Đồ án môn học

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
CÁC Q TRÌNH CƠ BẢN TRONG CƠNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG

Họ và tên: Vũ Kỳ Anh. Mssv: 20122878
Lớp: Kỹ thuật mơi trường K57
1. Nhiệm vụ thiết kế:
Tính tốn thiết kế tháp đĩa chóp để hấp thụ khí HCl trong mơi trường khơng khí với dung mơi
là nước theo các số liệu sau:






Lưu lượng khí vào tháp: Gy = 12000 m3/h
Nồng độ HCl đi vào tháp: yđ = 0,025 kmol/kmol
Hiệu suất hấp thụ:  = 96%
Lượng dung môi tiêu tốn: Gx = 1,2Gxmin
Tháp làm việc ở điều kiện t = 25oC, p = 1.5at

2. Nội dung thiết kế:
2.1 Tính tốn cơng nghệ:





Xác định đường kính và chiều cao của tháp.
Xác định trở lực của tháp.
Xác định kích thước các cửa vào và ra của thiết bị
Tính tốn thủy lực (lựa chọn bơm, quạt)

2.2 Tính tốn cơ khí



Xác định chiều dày của thiết bị.
Tính tốn và lựa chọn kết cấu lắp đặt thiết bị

2.3 Bản vẽ



Bản vẽ sơ đồ dây chuyền công nghệ (A3)
Bản vẽ lắp đặt thiết bị (A1)

3. Thời gian thực hiện:



Ngày nhận nhiệm vụ: 03/03/2016
Ngày hoàn thành: 13/05/2016

Giáo viên hướng dẫn
Hoàng Thị Thu Hương

1


MỤC LỤC

I. Mở đầu: Giới thiệu hệ thống thiết bị

3

II. Tính tốn thiết kế tháp hấp thụ

7

1. Điều kiện làm việc của tháp

7

2. Thiết lập phương trình đường cân bằng

8

3. Thiết lập phương trình đường làm việc

8

4. Tính đường kính tháp

9

5. Thiết kế đĩa chóp

13

6. Tính trở lực đĩa

15

7. Tính chiều cao tháp

16

III. Thiết kế thiết bị phụ

19

1. Cửa vào, cửa ra thiết bị

19

2. Bơm chất lỏng

20

3. Máy nén khí

25

IV. Tính tốn cơ khí

31

1. Chọn vật liệu

31

2. Tính chiều dày thân tháp

32

3. Tính chiều dày đáy và nắp thiết bị

33

4. Chọn mặt bích

35

5. Cửa nối ống dẫn với thiết bị

36

6. Chọn chân đỡ

37

V. Kết luận

40

VI. Tài liệu tham khảo

41

2

I.

MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THIẾT BỊ:

Ơ nhiễm mơi trường đang là vấn đề mang tính tồn cầu và cấp bách. Ở hầu hết các quốc gia,
chính phủ đã đầu tư rất nhiều, cả về vốn và công nghệ cho việc xử lý các chất gây ô nhiễm môi
trường. Các quốc gia càng phát triển, khoa học công nghệ càng tiên tiến thì ơ nhiễm mơi
trường càng trở nên nghiêm trọng.
Ở Việt Nam, tuy nền công nghiệp chưa phát triển mạnh mẽ, nhưng do nhiều nguyên nhân chủ
quan và khách quan, môi trường nước ta ngày càng bị ô nhiễm. Việc chặt phá rừng cũng như
hoạt động của các nhà máy đã thải ra moi trường rất nhiều chất gây ô nhiễm. Cũng như nhiều
nước khác trên thế giới hiện nay, vấn đề xử lý các chất gây ô nhiễm ở nước ta đang gặp nhiều
khó khăn. Nguyên nhân của ô nhiễm môi trường là do các chất thải từ nhà máy, khu công
nghiệp và các hoạt động khác. Một trong những chất khí gây ơ nhiễm mơi trường là HCl.
KhÝ HCl là một khí axit có nhiều trong các nhà máy sản xuất hóa chất như sản xuất chất tẩy
rửa, bột giặt hay các nhà máy gia công bề mặt kim loại. HCl thường bốc khói trắng.
-

HCl gây hại cho thực vật, gây tổn hại khi tiếp xúc: hơ hấp, ăn uống, qua da cho động
vật.

-

Có tính ăn mịn rất cao.

-

Khí gây mùi khí ở nồng độ 0.1mg/m3.

3


Vậy mục đích thu hồi và sử lí để làm giảm thiểu tác hại của nó đối với môi trờng và con ngời.
Hấp thụ là quá trình hút khí bằng chất lỏng . Khí đợc hút gọi kà chất bị hấp thụ,chất lỏng
dùng để hút gọi là dung môi(hay chât hấp thụ), khí không bị hấp thụ gọi là khí trơ.
Bản chất của quá trình hấp thụ: khí hoà tan vào trong lỏng sẽ tạo thành hỗn hợp 2 cấu tư: ( 
=2,k = 2,c = 2-2+2 = 2 thµnh phần và 2 pha. Hệ thống nh vậy theo định luật pha2) đợc gọi nh
hỗn hợp lỏng có 2 thành phần. Cân bằng pha đợc xác định bởi P,T,C.Nếu T = const thì độ hoà
tan phụ thuộc vào P theo ®Þnh lt Henrry:
YCB = m.x
+Víi khÝ lÝ tëng, m = const quan hệ yCB = f(x) là đờng thẳng.
+ Với khí thực, m phụ thuộc vào đờng cân bằng là đờng cong.


;
P
: hệ số Henrry, có thứ nguyên của P.

Hệ số cân bằng m =

P: áp suất

at .

*Các yếu tố ảnh hởng đến quá trình hấp thụ:
-ảnh hởng của lợng dung môi:Theo phơng trình chuyển khối, lợng khí bị hấp thụ đợc tính
theo công thức sau:
G = kY.F. Ytb
y

a1

a

a2

a3

a4

b
yc

o

xđ

x

Trong điều kiện nhất định ,G là lợng không đổi và có thể coi hệ số chuyển khối kY cũng
không đổi. Do đó, bề mặt tiếp xúc pha F chỉ đợc thay đổi tơng ứng với sự thay đổi Ytb sao
cho F. Ytb là không đổi .
Từ đồ thị suy ra khi Xđ,Yđ,Yccố định thì nồng độ cuối của dung môi đợc quyết định theo
động lực trung bình Ytb , tức là điểm cuối của đờng làm việc AB(điểm này chỉ đợc dịch
chuyển từ A A4 ). Đờng làm việc BA4 cắt đờng cân bằng, lúc này Ytb là nhỏ nhất. Đờng
AB gần song song với trục tung, nên Ytb là lớn nhất.

4

Vì F. Ytb không đổi ứng với BA4 có F lín nhÊt, øng víi BA cã F bÐ nhÊt. Tơng tự tại
A4 có Xc lớn nhất, tại A có Xc bé nhất.
Dựa vào phơng trình nồng độ làm việc Y = A.x + B víi:
A = tang  =
Suy ra øng víi BA4 cã A4 =

Gx
G
; B = Yc - x
Gtr
Gtr

Gx
bé nhất(lợng dung môi tối thiểu), còn ứng với BA thì A =
Gtr

Gx
là lớn nhất nên lợng dung môi còn là lớn nhất do Gtr không đổi.
Gtr
Do đó nếu chọn lợng dung môi ít nhất, ta thu đợc Xc lớn nhng thiết bị phải rất lớn(vô cùng
cao). Trái lại, nếu chọn lợng dung môi lớn nhất, thì thiết bị bé nhng dung dịch thu đợc lại quá
loÃng vì Xc bé. Do đó, khi chọn điều kiện làm việc ta phải dựa vào chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật.
*ảnh hởng của T và P lên quá trình hấp thụ:

5


Nhiệt độ T và áp suất P là những yếu tố ảnh hởng quan trọng lên quá trình hấp thụ , mà chủ
yếu ảnh hởng lên trạng thái cân bằng và động lực quá trình.

Từ phơng trình Henrry ta thấy, khi nhiệt độ tăng thì hệ số Henrry tăng đờng cân băng
dịch chuyển về trục tung.

y

y

t3

p4
p3

t2
b

b
a

t1

p2

a

p1

o

t3 t2 t1

x

o
p3

p2

p1

x

Nếu đờng làm việc AB không đổi Ytb giảm, do đó cờng độ chuyển khối giảm

theo.Nếu cứ tiếp tục tăng nhiệt độ,ví dụ đến t s thì không những Ytb giảm mà ngay cả quá
trình không thực hiện đợc(vì đờng cân bằng và đờng làm việc cắt nhau,nên không thể đạt đợc
nồng độ cuối Xc). Đó là ảnh hởng xấu của tăng nhiệt độ . Tuy nhiên, khi T tăng thì độ nhớt
của dung môi giảm nên vận tốc khí tăng, cờng độ chuyển khối cũng tăng theo.

Trong trờng hợp tăng áp suất , ta thấy hệ số cân bằng m =


giảm đờng cân bằng dịch
P

chuyển về phía trục hoành Ytb tăng lên ,quá trình chuyển khối tốt hơn.Nhng P tăng T
6


tăng gây ảnh hởng xấu đến quá trình hấp thụ. Mặt khác, P tăng gây khó khăn về mặt thiết
bị quá trình hấp thụ chỉ đợc thực hiện ở P cao đối với những khí khó hoà tan.

Ví dơ: HÊp thơ CO2 b»ng H2O tiÕn hµnh ë 17at; thu hồi CO ở 12at
*Các loại tháp hấp thụ:
- Thiết bị loại bề mặt:đơn giản , bề mặt tiếp xúc pha bÐ  chØ dïng khi chÊt khÝ dƠ hoµ tan
trong lỏng.
- Thiết bị loại màng: thiết bị loại ống, loại tấm.
- Thiết bị loại phun: không phù hợp với khí khó hoà tan.
- Thiết bị loại đệm: bề mặt tiÕp xóc pha lín, hiƯu xt cao nhng khã lµm ớt đều đệm.
- Thiết bị loại đĩa(tháp đĩa) gồm:
+Tháp đĩa có ống chảy truyền: đĩa chóp , đĩa lỗ(lới), đĩa Suppáp, đĩa sóng chữ S.
+Tháp đĩa không có ống chảy truyền.
Xét tháp hấp thụ HCl trong không khí bằng H2O với tháp chóp.
- Tháp đĩa chóp là tháp gồm nhiều đĩa, trên đĩa có nhiều chóp. Trên đĩa có lắp ống chảy
truyền để vận chuyển chất lỏng từ đĩa này sang đĩa khác. Số ống chảy truyền phụ thuộc vào
kích thớc của tháp và lu lợng chất lỏng, ống chảy truyền đợc bố chí theo nhiều cách. Khí đi
từ dới lên qua ống hơi vào chóp, qua khe chóp ®Ĩ tiÕp xóc víi chÊt láng trªn ®Üa. Chãp cã cấu
tạo dạng tròn hoặc dạng khác. Thân tháp có rÃnh tròn , chữ nhật hoặc tam giác để khí đi qua.
Hình dáng của rÃnh trên chóp không ảnh hởng mấy đến quá trình chuyển khối. Chóp đợc lắp
vào đĩa bằng nhiều cách.
Hiệu quả của quá trình phụ thuộc rất nhiều vào vận tốc khí. Nếu vận tốc khí bé thì khả
năng sục khí kém, nhng nếu vận tốc khí quá lớn sẽ làm bắn chất lỏng hoặc cuốn chất lỏng
theo khí. Hiện tợng bắn chất lỏng tất nhiên còn phụ thuộc vào yếu tố khác nh khoảng cách
giữa các đĩa, khoảng cách giữa các chóp, khối lợng riêngcấu tạo và kích thớc của chóp và ống
chảy chuyền.

7


*Thuyết minh dây chuyền:
- Hỗn hợp khí cần xử lí HCl và không khí đợc qut khớ đa vào ở đáy tháp.
- Nớc từ bể đợc bơm li tâm đa vào tháp với lu lợng thích hợp, qua một đồng hồ đo lu lợng nớc vào tháp, tới từ trên xng díi theo chiỊu cao th¸p hÊp thơ .

- KhÝ HCl sau khi đợc xử lí đi lên nắp tháp và ra ngoài lỗ nắp.
- Nớc hấp thụ HCl đi qua lỗ đáy i ra ngoi mt b cha.

II. TNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP HẤP THỤ:
Một số ký hiệu được sử dụng:
Xđ: nồng độ phần mol ban đầu của cấu tử cần hấp thụ trong dung môi (kmol / kmol
dung môi)
Xc: nồng độ phần mol cuối của cấu tử cần hấp thụ trong dung môi (kmol / kmol dung
môi)

8


Yđ: nồng độ phần mol ban đầu của cấu tử cần hấp thụ trong hỗn hợp khí (kmol / kmol
khí trơ)
Yc: nồng độ phần mol cuối của cấu tử cần hấp thụ trong hỗn hợp khí (kmol / kmol khí
trơ)
Gy: lượng hỗn hợp khí đi vào thiết bị hấp thụ (kmol / h)
Gx: lượng dung môi đi vào thiết bị hấp thụ (kmol / h)
Gtr: lượng khí trơ đi vào thiết bị hấp thụ (kmol / h)
 : lượng dung môi / lượng dung môi tối thiểu.

1. Điều kiện làm việc của tháp:
T (0C) = 25 (0C) = 298 (0K)
P = 1.5 (at) = 1104 (mmHg)
Nồng độ khí thải vào tháp (phần thể tích): yđ = 25*10-3 ( kmol/kmol )
Hiệu suất hấp thụ: η = 96 (%)

 yc = (1- η) * yđ = 0.04 * 0.025 = 10-3( kmol/kmol )
y

Khi tính tốn hấp thụ thường dùng nồng độ mol tương đối: Y 1  y



Yđ =

0.025
= 0.0256 (kmol HCl/ kmol khí trơ)
1  0.025

Yc =

10 -3
= 1.001*10-3 (kmol HCl/ kmol khí trơ)
-3
1  10

Nồng độ dung dịch lỏng vào tháp: xđ = 0 hay Xđ = 0
Lưu lượng khí thải vào tháp:

9

(II.216)


Gy = 12000 (Nm3/h)
P0V0
PV


T0
T

 V=

ở nhiệt độ t = 250C, 1kmol khí có thể tích là :

P0V0T
1 * 22.4 * 298

22.45(m3)
T0 P
273 * 1.5

 Gy = 12000 = 535,71 (kmol / h)
22.45

Lượng khí trơ: (II)
Gtr = Gy *

1
1Y

d

= 535,7*

1
= 522.34 (kmol / h).
1  0.0256

2. Thiết lập phương trình đường cân bằng:
Theo định luật Henry: ycb = m * x

(II)
m* X

Tính theo nồng độ phần mol tương đối: Ycb = 1  (1  m) * X
với m =


hằng số cân bằng pha hay hệ số phân bố
P

(II)
(II)

Tra bảng IX.1. (II.139) ta có: HCl ( 250 C ) = 0.00215*106 (mmHg) ( II )

 m=

0.00215 * 10 6
= 1.95
1104

 Y*=

1.95 * X
1  (1  1.95) * X

(kmol HCl / kmol khí trơ)

3. Thiết lập phương trình đường làm việc:
Phương trình cân bằng vật liệu cho 1 đoạn thiết bị:
Gtr * (Y – Yc) = Gx * (X – Xđ)(II)
10


do Xđ = 0:
G

G

G

 Y = x * X + Yc - x * Xđ = x * X + Yc (phương trình đường làm việc)
Gtr
Gtr
Gtr
Lượng dung mơi tiêu tốn tối thiểu cần thiết để hấp thụ khi giả thiết nồng độ cuối của
dung môi đạt đến nồng độ cân bằng, tức là Xc = X*, như sau:
Gxmin = Gtr *

Yđ  Yc
X c*  X đ

1.95 * X

Y* = 1  (1  1.95) * X

 X*=

Y
m  (1  m) * Y

có Yđ = 0.0256 (kmol / kmol khí trơ)

 X* =

0.0256
= 0.01297(kmol / kmol dung mơi)
1.95  (1  1.95) * 0.0256

 Gxmin = 522.34 *

0.0256  1.001 * 10  3
= 990.67(kmol / h)
0.01297  0

Lượng dung môi thực tế: Gx = 1.2 * Gxmin
Gx = 1.2 *990.67 = 1188 (kmol / h)
Thay vào phương trình đường làm việc ta có:
Y=

1188
* X + 1.001*10-3 = 2.27 * X + 1.001*10-3
522.34

11

4. Tính đường kính của tháp:
F = Fa + Fch

Với: F là diện tích mặt cắt ngang của tháp, (m2)
Fa là diện tích tự do tháp, (m2)
Fch là diện tích ống chảy chuyền, (m2)

 Diện tích tự do của tháp ( Fa)
Fa =
với:

G ytb * M ytb
3600 *  ytb *  ytb

(m2)

(II )

Gytb: Lượng khí trung bình đi trong tháp (Kmol / h)
tb : Tốc độ khí trung bình đi trong tháp (m / s)
 ytb : Khối lượng riêng trung bình của pha khí. ( Kg/m3)

a/ Lượng khí trung bình đi trong tháp:

12


Gytb =

G yđ  G yc
2

P0 * V0 P * V
=
T0
T

Vtb = 22.4 * Gytb *

(Kmol / h) (II )
=> V=V0
1 T
P  273

P0  T
P  T0

( m3/h )

Gyđ = 535.71(Kmol / h)
Gyc = Gtr * (1+ Yc ) = 522.43 * ( 1+ 1.001*10-3 ) =522.86 (Kmol / h)

 Gtb =

535.71  522.86
= 529.1 (Kmol / h).
2

Vtb = 22.4 *529.1*

1  298
1  273

8624.78( m3/h )

b/ Tốc độ khí trung bình đi trong tháp:
(  y *  y )tb = 0.065 *  [  ] *

với:

h *  xtb *  ytb

(kg / m2.s) (II)

 xtb : Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng (kg / m3)
 ytb : Khối lượng riêng trung bình của pha khí (kg / m3)

h: khoảng cách giữa các đĩa (m), chọn theo đường kính tháp
13


với D = >1.8 (m), chọn h = 0.5 (m)

 [  ]: Hệ số tính đến sức căng bề mặt:
Chọn  [  ] = 1.

+ Tính khối lượng riêng trung bình của pha lỏng(  xtb ):
Ta có: theo phương trình đường làm việc: Y=2.27 * X + 1.001*10-3
3

 Xc = Yđ  1.001 * 10 =

2.27

0.0256  1.001 * 10  3
= 0.0108(kmol HCl/ kmol dung môi)
2.27

X

0.0108
c
 xc =
=
= 0.0107 (kmol / kmol)
1  X c 1  0.0108

xtb =

0  0.0107
xđ  xc
=
= 5.34*10-3 (kmol / kmol)
2
2

Mxtb = xtb * MHCl + (1 – xtb) * MH2O = 5.34*10-3*36.5 + (1 –5.34*10-3) * 18
= 18.1 (kg / kmol)
Phần khối lượng trung bình của cấu tử HCl:
atb =

xtb * M HCl
5.34 * 10  3 * 36.5
=
= 10.77*10-3
M xtb
18.1

Ở 25 (0C):

H

2O

= 997.08 (kg / m3)

(I)

Khi HCl bị hấp thụ H2O thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể:

 1m3 dung dịch sẽ có khối lượng là:
997.08 +

997.08 0.0108
*
* 36.5 = 1008 ( Kg)
18
2

=>  xtb = 1008 ( Kg/m3)

+ Tính  ytb :
 ytb =

Ytb1 * M 1  (1  Ytb1 ) * M 2
* 273
22.4 * T

với: ytb =



(II)

yd  yc
2.5 * 10  2  10  3
=
= 13*10-3 (kmol / kmol)
2
2

 ytb =

13 * 10  3 * 36.5  (1  13 * 10  3 ) * 29
22.4 * 298

14

(II)

3
* 273 = 1.19 (kg / m )


M ytb

= 13 * 10

3

* 36.5  (1  13 * 10  3 ) * 29

= 29.1(kg / kmol)

Tốc độ khí trung bình đi trong tháp:
(  y *  y )tb = 0.065 * 1 *



 ytb =

Fa =

(  y *  y ) tb

 ytb

=

0.5 * 1008 * 1.19

= 1.5 ( Kg/m2s)

1.5
= 1.2 (m / s)
1.19

529.1 * 29.1
= 3.03 (m2)
3600 * 1.19 * 1.2

 Diện tích ống chảy chuyền
Fch =

với:

G xtb * M xtb
3600 *  xtb *  xtb

Gxtb: Lượng lỏng trung bình đi trong tháp (kmol / h)
 xtb : Tốc độ lỏng trung bình đi trong tháp (m / s). chọn bằng (0.2 m/s)
 xtb : Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng. ( Kg/m3)

Gxđ=1188 (kmol/h)
Gxc= ( 1+ Xc)*Gxđ = ( 1+ 0.0108)*1188 =1200.83 ( Kmol/h)
Gxtb =
Fch =

1188  1200.83
= 1194.42 ( Kmol/h )

2

1194.42 * 18.1
= 29.8*10-3(m2)
3600 * 1008 * 0.2

Đường kính ống chảy chuyền: chọn 2 ống chảy chuyền:
dch=

4 * 29.8 * 10  3
= 0.14(m)
 *2

Diện tích mặt cắt ngang của tháp là :
F = 3.03+ 29.8*10-3 = 3.06 ( m2)
Đường kính tháp : 1.97 ( m )
Quy chuẩn D = 2 (m)
Tính lại tốc độ khí đi trong tháp:
Fa =

 * 22
-29.8*10-3 = 3.11 (m2)
4
15




 ytb = 1.16 (m / s).

5. Thiết kế đĩa chóp:
 Thiết kế đĩa:
SOAB =

1 D

D

D2
22
* * cos( ) * 2 * * sin( ) =
sin 90 0 = 0.5 (m2)
sin  =
8
2 2
2
2
2
8

Squạt =


90  * 2 2
* S dia =
*
= 0.785 (m2)
360
4
360

Stràn = Squạt – SOAB = 0.785 – 0.5 = 0.285(m2)

A

Diện tích phần đĩa chứa chóp:
 * 22
Flv = F– 2 * Stràn =
- 2*0.285 = 2.57 (m2)
4

Thiết kế chóp: Chọn loại chóp trịn: (II.236)
16

o
B


+ Đường kính ống hơi: chọn dh = 100 (mm) = 0.1 (m)
+ Số chóp phân bố trên đĩa:
n = 0.1 *

Flv
2.57
= 0 .1 *
= 32
Fh
 0 .1 2 / 4

 chọn số chóp là n= 32 (chóp)

+ Đường kính chóp: dch = d h 2  (d h  2 *  ch ) 2

 ch : chiều dày chóp  chọn  ch = 2 (mm) = 0.002 (m)

 dch =

0.12  (0.1  2 * 0.002 ) 2

= 0.144 (m)

+ Chiều cao chóp phía trên ống dẫn hơi: h2 = 0.25 * dh = 0.25 * 0.1 = 0.025 (m)
+ Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp: chọn S = 20 (mm) = 0.02 (m)
+ Chiều cao mức chất lỏng trên khe chóp: chọn h1 = 40 (mm) = 0.04 (m)

y2 * y
+ Chiều cao khe chóp: b =  *
g * x
với  y =

4 *V y
2

3600 *  * d h * n

=

4 * 8624.78
= 9.54 (m / s)
3600 *  * 0.12 * 32

 =2
b = 2*

9.54 2 * 1.19
= 0.022 (m)
9.81 * 1008
2

+ Số lượng khe hở của mỗi chóp: i =

d

(d ch  h )
c
4*b

c: khoảng cách giữa các khe  chọn: c = 4 (mm) = 4*10-3 (m)

với:

a: chiều rộng khe chóp

 i=

 chọn a = 5 (mm) = 5*10-3 (m)


0 .1 2
(

0
.
144

) = 23.8 (khe) chọn 24 khe
4 * 0.022
4 * 10  3

+ Khoảng cách từ đĩa đến chân ống chảy chuyền: S1 = 0.25 * dc = 0.25 * 0.14=0.035(m)
+ Chiều cao kênh chảy tràn trên đĩa: hc = (h1 + b + S) - h
h : chiều cao mức chất lỏng trên ống chảy chuyền: h = (

2
V
) 3
3600 *1.85 *  * d c

với V: thể tích chất lỏng chảy qua (m3 / h)
V=

2
0.14 2 *  * 0.2 * 3600
d c * * c * 3600
=
= 11.08 (m3 / h)
4
4

17

 h = (

2
11.08
) 3 = 0.024 (m)
3600 * 1.85 *  * 0.14

 hc = (0.04 + 0.022 + 0.02) – 0.024 = 0.064 (m)

+ Bước tối thiểu của chóp trên đĩa: tmin = dch + 2 *  ch + l2 (m)
với l2: khoảng cách nhỏ nhất giữa các chóp:
l2 =35 (mm) = 0.035 (m)

 tmin = 0.144 + 2 * 0.002 + 0.035= 0.183 (m)

+ Đường kính tương đương của khe chóp:
dtđ =

4* a *b
4 * (0.005 * 0.022)
= 2 * (0.005  0.022) = 0.0081(m)
2 * ( a  b)

+ Chiều dày của đĩa:  = 0.005(m)
+ Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất.
dc
d
  c  ch   ch  l1 =t1
2

2

t1=

chọn  c=0.004(m) l1=0.075(m)

0.14
0.14
 0.004 
 0.002  0.075 =0.223(m)
2
2

+ Tổng diện tích các chóp trên đĩa.
f=

 * d ch2
 * 0.144 2
* 32 =0.521(m2)
*n =
4
4
18

165


+ Chiều cao lớp bọt trên đĩa:
hb =

(hc    hx ) * ( F  f ) *  x  hx *  b * f  (hch  hx ) * f *  b
(m)
F * b

(II)

 Tính hb:
hc = 0.064(m)
h = 0.024 (m)

hx: chiều cao lóp chất lỏng khơng lẫn bọt trên đĩa: hx = h1 = 0.04 (m)
F = 2.57 (m2)
f = 0.521 (m2)

 b = (0.4  0.6) *  xtb (kg / m3): khối lượng riêng của bọt

  b = 0.6 * 1008 = 604.8 (kg / m3)
 x = 993.4166 (kg / m3)
hch = hc+h2+ 

ch

= 0.064+0.025 +0.002=0.091(m) quy chuẩn 0.1( m)

thay số vào phương trình ta có: hb =
(0.064  0.024  0.04) * ( 2.57  0.521) * 1008  0.04 * 604.8 * 0.521  (0.1  0.04) * 0.521* 604.8
2.57 * 604.8
= 0.084(m)

6. Tính trở lực của đĩa:

Pd = Pk  Ps  Pt (N / m2)

(II)

 Trở lực đĩa khô Pk : (II)
2

Pk =  *
với:

 y * 0
1.19 * 28.37 2
= 5*
=2393.95(N / m2)
2
2

 : hệ số trở lực,  = 4.5  5

 y : khối lượng riêng của pha hơi (khí) (kg / m3)

 o : tốc độ khí đi qua rãnh chóp.
 o=

 * d h2 / 4 *  y
m*a *b

=

 * 0.12 / 4 * 9.54

=28.37(m/s)
24 * 5 * 10 -3 * 0.022
19


 Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt Ps :
Ps =

4 *
4 * 71.96 * 10  3
=
= 35.53(N / m2)
d td
0.0081

với:

 : Sức căng bề mặt của nước (N / m2)

(II)

dtd: đường kính tương đương của khe rãnh chóp (m)

 Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa (trở lực thuỷ tĩnh):
Pt =  b * g * (hb 

hr
) = 604.8 * 9.81 * (0.084 –
2

0.022
)=433.11 (N / m2)
2

 Pd = 2393.95 + 35.53+ 433.11= 2862.6(N / m2)
7. Tính chiều cao tháp:
H = N t * ( H d   )  1 (II.169)
với:

 : chiều dày đĩa   = 5*10-3 (m)

Hđ: khoảng cách giữa các đĩa
với D = 2 (m) ta có Hđ = 0.5 (m)
Nt: số đĩa thực tế
20

(II)