beà daøy oáng: dt = 3 mm = 0,003 m Ñöôøng kính trong: dt = 0,032 m Hôi ñoát laø hôi nöôùc ôû 2,0 at ñi trong oáng 38 x 3. Tra baûng 1.251, trang 314, [1]: Nhieät hoùa hôi: = rn = 2208 kJ/kg Nhieät ñoä soâi: = tn = 119,6 oC Doøng saûn phaåm taïi ñaùy coù nhieät ñoä: Tröôùc khi vaøo noài ñun (loûng): tS1 = 98,5 oC Sau khi ñöôïc ñun soâi (hôi): tS2 = 99,6 oC Suaát löôïng hôi nöôùc caàn duøng: Caân baèng nhieät cho toaøn thaùp: Qñ + GFhFS = (R+1) GDrD + GDhDS + GWhWS + Qm Giaû söû Qm = 0,05Qñ Þ 0,95Qñ = (R+1) GDrD + GD(hDS – hFS) + GW(hWS – hFS) hFS = cF.tFS = []tFS hWS = cW.tWS = []tWS hPS = cP.tPS = []tPS rD = Vôùi xF = 0,0588 Þ tFS = 91,5oC xW = 0,0085 Þ tWS = 98,5oC xP = 0,9144 Þ tPS = 65,8oC 1.1. Nhieät dung rieâng: Tra baûng 1.249, trang 310, [1] Þ Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc ôû 91,5oC = 4,210 kJ/kg.K Þ Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc ôû 98,5oC = 4,218 kJ/kg.K Þ Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc ôû 65,8oC = 4,184 kJ/kg.K Tra baûng 1.154, trang 172, [1] Þ Nhieät dung rieâng cuûa methanol ôû 91,5oC = 2,920 kJ/kg.K Þ Nhieät dung rieâng cuûa methanol ôû 98,5oC = 2,958 kJ/kg.K Þ Nhieät dung rieâng cuûa methanol ôû 65,8oC = 2,788 kJ/kg.K 1.2. Enthalpy: hFS = (0,1. 2,920 + (1 - 0,1). 4,210). 91,5 = 373,41 kJ/kg hWS = (0,0085. 2,958 + (1 - 0,0085). 4,218). 98,5 = 414,42 kJ/kg hPS = (0,9144. 2,788+ (1 - 0,9144). 4,184). 65,8 = 191,31 kJ/kg 1.3. Nhieät hoùa hôi: Tra baûng 1.250, trang 312, [1] Þ Nhieät hoùa hôi cuûa nöôùc ôû 65,8oC = rN = 2344,8kJ/kg Duøng toaùn ñoà 1.65, trang 255, [1] Þ Nhieät hoùa hôi cuûa methanol ôû 65,8oC = rR = 330,5 Kcal/kg = 1383,74 kJ/kg Neân: rP = = 0,95. 2344,8 + (1 - 0,95). 1383,74 = 2296,75 kJ/kg 1.4. Tính löôïng hôi nöôùc caàn duøng: Nhieät löôïng caàn cung caáp: Qñ = = = 971300.88 kJ/h Neáu duøng hôi nöôùc baõo hoøa (khoâng chöùa aåm) ñeå caáp nhieät thì: Qñ = . Tra baûng 1.251, trang 314, [1] Þ Nhieät hoùa hôi cuûa nöôùc ôû 2,0 at = = 2208 kJ/kg Vaäy: = 440,0 kg/h Hieäu soá nhieät ñoä trung bình: Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: = 20,545 K Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc nhö ñoái vôùi töôøng phaúng: ,W/m2.K) Vôùi: an : heä soá caáp nhieät cuûa hôi ñoát,W/m2.K. aS : heä soá caáp nhieät cuûa saûn phaåm ñaùy, W/m2.K. årt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu. Nhieät taûi qua thaønh oáng vaø lôùp caùu: , W/m2 Trong ñoù: tw1 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi hôi ñoát (trong oáng), oC tw2 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi saûn phaåm ñaùy (ngoaøi oáng), oC Beà daøy thaønh oáng: dt = 0,003 m Heä soá daãn nhieät cuûa theùp khoâng gæ: lt = 16,3 W/mK (Baûng XII.7, trang 313, [6]) Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5800 m2.K/W (Baûng 31, trang 419, [4]) Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Neân: årt = 5,289.10-4 m2.K/W Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: AÙp duïng coâng thöùc (V.89), trang 26, [2]: aS = 7,77 . 10-2. Nhieät ñoä soâi trung bình cuûa doøng saûn phaåm ôû ngoaøi oáng: = 99,05 oC Þ TS = 99,05 + 273 = 372,05 K Taïi nhieät ñoä soâi trung bình thì: - Khoái löôïng rieâng cuûa pha hôi trong doøng saûn phaåm ôû ngoaøi oáng: = 0,594 kg/m3 - Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rN = 959,2kg/m3 (Baûng 1.249, trang 310, [1]) - Khoái löôïng rieâng cuûa methanol: rR = 715,0 kg/m3 (Baûng 1.2, trang 9, [1]) Neân: 1,05.10-3 Þ r = 954,3 kg/m3 - Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 2,85.10-4 N.s/m2 (Tra baûng 1.104, trang 96, [1]) - Ñoä nhôùt cuûa methanol: mA = 2,45.10-4 N.s/m2 (Duøng toaùn ñoà 1.18, trang 90, [1]) Söû duïng coâng thöùc (I.12), trang 84, [1] suy ra ñoä nhôùt cuûa hoãn hôïp loûng: lgmhh = x1lgm1 + x2lgm2 Neân: lgmhh = 0,0085.lg(2,45.10-4) + (1 – 0,0085).lg(2,85.10-4) Þ mhh = 2,846.10-4 N.s/m2 - Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: lN = 0,680 W/mK (Baûng 1.249, trang 310, [5]) - Heä soá daãn nhieät cuûa methanol: lR = 0,188 W/mK (Baûng 1.130, trang 134, [5]) AÙp duïng coâng thöùc (1.33), trang 123, [5]): l = = 0,667 W/mK - Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4219,2 J/kgK (Baûng 1.249, trang 310, [1]) - Nhieät dung rieâng cuûa methanol: cR = 2906,0 J/kgK (Baûng 1.154, trang 172, [1]) Neân: c = cR+ cN. (1 -) = 4199,3 J/kgK - Söùc caêng beà maët cuûa nöôùc: sN = 0,59022 N/m (Baûng 1.249, trang 310, [1]) - Söùc caêng beà maët cuûa methanol: sA = 0,01578 N/m (Baûng 1.242, trang 300, [1]) Neân: = 0,0158 N/m - Nhieät hoùa hôi cuûa nöôùc: rN = 2262,2 kJ/kg (Baûng 1.250, trang 312, [5]) - Nhieät hoùa hôi cuûa methanol: rR = 1032,3 kJ/kg (Toaùn ñoà 1.65, trang 255, [5]) Neân: r = rR+ rN.(1 -) = 2243,8 kJ/kg Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa hôi ñoát trong oáng: AÙp duïng coâng thöùc (3.65), trang 120, [4]: Duøng pheùp laëp: choïn tW1 = 119,4 oC Nhieät ñoä trung bình cuûa maøng nöôùc ngöng tuï: tm = 119,5 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: - Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rn = 943,4 kg/m3 - Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mn = 2,33.10-4 N.s/m2 - Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: ln = 0,685 W/mK Neân: an = 31342 W/m2K Þ qn = an (tn – tW1) = 6268,4 W/m2 Þ qt = qn = 6268,4 W/m2 (xem nhieät taûi maát maùt laø khoâng ñaùng keå) Þ tw2 = tw1 - qtSrt = 116,08 oC Þ aS = 362,84 W/m2K (vôùi q = qt) Þ qS = aS (tW2 – tS) = 6126,5 W/m2 Kieåm tra sai soá: e = 100% = 2,26% < 5% (thoûa) Keát luaän: tw1 = 119,4oC vaø tw2 = 116,08oC Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: = 301,5 W/m2K Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = = 43,56 m2 Caáu taïo thieát bò: Choïn soá oáng truyeàn nhieät: n = 217 oáng. OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. - Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = = 1,83 m Þ choïn L = 2 m Tra baûng V.II, trang 48, [2] Þ Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 17 oáng - Böôùc oáng: t = 1, 2dn = 0,046 m - Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò (AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [2]) D = t.(b-1) +4dn= 0,934 m THIEÁT BÒ NGÖNG TUÏ SAÛN PHAÅM ÑÆNH Choïn thieát bò ngöng tuï voû – oáng loaïi TH, ñaët naèm ngang. OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: - Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m - Beà daøy oáng: dt = 3 mm = 0,003 m - Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Choïn: - Nöôùc laøm laïnh ñi trong oáng vôùi nhieät ñoä vaøo tV = 28 oC vaø nhieät ñoä ra tR = 40 oC. - Doøng hôi taïi ñænh ñi ngoaøi oáng vôùi nhieät ñoä ngöng tuï tngöng = 65,8 oC Suaát löôïng nöôùc laøm laïnh caàn duøng : Caân baèng nhieät: Qnt = (R + 1).GP.rP = GN.cN.(t2 – t1) rD: nhieät löôïng rieâng cuûa hôi ôû ñænh thaùp: rD = .rR + (1 - ).rN rR, rN : nhieät löôïng rieâng cuûa caáu töû röôïu vaø nöôùc ôû ñænh, J/kg. phaàn khoái löôïng cuûa caáu töû röôïu trong pha hôi ôû ñænh. Tra baûng 1.213, trang 256, [1] : rR = 675,2 kcal/kg = 2826,25 kJ/kg Tra baûng 1.250, trang 312, [1] : rN = 559,5 kcal/kg = 2341,96 kJ/kg Suy ra: rD = 0,95.2826,25 + (1 - 0,95).2341,96 = 2801,1 kJ/kg Þ Qnt = (1 + 3,71).83,57.2801,1 = 1102,55 kW Neân: Qnt = (R + 1).DcP = 1102,55 kW Löôïng nöôùc caàn duøng: kg/h Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc cN ñöôïc ño ôû nhieät ñoä oC Hieäu soá nhieät ñoä trung bình : Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: = 31,42 K Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc: ,W/m2.K Vôùi: an : heä soá caáp nhieät cuûa doøng nöôùc laïnh ,W/m2.K angöng : heä soá caáp nhieät cuûa doøng hôi ngöng tuï ,W/m2.K årt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa nöôùc ñi trong oáng : Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nöôùc trong oáng: tf = 34oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: - Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rn = 994,42 kg/m3 - Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: nn = 7,23.10-7 m2/s - Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: ln = 0,626 W/mK - Chuaån soá Prandtl: Prn = 4,9 Choïn vaän toác nöôùc ñi trong oáng: vn = 1 m/s Þ Soá oáng: = 27,53 Tra baûng V.II, trang 48, [2] Þ choïn n = 37 oáng Þ Vaän toác thöïc teá cuûa nöôùc trong oáng: = 0,744 m/s Chuaån soá Reynolds : = 32929,5 > 104 Þ Cheá ñoä chaûy roái AÙp duïng coâng thöùc (1.74), trang 28, [5] Þ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: Trong ñoù: e1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng 1.1, trang 29, [5] Þ choïn e1 = 1 Heä soá caáp nhieät cuûa nöôùc ñi trong oáng trong: an = Nhieät taûi qua thaønh oáng vaø lôùp caùu : ,W/m2 Trong ñoù: tw1 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi hôi ngöng tuï, oC tw2 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi nöôùc laïnh, oC Beà daøy thaønh oáng: dt = 0,003 m Heä soá daãn nhieät cuûa theùp khoâng gæ: lt = 16,3 W/mK Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Neân: årt = 5,565.10-4 m2.K/W Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa hôi ngöng tuï ngoaøi oáng : Ñieàu kieän: - Ngöng tuï hôi baõo hoøa. - Khoâng chöùa khoâng khí khoâng ngöng. - Hôi ngöng tuï ôû maët ngoaøi oáng. - Maøng chaát ngöng tuï chaûy taàng. - OÁng naèm ngang. AÙp duïng coâng thöùc (3.65), trang 120, [4]Þ Ñoái vôùi oáng ñôn chieác naèm ngang thì: Tra baûng V.II, trang 48, [2] Þ vôùi soá oáng n = 37 thì soá oáng treân ñöôøng cheùo cuûa hình 6 caïnh laø: b = 7 Tra hình V.20, trang 30, [2] Þ heä soá phuï thuoäc vaøo caùch boá trí oáng vaø soá oáng trong moãi daõy thaúng ñöùng laø etb = 0,72 (vì xeáp xen keõ vaø soá oáng trong moãi daõy thaúng ñöùng laø 7) Þ Heä soá caáp nhieät trung bình cuûa chuøm oáng: angöng = etba1 = 0,72a1 Duøng pheùp laëp: choïn tP1 = 59,0 oC Nhieät ñoä trung bình cuûa maøng chaát ngöng tuï: tm = ½ (tngöng + tW1) = 62,4 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rN = 982,0 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa methanol: rR = 753,5 kg/m3 Neân khoái löôïng rieâng hoãn hôïp laø Þ r = 762,4 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 4,496.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa methanol: mR = 3,424.10-4 N.s/m2 Neân: lgm = xPlgmR + (1 – xP)lgmN = 0,9144.lg(3,424.10-4) + (1 - 0,9144).lg(4,496.10-4) = -3,45 Þ m = 3,50.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: lN = 0,661 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa methanol: lR = 0,205 W/mK Neân: l == 0,212 W/mK Nhieät ngöng tuï cuûa doøng hôi: r = rD = 2801100 J/kg Neân: a1 = 4295,4 W/m2K Þ angöng = 3092,7,3 W/m2K Þ qngöng = angöng (tngöng – tP1) = 21030,3 W/m2 Þ qt = qngöng = 21030,3 W/m2 (xem nhieät taûi maát maùt laø khoâng ñaùng keå) Þ tP2 = tP1 - qtSrt = 46,35 oC Þ PrP2 = 3,90 Þ Nun = 161,5 Þ an = 1700,2 W/m2K Þ qn = an (tP2 – tf) = 20998,7 W/m2 Kieåm tra sai soá: e = 100% = 0,15% < 5% (thoûa) Keát luaän: tP1 = 59,0oC vaø tP2 = 46,3oC Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: = 726,0 W/m2K Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = = 13,4 m2 Caáu taïo thieát bò: Soá oáng truyeàn nhieät: n = 61 (oáng). OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = = 3,3 m Þ choïn L = 4 m Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 7 oáng Þ Böôùc oáng: t = 48 mm = 0,048 m AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [6]: Þ Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò: D = t(b-1) + 4dn = 0,44 m THIEÁT BÒ LAØM NGUOÄI SAÛN PHAÅM ÑÆNH : Choïn thieát bò ngöng tuï voû – oáng loaïi TH, ñaët naèm ngang. OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: - Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m - Beà daøy oáng: dt = 3 mm = 0,003 m - Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Choïn - Nöôùc laøm laïnh ñi trong oáng trong vôùi nhieät ñoä vaøo tV = 28oC vaø nhieät ñoä ra tR = 40oC. - Saûn phaåm ñaùy ñi trong oáng ngoaøi vôùi nhieät ñoä vaøo tPS = 65,8oC vaø nhieät ñoä ra tPR = 35oC. Suaát löôïng nöôùc laøm laïnh caàn duøng: Caân baèng nhieät: Q = GP(hPS – hPR) = Gn (hR – hV) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc ôû 35oC = 4,178 kJ/kg.K Nhieät dung rieâng cuûa methanol ôû 35oC = 2,645 kJ/kg.K Neân: hWR = (0,05. 4,178 + 0,95. 2,645). 35 = 95,26 kJ/kg Enthalpy cuûa nöôùc ôû 28oC = hV = 117,3 kJ/kg Enthalpy cuûa nöôùc ôû 40oC = hR = 167,6 kJ/kg Löôïng nhieät trao ñoåi: Q = GW(hWS – hWR) = 8040,4 kJ/h Suaát löôïng nöôùc caàn duøng: = 159,9 kg/h Hieäu soá nhieät ñoä trung bình: Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: = 14,40 K Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc: ,W/m2.K Vôùi: an : heä soá caáp nhieät cuûa doøng nöôùc laïnh, W/m2.K. aW : heä soá caáp nhieät cuûa doøng saûn phaåm ñaùy, W/m2.K årt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa nöôùc trong oáng: Kích thöôùc cuûa oáng trong: Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 (mm) = 0,038 m Beà daøy oáng: dt = 3 (mm) = 0,003 m Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nöôùc trong oáng: tf = ½ (tV + tR) = 34 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rn = 994,34 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: nn = 7,39.10-7 m2/s Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: ln = 0,624 W/mK Chuaån soá Prandtl: Prn = 5,004 Vaän toác nöôùc ñi trong oáng: = 0,056 m/s Chuaån soá Reynolds : = 2424,9 < 104 : cheá ñoä chaûy quaù ñoä AÙp duïng coâng thöùc V.44,trang 16, [2] Þ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: Trong ñoù: e1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng V.2, trang 15, [2] . Choïn e1 = 1 ko – heä soá phuï thuoäc Re, tra baûng trang 16, [2]. Choïn ko = 1 Heä soá caáp nhieät cuûa nöôùc trong oáng: an = Nhieät taûi qua thaønh oáng vaø lôùp caùu: , W/m2 Trong ñoù: tP1 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi saûn phaåm ñaùy (trong oáng trong), oC tP2 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi nöôùc laïnh (ngoaøi oáng trong), oC Beà daøy thaønh oáng: dt = 0,003 m Heä soá daãn nhieät cuûa theùp khoâng gæ: lt = 16,3 W/mK Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Neân årt = 5,565.10-4 m2.K/W Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: Kích thöôùc cuûa oáng ngoaøi: Ñöôøng kính ngoaøi: Dn = 57 mm = 0,057 m Beà daøy oáng: dt = 3 mm = 0,003 m Ñöôøng kính trong: Dtr = 0,051 m Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: tP = ½ (tPS + tPR) = 50,4 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rN = 987,9 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa methanol: rR = 764,6 kg/m3 Neân: Þ r = 773,4 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 5,46.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa methanol: mR = 3,19.10-4 N.s/m2 Neân: lgm = xPlgmR + (1 – xP)lgmN = 0,9144.lg(3,19.10-4) + (1 - 0,9144)lg(5,46.10-4) Þ m = 3,343.10-4 (N.s/m2) Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: lN = 0,647 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa methanol: lR = 0,207 W/mK Neân: l = = 0,214 (W/mK) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4178,2 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa methanol: cA = 2716,8 J/kgK Neân: c = cN + cA. (1 - ) = 2789,8 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [6]: = 4,365 Vaän toác cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: = 0,0346 m/s Ñöôøng kính töông ñöông: dtñ = Dtr – dn = 0,051 – 0,038 = 0,013 m Chuaån soá Reynolds : = 986,8 < 2300 : cheá ñoä chaûy maøng AÙp duïng coâng thöùc (V.45), trang 17, [2] Þ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: Trong ñoù: e1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng V.2, trang 15, [2] Þ choïn e1 = 1 Chuaån soá Grashof l = dtd =0,013 m b = heä soá daõn nôû theå tích Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: bN = 4,514.10-4 1/K Heä soá daãn nhieät cuûa methanol: bR = 1,322.10-4 1/K Dt = cheânh leäch nhieät ñoä giöùa thaønh oáng vad doøng saûn phaåm ñaùy Dt = tP1 - tP , oC Heä soá caáp nhieät cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: aP = Duøng pheùp laëp: choïn tW1 = 43,3 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 6,167.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: mR = 4,322.10-4 N.s/m2 Neân: lgmP1 = xPlgmR + (1 – xP)lgmN = 0,9144.lg(4,322.10-4) + (1 - 0,9144).lg(6,167.10-4) Þ mW1 = 4,50.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: lN = 0,639 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: lR = 0,208 W/mK Neân: = 0,214 W/mK Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4178,0 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 2865,0 J/kgK Neân: cP1 = cR + cN. (1 - ) = 2759,5 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: = 5,73 Þ Gr = 1020040,5 Neân NuP = 10,45 Þ aP = 171,8 W/m2K Þ qP = aP (tP – tP1) = 1217,98 W/m2 Þ qt = qP = 1217,98 W/m2 (xem nhieät taûi maát maùt laø khoâng ñaùng keå) Þ tP2 = tP1 - qtSrt = 42,622 oC Þ PrP2 = 5,796 Þ Nun = 7,32 Þ an = 142,78 W/m2K Þ qn = an (tP2 – tf) = 1231,2 W/m2 Kieåm tra sai soá: e = 100% = 1,085% < 5% (thoûa) Keát luaän: tw1 = 43,3oC vaø tP2 = 42,6oC Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: = 74,73 W/m2K Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = = 2,075 m2 Caáu taïo thieát bò: Choïn soá oáng truyeàn nhieät: n = 19 oáng. OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. - Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = = 0,966 m Þ choïn L = 1 m Tra baûng V.II, trang 48, [2] Þ Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 5 oáng - Böôùc oáng: t = 1,2dn = 0,046 m - Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò (AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [2]) D = t.(b-1) +4dn= 0,336 m IV. Thieát bò trao ñoåi nhieät giöõa saûn phaåm ñaùy vaø nhaäp lieäu: Choïn thieát bò ngöng tuï voû – oáng, ñaët ngang OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp hôïp kim X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m Beà daøy oáng: dt = 3 mm = 0,003 m Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Choïn: Nhaäp lieäu ñi ngoaøi oáng vôùi nhieät ñoä vaøo tFV = 28oC vaø ra ôû nhieät ñoä Saûn phaåm ñaùy ñi trong oáng vôùi nhieät ñoä tv = 98,5 oC, tr = 65oC. 1. Nhieät ñoä ra cuûa doøng nhaäp lieäu : Caân baèng nhieät: Q = GF.cF.(tFr – tFv) = GW.cW.(tWv – tWr) ÔÛ nhieät ñoä trung bình t = 81,75oC, thì: Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,95 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,32 J/kgK Neân: cW = cR + cN.(1 - ) = 41,75 J/kgK Þ Q = 827,1.41,75.(98,5 – 65) = 115,7 kW ÔÛ 28oC, thì: Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4181,48 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 2610 J/kgK Neân: cF = 3596,89 J/kgK Þ tFr = 60,0 oC 2. Hieäu soá nhieät ñoä trung bình : Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: K 3. Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc: ,W/m2.K) Vôùi: an : heä soá caáp nhieät cuûa doøng nöôùc laïnh, W/m2.K angöng : heä soá caáp nhieät cuûa doøng hôi ngöng tu,ï W/m2.K årt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu. 3.1. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa saûn phaåm ñaùy ñi trong oáng : Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nöôùc trong oáng: tf = ½ (tV + tR) = 81,75 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rn = 970,2 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: rR = 731,3 kg/m3 Neân: Þ r = 967,5 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 3,348.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: mR = 2,552.10-4 N.s/m2 Neân: lgm = xWlgmR + (1 – xW)lgmN = 0,015.lg(2,552.10-4) + (1 - 0,015).lg(3,348.10-4) Þ m = 3,33.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: lN = 0,679 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: lR = 0,200 W/mK Neân: = 0,675 (W/mK) (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,95 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,32 J/kgK Neân: cW = cR + cN.(1 - ) = 41,75 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: = 2,03 Vaän toác thöïc teá cuûa saûn phaåm ñaùy trong oáng: m/s Chuaån soá Reynolds : < 2300 : cheá ñoä chaûy taàng AÙp duïng coâng thöùc (1.80), trang 31, [5] Þ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: Trong ñoù: e1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng 1.2, trang 31, [5] Þ choïn e1 = 1 Choïn t2 = 8,25oC Þ tw2 = 81,75 + 8,25 = 90oC Taïi nhieät ñoä naøy: Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 3,276.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: mR = 2,3.10-4 N.s/m2 Neân: lgm = xWlgmR + (1 – xW)lgmN = 0,015.lg(2,3.10-4) + (1 - 0,015).lg(3,276.10-4) Þ m = 3,27.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: lN = 0,679 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: lR = 0,2008 W/mK Neân: = 0,675 (W/mK) (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 42,05 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,99 J/kgK Neân: c = cR. xW + cN.(1 - xW) = 41,93 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: = 2,55 Þ NuW = 12,19 Heä soá caáp nhieät cuûa saûn phaåm ñaùy ñi trong oáng trong: aW = W/m2ñoä Þ qW = aW. t2 = 257,2.8,25 = 2121,6 W/m2 3.3. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa doøng nhaäp lieäu ngoaøi oáng : Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nhaäp lieäu: tf = ½ (tV + tR) = 44,0 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rN = 990,2 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: rR = 768,8 kg/m3 Neân: Þ r = 962,5 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 5,68.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: mR = 4,05.10-4 N.s/m2 Neân: lgm = xFlgmR + (1 – xF)lgmN Þ m = 5,22.10-4 (N.s/m2) Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: lN = 0,650 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: lR = 0,212 W/mK Neân: l = = 0,482 W/mK (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,78 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 26,86 J/kgK Neân: c = cR.xF + cN. (1 – xF) = 40,90 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: = 4,43 Ñöôøng kính töông ñöông cuûa khoaûng khoâng ngoaøi oáng: Vaän toác thöïc teá cuûa doøng nhaäp lieäu ñi ngoaøi oáng: m/s Chuaån soá Reynolds : < 2300 : cheá ñoä chaûy taàng. AÙp duïng coâng thöùc (V.56), trang 20, [2] Þ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: Choïn t1 = 18oC Heä soá caáp nhieät cuûa doøng nhaäp lieäu ngoaøi oáng: aF = W/m2ñoä Þ qF = aF. t1 = 112,75.18 = 2059,7 W/m2 Kieåm tra sai soá: e = 100% = 2,92% < 5% (thoûa) 3.4. Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: W/m2K 4. Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = m2 5. Caáu taïo thieát bò: Soá oáng truyeàn nhieät: n = 127 oáng. OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = = 2,51 (m) Þ choïn L = 2,5 m Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 13 oáng Böôùc oáng: t = 48 (mm) = 0,048 m AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [2]: Þ Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò: D = t(b-1) + 4dn = 0,7 m. V. Thieát bò ñun soâi doøng nhaäp lieäu: Choïn thieát bò ngöng tuï voû – oáng, ñaët ngang. OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp hôïp kim X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m Beà daøy oáng: dt = 3 mm = 0,003 m Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Choïn: Nhaäp lieäu ñi trong oáng vôùi nhieät ñoä vaøo tV = 60,0oC vaø nhieät ñoä ra tR = 68,5oC. Doøng hôi ngöng tuï ñi ngoaøi oáng vôùi nhieät ñoä ngöng tuï tngöng = 126,25oC, coù aùp suaát 2at, aån nhieät hoùa hôi r = 2189500 J/kg. 1. Löôïng hôi nöôùc caàn duøng : Caân baèng nhieät: Q = GF.cF.(tr – tv) = Gn.rn ÔÛ nhieät ñoä trung bình ttb = 64,25oC thì: Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,83 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,20 J/kgK Neân: cF = cR.xF + cN. (1 – xF) = 41,02 J/kgK Q = 1000.41,02.( 68,5 - 60) = 34,87 kW Gn = 15,93 (kg/h) 2. Hieäu soá nhieät ñoä trung bình : Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: K 3. Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc: ,W/m2.K Vôùi: an : heä soá caáp nhieät cuûa doøng nöôùc laïnh, W/m2.K angöng : heä soá caáp nhieät cuûa doøng hôi ngöng tu,ï W/m2.K årt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu. Beà daøy thaønh oáng: dt = 0,003 m Heä soá daãn nhieät cuûa theùp khoâng gæ: lt = 16,3 W/mK Nhieät trôû lôùp caùu trong oáng: r1 = 1/5800 m2.K/W Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Neân: årt = 5,289.10-4 m2.K/W 3.1. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa doøng nhaäp lieäu ñi trong oáng : Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nhaäp lieäu trong oáng: tf = ½ (tV + tR) = 64,25oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rN = 979,8 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: rR = 746,2 kg/m3 Neân: Þ r = 950,06 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 3,88.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: mR = 3,12.10-4 N.s/m2 Neân: lgm = xF.lgmR + (1 – xF).lgmN Þ m = 3,65.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: lN = 0,661 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: lR = 0,105 W/mK Neân: l = = 0,569 W/mK (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,83 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,20 J/kgK Neân: c = cR.xF + cN. (1 – xF) = 40,475 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: = 2,60 Vaän toác thöïc teá cuûa doøng nhaäp lieäu trong oáng: m/s Chuaån soá Reynolds : < 2300 : cheá ñoä chaûy taàng AÙp duïng coâng thöùc (1.80), trang 31, [5] Þ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: Trong ñoù: e1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng 1.2, trang 31, [5] Þ choïn e1 = 1 Choïn t2 = 20oC Þ tw2 = 84,25oC Taïi nhieät ñoä naøy: Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 3,03.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: mR = 2,26.10-4 N.s/m2 Neân: lgm = xFlgmR + (1 – xF)lgmN Þ m = 2,98.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: lN = 0,677 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: lR = 0,178 W/mK Neân: l = = 0,595 W/mK (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4201,8 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 2922,0 J/kgK Neân: c = cR. xF + cN.(1 – xF) = 4126,5 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: = 2,067 Þ NuF = 11,4 Heä soá caáp nhieät cuûa doøng nhaäp lieäu ñi trong oáng trong: aF = W/m2ñoä Þ qF = aF.t2 = 212,0.20 = 4240,0 W/m2 3.3. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa hôi ngöng tuï ngoaøi oáng : AÙp duïng coâng thöùc (1.110), trang 38, [5]Þ Ñoái vôùi oáng ñôn chieác naèm ngang thì: Tra baûng V.II, trang 48, [2] Þ vôùi soá oáng n = 127 thì soá oáng treân ñöôøng cheùo cuûa hình 6 caïnh laø: b = 13 Tra hình V.18, trang 19, [4] Þ heä soá phuï thuoäc vaøo caùch boá trí oáng vaø soá oáng trong moãi daõy thaúng ñöùng laø etb = 1,1 Þ Heä soá caáp nhieät trung bình cuûa chuøm oáng: angöng = etba1 = 1,1a1 Choïn t1 = 0,2oC Þ tW1 = 126,05oC Tra caùc thoâng soá cuûa hôi ngöng tuï: Khoái löôïng rieâng cuûa hôi: rN = 939,16 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa hôi: mN = 2,28.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa hôi: lN = 0,686 W/mK Þ a1 = 19886,13 W/m2K Þ an = 21874,74 W/m2K Þ qn = an (tn – tW1) = 4374,94 W Kieåm tra sai soá: e = 100% = 3,08% < 5% (thoûa) 3.4. Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: W/m2K 4. Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = m2 5. Caáu taïo thieát bò: Soá oáng truyeàn nhieät: n = 127 oáng. OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = = 0,09 (m) Þ choïn L = 0,1 m Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 13 oáng Tra baûng trang 21, [3] Þ Böôùc oáng: t = 48 mm = 0,048 m AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [2]: Þ Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò: D = t(b-1) + 4dn = 0,7 m. VI. Boàn cao vò: 1. Toån thaát ñöôøng oáng daãn: Choïn oáng daãn coù ñöôøng kính trong laø dtr = 80 mm Tra baûng II.15, trang 381, [1] Þ Ñoä nhaùm cuûa oáng: e = 0,2 mm = 0,0002 m Toån thaát ñöôøng oáng daãn: m Trong ñoù: l1 : heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng. l1 : chieàu daøi ñöôøng oáng daãn, choïn l1 = 30 m d1 : ñöôøng kính oáng daãn, d1 = dtr = 0,08 m åx1 : toång heä soá toån thaát cuïc boä. vF : vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn 1.1. Xaùc ñònh vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn : Caùc tính chaát lyù hoïc cuûa doøng nhaäp lieäu ñöôïc tra ôû nhieät ñoä trung bình: tF = = 46,9 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rN = 989,2 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: rR = 768,4 kg/m3 Neân: Þ rF = 961,6 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 5,15.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: mR = 3,75.10-4 N.s/m2 Neân: lgmF = xFlgmN + (1 – xF)lgmA Þ mF = 4,65.10-4 N.s/m2 Vaän toác cuûa doøng nhaäp lieäu ñi trong oáng: = 0,057 m/s 1.2. Xaùc ñònh heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng : Chuaån soá Reynolds : = 9429,9 > 4000 : cheá ñoä chaûy roái Chuaån soá Reynolds tôùi haïn: Regh = 6(d1/e)8/7 = 5648,513 Chuaån soá Reynolds khi baét ñaàu xuaát hieän vuøng nhaùm: Ren = 220.(d1/e)9/8 = 186097,342 Vì Regh < ReF < Ren Þ cheá ñoä chaûy roái öùng vôùi khu vöïc quaù ñoä. AÙp duïng coâng thöùc (II.64), trang 379, [1]: l1== 0,035 1.3. Xaùc ñònh toång heä soá toån thaát cuïc boä : Choã uoán cong : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Choïn daïng oáng uoán cong 90o coù baùn kính R vôùi R/d = 2 thì xu1 (1 choã) = 0,15. Ñöôøng oáng coù 6 choã uoán Þ xu1 = 0,15. 6 = 0,9 Van : Choïn van caàu vôùi ñoä môû hoaøn toaøn thì xvan (1 caùi) = 10. Ñöôøng oáng coù 2 van caàu Þ xvan = 10. 2 = 20 Löu löôïng keá : xl1 = 0 (coi nhö khoâng ñaùng keå). Vaøo thaùp : xthaùp = 1 Taïi mieäng ra cuûa boàn cao vò: Tra baûng 10, trang 385, [1]: x = 11 Neân: åx1 = 33,05 Vaäy: = 7,65.10-3 (m) 2. Toån thaát ñöôøng oáng daãn trong thieát bò trao ñoåi nhieät giöõa doøng nhaäp lieäu vaø saûn phaåm ñaùy: m Trong ñoù: l2 : heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng. l2 : chieàu daøi ñöôøng oáng daãn, l2 = 2,5 m d2 : ñöôøng kính oáng daãn, d2 = dtr = 0,032 m åx2 : toång heä soá toån thaát cuïc boä. v2 : vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn 2.1. Vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn :v2 = 3,57.10-3 m/s 2.2. Xaùc ñònh heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng : Chuaån soá Reynolds : Re2 = 710,9 < 2300 : cheá ñoä chaûy taàng. Ñoä nhaùm: e = 0,0002 AÙp duïng coâng thöùc (II.64), trang 379, [1]: 2.3. Xaùc ñònh toång heä soá toån thaát cuïc boä : Ñoät thu : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Khi = 0,160 thì xñoät thu 2 (1choã) = 0,458 Coù 1 choã ñoät thu Þ xñoät thu 1 = 0,458 Ñoät môû : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Khi = 0,160 thì xñoät môû 2 (1choã) = 0,708 Coù 1 choã ñoät môû Þ xñoät môû 2 = 0,708 Neân: åx2 = xñoât thu 2 + xñoät môû 2 = 1,166 Vaäy: m 3. Toån thaát ñöôøng oáng daãn trong thieát bò ñun soâi doøng nhaäp lieäu: ,m Trong ñoù: l3 : heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng. l3 : chieàu daøi ñöôøng oáng daãn, l2 = 0,5 m. d3 : ñöôøng kính oáng daãn, d3 = dtr = 0,032 m. åx3 : toång heä soá toån thaát cuïc boä. v3 : vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn 3.1. Vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn :v2 = 0,003 m/s 3.2. Xaùc ñònh heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng : Chuaån soá Reynolds : Re2 = 250 < 2300: cheá ñoä chaûy taàng Ñoä nhaùm: e = 0,0002 AÙp duïng coâng thöùc (II.64), trang 379, [1]: 3.3. Xaùc ñònh toång heä soá toån thaát cuïc boä : Ñoät thu : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Khi = 0,160 thì xñoät thu 3 (1choã) = 0,458 Coù 1 choã ñoät thu Þ xñoät thu 3 = 0,458 Ñoät môû : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Khi = 0,160 thì xñoät môû 3 (1choã) = 0,708 Coù 1 choã ñoät môû Þ xñoät môû 3 = 0,708 Neân: åx3 = xñoât thu 3 + xñoät môû 3 = 1,166 Vaäy: m 4. Chieàu cao boàn cao vò: Choïn : Maët caét (1-1) laø maët thoaùng chaát loûng trong boàn cao vò. Maët caét (2-2) laø maët caét taïi vò trí nhaäp lieäu ôû thaùp. Aùp duïng phöông trình Bernoulli cho (1-1) vaø (2-2): z1 + + = z2 + + +åhf1-2 Û z1 = z2 + +åhf1-2 Trong ñoù: z1: ñoä cao maët thoaùng (1-1) so vôùi maët ñaát, hay xem nhö laø chieàu cao boàn cao vò Hcv = z1. z2: ñoä cao maët thoaùng (2-2) so vôùi maët ñaát, hay xem nhö laø chieàu cao töø maët ñaát ñeán vò trí nhaäp lieäu: z2 = hchaân ñôõ + hñaùy + (nttC – 1).Dh = 0,105 + 0,02 + (12 – 1).0,25 = 2,875 m P1 : aùp suaát taïi maët thoaùng (1-1), choïn P1 = 1 at = 9,81.104 N/m2 P2 : aùp suaát taïi maët thoaùng (2-2) Xem DP = P2 – P1 = nttL .DPL = 9. 286,27 = 2576,4 N/m2 v1 : vaän toác taïi maët thoaùng (1-1), xem v1 = 0 m/s v2 : vaän toác taïi vò trí nhaäp lieäu, v2 = vF = 0,057 m/s åhf1-2 : toång toån thaát trong oáng töø (1-1) ñeán (2-2): åhf1-2 = h1 + h2 + h3 = 8,63.10-3 m Vaäy: Chieàu cao boàn cao vò: Hcv = z2 + +åhf1-2 = 2,875 ++ 8,63.10-3 = 3,16 m Choïn Hcv = 5 m VII. Bôm: 1. Naêng suaát: Nhieät ñoä doøng nhaäp lieäu laø tF = 28oC. Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: rN = 996,3 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: rR = 784,8 kg/m3 Neân: Þ rF = 970,2 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: mN = 8,36.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: mR = 0,51.10-3 N.s/m2 Neân: lgmF = xF.lgmN + (1 – xF).lgmA Þ mF = 7,35.10-4 N.s/m2 Suaát löôïng theå tích cuûa doøng nhaäp lieäu ñi trong oáng: = 1,03 m3/h Vaäy: choïn bôm coù naêng suaát Qb = 2 m3/h 2. Coät aùp: Choïn : Maët caét (1-1) laø maët thoaùng chaát loûng trong boàn chöùa nguyeân lieäu. Maët caét (2-2) laø maët thoaùng chaát loûng trong boàn cao vò. AÙp duïng phöông trình Bernoulli cho (1-1) vaø (2-2): z1 + + + Hb = z2 + + +åhf1-2 Trong ñoù: z1: ñoä cao maët thoaùng (1-1) so vôùi maët ñaát, choïn z1 = 1m. z2: ñoä cao maët thoaùng (2-2) so vôùi maët ñaát, z2 = Hcv = 5m. P1 : aùp suaát taïi maët thoaùng (1-1), choïn P1 = 1 at. P2 : aùp suaát taïi maët thoaùng (2-2), choïn P2 = 1 at. v1,v2 : vaän toác taïi maët thoaùng (1-1) vaø(2-2), xem v1= v2 = 0 m/s åhf1-2 : toång toån thaát trong oáng töø (1-1) ñeán (2-2). Hb : coät aùp cuûa bôm. 2.1. Tính toång trôû löïc trong oáng: Choïn ñöôøng kính trong cuûa oáng huùt vaø oáng ñaåy baèng nhau: dtr = 50 mm Tra baûng II.15, trang 381, [1] Þ Ñoä nhaùm cuûa oáng: e = 0,2 mm = 0,0002 Toång trôû löïc trong oáng huùt vaø oáng ñaåy åhf1-2 = Trong ñoù: lh : chieàu daøi oáng huùt. Chieàu cao huùt cuûa bôm: Tra baûng II.34, trang 441, [1] Þ hh = 4,2 m Þ Choïn lh = 6 m lñ : chieàu daøi oáng ñaåy, choïn lñ = 8 m åxh : toång toån thaát cuïc boä trong oáng huùt. åxñ : toång toån thaát cuïc boä trong oáng ñaåy. l : heä soá ma saùt trong oáng huùt vaø oáng ñaåy. vF : vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng huùt vaø oáng ñaåy m/s m/s Xaùc ñònh heä soá ma saùt trong oáng huùt vaø oáng ñaåy : Chuaån soá Reynolds : = 17053,8 > 4000 : cheá ñoä chaûy roái Chuaån soá Reynolds tôùi haïn: Regh = 6(dtr/e)8/7 = 3301,065 Chuaån soá Reynolds khi baét ñaàu xuaát hieän vuøng nhaùm: Ren = 220(dtr/e)9/8 = 109674,381 Vì Regh < ReF < Ren Þ cheá ñoä chaûy roái öùng vôùi khu vöïc quaù ñoä. AÙp duïng coâng thöùc (II.64), trang 379, [1]: l == 0,033 Xaùc ñònh toång toån thaát cuïc boä trong oáng huùt : § Choã uoán cong : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Choïn daïng oáng uoán cong 90o coù baùn kính R vôùi R/d = 2 thì xu1 (1 choã) = 0,15. OÁng huùt coù 2 choã uoán Þ xu1 = 0,3 § Van : Choïn van caàu vôùi ñoä môû hoaøn toaøn thì xv1 (1 caùi) = 10. OÁng huùt coù 1 van caàu Þ xv1 = 10 Neân: åxh = xu1 + xv1 = 10,3 Xaùc ñònh toång toån thaát cuïc boä trong oáng ñaåy : § Choã uoán cong : Tra baûng II.16, trang 382, [5]: Choïn daïng oáng uoán cong 90o coù baùn kính R vôùi R/d = 2 thì xu2 (1 choã) = 0,15. OÁng ñaåy coù 4 choã uoán Þ xu2 = 0,15. 4 = 0,6 § Van : Tra baûng 9.5, trang 94, [1]: Choïn van caàu vôùi ñoä môû hoaøn toaøn thì xv2 (1 caùi) = 10. OÁng ñaåy coù 1 van caàu Þ xv2 = 10 § Vaøo boàn cao vò : xcv = 1 Neân: åxñ = xu1 + xv1 + xcv = 11,6 Vaäy: åhf1-2 == 0,127 m 2.2. Tính coät aùp cuûa bôm: Hb = (z2 – z1) + åhf1-2 = ( 5 – 1) + 0,127 = 4,127 m 3. Coâng suaát: Choïn hieäu suaát cuûa bôm: hb = 0,8. Coâng suaát thöïc teá cuûa bôm: Nb = = 27,3 W Keát luaän: Ñeå ñaûm baûo thaùp hoaït ñoäng lieân tuïc ta choïn 2 bôm li taâm, coù: Naêng suaát: Qb = 2 m3/h Coät aùp: Hb = 4,127 m Coâng suaát: Nb = 27,3 W CHÖÔNG 6: Tính kinh teá Löôïng theùp X18H10T caàn duøng: M1 = 21mmaâm + mthaân + 2mñaùy(naép) = 243,43 kg Löôïng theùp CT3 caàn duøng: M2 = 8mbích noái thaân + mbích gheùp oáng loûng + mbích gheùp oáng hôùi + 4. mchaân ñôõ + 4. mtai treo + 4. mtaám loùt = 163,82 kg Soá buloâng caàn duøng: n = 164 (caùi) Chieàu daøi oáng 38 x 3mm: L1 = 837m Chieàu daøi oáng 70mm: Choïn toång chieàu daøi oáng daãn loûng vaøo thaùp laø 10m. Chieàu daøi oáng 150mm: Choïn toång chieàu daøi oáng hôi ôû ñænh thaùp vaø oáng hôi ôû ñaùy thaùp laø L4 = 10m. Chieàu daøi oáng 50mm: Choïn toång chieàu daøi oáng chaûy traøn vaø oáng xaû ñaùy töø boàn cao vò, oáng nhaäp lieäu vaø oáng hoaøn löu laø 40m. Bôm ly taâm: choïn 2 bôm ly taâm Þ Nb = 2. 27,3 = 54,6 W Vaät lieäu Soá löôïng Ñôn giaù Thaønh tieàn (ñ) Theùp X18H10T 243,43 (kg) 50000 (ñ/kg) 12171500 Theùp CT3 163,82 (kg) 10000 (ñ/kg) 1638200 Buloâng 164 (caùi) 2500 (ñ/caùi) 410000 OÁng daãn 38 x 3mm 837 (m) 50000 (ñ/m) 41850000 OÁng 70mm 10 (m) 100000 (ñ/m) 1000000 OÁng 150mm 10 (m) 100000 (ñ/m) 1000000 OÁng 50mm 40 (m) 100000 (ñ/m) 4000000 Bôm ly taâm 54,6 (W) 700000 (ñ/Hp) 56000 AÙp keá 2 (caùi) 200000 (ñ/caùi) 400000 Nhieät keá 3 (caùi) 150000 (ñ/caùi) 450000 Löu löôïng keá (³ 50mm) 2 (caùi) 1000000 (ñ/caùi) 2000000 Toång chi phí vaät tö 64975700 Vaäy toång chi phí vaät tö laø 65 trieäu ñoàng. Xem tieàn coâng cheá taïo baèng 200% tieàn vaät tö. Vaäy: toång chi phí laø 195 trieäu ñoàng. CHÖÔNG 7: Keát luaän Vôùi heä thoáng chöng caát metanol - nöôùc duøng thaùp maâm xuyeân loã nhö ñaõ thieát keá, ta thaáy beân caïnh nhöõng öu ñieåm cuõng coøn coù nhieàu nhöôïc ñieåm. Thieát bò coù öu ñieåm laø naêng suaát vaø hieäu suaát cao nhöng thieát bò coøn raát coàng keành, ñoøi hoûi phaûi coù söï vaän haønh vôùi ñoä chính xaùc cao. Beân caïnh ñoù, khi vaän haønh thieát bò naøy ta cuõng phaûi heát söùc chuù yù ñeán vaán ñeà an toaøn lao ñoäng ñeå traùnh moïi ruûi ro coù theå xaûy ra, gaây thieät haïi veà ngöôøi vaø cuûa. Taøi lieäu tham khaûo [1]. Soå tay Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoùa hoïc Taäp 1, ÑHBK Haø Noäi. [2]. Soå tay Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoùa hoïc Taäp 2, ÑHBK Haø Noäi. [3]. Voõ Vaên Bang, Vuõ Baù Minh, “ Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa Hoïc – Taäp 3: Truyeàn Khoái”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM, 2004. [4]. Phaïm Vaên Boân – Nguyeãn Ñình Thoï, “Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa Hoïc – Taäp 5: Quaù trình vaø Thieát bò Truyeàn Nhieät”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM, 2002. [5]. Phaïm Vaên Boân , “Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa Hoïc – Baøi taäp Truyeàn nhieät”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM,2004. [6]. Trònh Vaên Duõng , “Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa Hoïc – Baøi taäp Truyeàn khoái”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM,2004. [7]. Hoà Leâ Vieân, “Thieát keá vaø Tính toaùn caùc thieát bò hoùa chaát”, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, Haø Noäi, 1978. [8]. Nguyeãn Minh Tuyeån, “Cô sôû Tính toaùn Maùy vaø Thieát bò Hoùa chaát – Thöïc phaåm”, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, Haø Noäi, 1984.