bơm acid sulfuric ppt

Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
Lời nói đầu
Acid sulfuric là một acid được sữ dụng rộng rải trong nhiều ngành công nghiệp
và có nhiều ứng dụng trong các lỉnh vực khác nhau như giấy, hoá chất, phân bón….
Acid sulfuric là một acid có tính oxi hoá mạnh, có khả năng ăn mòn được hầu hết kim
loại. Vì vậy, trong công nghiệp việc lựa chọn bơm cho acid sulfuric là một việc rất khó
khăn.
Về vấn đề chọn bơm cho acid liên quan đến đề tài của nhóm, đề tài của nhóm là:
“Chọn bơm cho aicd sulfuric, chiều cao cột hút là 0, áp suất đầu ra 2bar, năng suất
60l/phút”.
Trong quá trình làm bài, nhóm còn nhiều sơ xót. Mong được sự thông cảm của
thầy hướng dẫn.
Xin chân thành cám ơn!
Nhóm sinh viên
Nhóm 20 Page 1
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
ĐỀ TÀI: “CHỌN BƠM CHO ACID SULFURIC”
I. YÊU CẤU:
Yêu cầu của đề tài: “ Chọn bơm acid sulfuric, chiều cao cột hút là 0, áp suất
đầu ra 2bar, năng suất 60 l/phút”.
II. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN VÀ CHỌN BƠM:
1. Lưu lượng yêu cầu:
Lưu lượng yêu cầu: Q= 60 lít/phút = 3,6 m
3
/h = 0,001m
3
/s.
2. Chọn tốc độ trên đường ống:
Tốc độ trên ống:
Trường hợp Tốc độ
Đầu đẩy của bơm

Đầu hút của bơm
Đường xả
Ống góp
Đường hướng lên
Các trường hợp thông thường
2,4 – 3,6
1,2 – 2,1
1,2 – 2,1
1,2 – 4,5
0,9 – 3,0
1,5 – 3,0
3. Xác định đường kính ống dẫn:
Trên cơ sở lưu lượng và tốc độ trên từng đoạn ống, tiến hành xác định đường
kính trong ống như sau:
v
Q
d
π
4
=
, m
Trong đó:
ρ
- Khối lượng riêng của dung dịch H
2
SO
4
, kg/m
3
.

Q – Lưu lượng thể tích chuyển động qua đoạn ống đang tính (m
3
/s), Q =
ρ
L
.
L – Lưu lượng khối lượng chuyển động qua ống (kg/s).
v- Tốc độ chuyển động trong ống, m/s.
Ta có:
Đường kính ống hút tính toán:
)(6,32)(0326,0
2,1
10.14
3
mmmd
h
==
×
×
=
−
π
Đường kính ống đẩy tính toán:
)(23)(023,0
4,2
10.14
3
mmmd
h
==

×
×
=
−
π
Nhóm 20 Page 2
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
Đường kính
Danh nghĩa
Đường kính
trong, mm
Đường kính
ngoài, mm
Áp suất
làm việc, at
Loại
in
mm
1 / 4
1 / 4
3/8
3/8
1 / 2
1 / 2
3 / 4
3 / 4
1
1
1.1/4
1.1/4

1.1/2
1.1/2
2
2
2.1/2
2.1/2
3
3
4
4
6
6
8
8
8
10
6,35
6,35
9,525
9,525
12,7
12,7
19,05
19,05
25,4
25,4
31,75
31,75
38,1
38,1

50,8
50,8
63,5
63,5
76,2
76,2
101,6
101,6
152,4
152,4
203,2
203,2
203,2
254
9,245
7,6
7
12,52
10,74
15,798
13,868
20,93
18,46
26,64
24,3
35,05
32,46
40,98
38,
1

52,
5
49,25
62,71
5
9
77,927
73,66
102,26
97,18
154,05
146,33
13,716
13,716
17,145
17,145
21,336
21,336
26,67
26,67
28,83
28,83
42,164
42,164
48,26
48,26
60,325
60,325
73,025
73,025

88,9
88,9
114,3
114,3
168,275
168,275
219,07
219,07
219,07
273,05
13
61
14
58
15
53
15
48
16
45
16
42
16
40
16
39
37
59
34
54

30
49
49
85
37
45
78
34
40ST
80XS
40ST
80XS
40ST
80XS
40ST
80XS
40ST
80XS
40ST
80XS
40ST
80XS
40ST
80XS
40 ST
80XS
40ST
80XS
40ST
80XS

40ST
80XS
30
40ST
80XS
30
Nhóm 20 Page 3
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
10
10
12
12
12
12
14
14
14
14
254
254
304,8
304,8
304,8
304,8
355,6
355,6
355,6
355,6
20
5

202,171
193,675
257,45
254,5
247,65
307,08
303,225
298,45
288,95
336,55
333,4
330,2
317,5
273,05
273,05
323,85
323,85
323,85
323,85
355,6
355,6
355,6
355,6
43
62
32
41
53
76
34

41
48
76
40ST
80XS
30ST
40
XS
80
30 ST
40
XS
80
Các loại ống thép không rỉ thường được sử dụng để dẫn các chất lỏng có độ ăn
mòn cao, có nhiều loại với độ dày mỏng khác nhau. Theo mức độ dày, người ta chia
làm nhiều mức khác nhau từ Schedul 10 đến Schedul 160. Trên bảng các loại ống ký
hiệu ST có độ dày tiêu chuẩn, các ống có ký hiệu XS là ống có độ dày lớn thích hợp
cho thiết kế máy bơm cáo áp theo yêu cầu.
Tính toán lại vận tốc dòng chất lỏng :

)/(209,1
)03246,0(14,3
10.44
2
3
2
sm
d
Q
v

h
h
=
×
=
×
=
−
π
)/(2,2
)0243,0(14,3
10.44
2
3
2
sm
d
Q
v
d
d
=
×
=
×
=
−
π
4. Xác định tổn thất áp suất:
Xét mặt cắt (1-1) và (2-2)

Nhóm 20 Page 4
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
Phương trình Bernoully cho mặt cắt (1-1) và (2-2)
∑
−
+++=+++
21
2.2.
2
22
2
2
11
1 wb
h
g
v
g
p
z
g
v
g
p
zH
ρρ
(*)
Trong đó: bơm từ mặt thoáng z = 0 (do
21
zz ≈

) nên p
1
= 0 atm, v
1
= 0 m/s
Phương trình viết lại là:
∑
−
++=
21
2.
2
2
2
wb
h
g
v
g
p
H
ρ
(**)
a. Xét đường ống hút: Vận tốc hút v
h
= 1,209 m/s
Chuẩn số Reynolds :
(1)
Trong đó: v
h

- Vận tốc hút (m/s)
d
h
- Đường kính ống hút (m)

γ
- Hệ số nhớt động học m
2
/s
 Theo bảng I.105. Độ nhớt tương đối của dung dịch các chất vô cơ trong
nước_Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1. Ta có độ nhớt của
dung dịch H
2
SO
4
đậm đặc
3
26,7.10
µ
−
=
Ns/m
2
 Theo bảng I.17 khối lượng riêng của dung dịch H
2
SO
4
trong nước. Ta có khối
lượng riêng tương đối tại 25
0

C
ρ
=1064 kg/m
3
Suy ra :
Re =
3
1,209.0,03246.1064
1563,89
26,7.10
−
=
Nhóm 20 Page 5
2
L
2
=4 m
1
p
2
= 2atm
2
Mặt
thoáng
Dd H
2
SO
4

đậm đặc

1
Bơm
L
1
=2 m
Dd H
2
SO
4

đậm đặc
Áp kế
γ
hh
dv .
Re =
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
Chuẩn số Re < 100 000 => Trạng thái chảy rối trong thành trơn thủy lực
Công thức Bladiut (1912) :

2
4
4
0,316 0,316
0,0502( / )
Re 1563,89
m s
λ
= = =
(2)

Trở lực ống hút:
Để tính tổn thất cục bộ, người ta dùng công thức Weisbach:
g
v
h
h
c
2
.
2
ε
=
(3)
Trong đó : v
h
- vận tốc chất lỏng trong ống hút m/s
g - gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s
2

ε
- hệ số tổn thất cục bộ
Trường hợp thu hẹp đột ngột từ bể chứa vào ống hút
ε
= 0,5 . ( 1 -
2
1
A
A
)
A

1
:Diện tích mặt cắt bể chứa
A
2
:Diện tích mặt cắt đường ống
Dòng chảy từ bể vào ống A
2
>> A
1
=>
ε
c
= 0,5
Từ công thức (3). Ta có :
h
c
=
)(0372,0
81,9.2
)209,1.(5,0
2
m=
Tổn thất đường ống hút (ma sát) :
gd
vL
h
d
2.
.
.

2
λ
=
(4)
Trong đó :
L : Chiều dài ống (m)
d : Đường kính ống

λ
: hệ số ma sát
Từ công thức (4). Ta có:
2
0,0502.2.(1,209)
0,23( )
0,03246.2.9,81
d
h m= =
(Lấy L
1
= 2 m)
Tổng trở lực ống hút :
=+=
∑
111 dcw
hhh
0,0372 + 0,23 = 0,2672(m)
b. Xét ống đẩy: Vận tốc ống đẩy:V
đ
= 2,2 m/s
covan

εεε
3+=
Với
5,2=
van
ε


1,1=
co
ε

Nhóm 20 Page 6
Bảng PL3 trở lực cục bộ - tính toán quá trình và thiết bị trong
công nghệ hóa chất & thực phẩm tập1
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
Từ công thức (3) suy ra:
h
c2
= (2,5 + 1,1.3)
81,9.2
)2,2(
2
= 1,43(m)
Tổn thất dọc đường ống đẩy:
Chuẩn số Reynoylds : Re =
µ
ρ
dv
d

=
3
2,2.0,0243.1064
2060,92
27,6.10
−
=
Re < 100000 => trạng thái chảy rối trong thành trơn thủy lực
Theo công thức :
4
0,316
0,047
2060,92
λ
= =
Từ công thức (4), ta có:
h
d2
=
2
0,047.4.(2,2)
1,909
0,0243.2.9,81
=
(m) ( Lấy L
2
= 4m)
Tổng tổn thất ống đẩy:
2 2 2

1,43 1,909 3,339( )
w c d
h h h m= + = + =
∑
Theo phương trình (**), ta có :
∑
−
+++=+++
21
2.2.
2
22
2
2
11
1 wb
h
g
v
g
p
z
g
v
g
p
zH
ϕρ
(*)
∑

−
++=
21
2.
2
2
2
wb
h
g
v
g
p
H
ρ
(**)
5 2
2.10 2,2
3,339 0,26722 23( )
(9,81.1064) 2.9,81
b
H m⇒ = + + + =
Công suất bơm:
N =
η
ρ
1000

b
HgQ

=
3
1.10 .9,81.1064.23
0,343( )
1000.0,7
kW
−
=
Trong đó:
η
= hiệu suất bơm ly tâm 0,6 – 0,8
5. Chọn bơm
a. Sơ lược về bơm:
Tên máy: DB11 Performance.
Nhà sản xuất: Finish Thompson inc.
Dòng bơm DB của FTI là loại sản phẩm có tính kỹ thuật và công nghệ cao. Sử
dụng công nghệ từ Neođim mạnh, bơm dẫn động từ DB là một trong những sản phẩm
Nhóm 20 Page 7
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
thay thế hiệu quả cho các loại bơm dẫn động cơ khí trong việc vận chuyển các chất có
tính ăn mòn. Bao gồm các đặc tính cơ bản:
− Hiệu quả cao: Đạt tới 70% hiệu quả của việc giảm chi phí thông qua việc tiết
kiệm điện năng. Có thể tiết kiệm hàng ngàn KWh 1 năm.
− Khả năng chạy khô tốt nhất: Với khả năng chạy khô tốt giúp cho việc bảo vệ
bơm khi có sự va đập trong hệ thống hoặc vận hành máy sai.
− Khả năng chịu ăn mòn cao: Vì được đúc từ vật liệu PP hoặc PVDF có khả
năng chịu ăn mòn, nên dòng bơm DB vận chuyển được các chất hoá học có
tính ăn mòn cao nhất một cách dễ dàng. Ngăn chặn việc chết máy do bơm bị
ăn mòn.
− Hiệu suất làm việc cao: Có thể bơm một lượng lớn dung dịch một cách an

toàn. Chống tràn dung dịch ra ngoài.
− Nhiều mối nối: Nhờ có các ren NPT hoặc BSP, các mép bích có thể điều
chỉnh và các mối nối đồng bộ nên máy bơm có thể được lắp với bất kỳ hệ
thống nào giúp cho việc giảm giá thành và thời gian lắp đặt.
− Động cơ chuẩn NEMA hoặc IEC: Dòng bơm DB được lắp đặt với mọi động
cơ chuẩn.
− Các models được chứng nhận bởi ATEX là có sẵn.
Tính năng & khả năng
− Áp suất làm việc lên đến 90 psi (6,2 bar) hoặc 50 psi (3.5 bar) với Gylon đệm
. Chiều cao cột áp tối đa 23 m. Lưu lượng tối đa 26,8 m
3
/h.
− Tỷ trọng trên 1,8.
− Có thể bơm chất lỏng có độ nhớt lên đến 150 cP.
− Polypropylene-180
o
F (82
o
C) + PVDF-220
o
F (104
o
C).
Ứng dụng:
− Bơm hóa chất
− Bơm nước
Nhóm 20 Page 8
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
b. Đường năng suất làm việc:
Với số vòng quay của máy là 2900 vòng/phút theo yêu cầu của đề bài: lưu lượng

của đầu ra là 3,6m
3
/h và chiều cao cột áp 23m thì hiệu suất sữ dụng của máy khoảng
30%. Do đó, để điều chỉnh lưu lượng ta dùng van tiết lưu ở ống đẩy.
c. Sơ đồ cấu tạo:
Nhóm 20 Page 9
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
Stt Mô tả Loại nhựa polypropylene Loại nhựa PVDF
1
Vỏ bao cánh quạt
(Impeller housing)
Polypropylene được gia cố
bằng sợi thủy tinh
PVDF được gia cố
bằng sợi carbon
1A Vành tựa vỏ bao cánh
quạt (Impeller housing
thrust ring options)
Độ tinh khiết cao nhôm gốm, silicon carbide
2 Vòng chống thấm (O-
ring options)
FKM, EPDM, Simriz, Kalrez
3 Cánh quạt (Impeller) Kính gia cường sợi
polypropylene
PVDF được gia cố
bằng sợi carbon
3A Vòng đệm của cánh
quạt (Impeller thrust
washer options)
Molybdenum disulfide Filled PTFE, silicon carbide

4
Bộ dẫn động trong
(Inner drive)
Neodymium bo sắt nam
châm gói gọn trong
polypropylene không hàn
Neodymium bo sắt
nam châm gói gọn
trong không hàn
PVDF
5 Ống lót trục (Bushing
options)
Carbon, PTFE, gốm sứ có độ tinh khiết cao nhôm,
silicon carbide
6 Trục (Shaft options) Độ tinh khiết cao nhôm gốm, Hastelloy C, silicon
carbide
7 Vách ngăn (Barrier) Polypropylene gia cố sợi
thủy tinh
PVDF được gia cố
bằng sợi carbon
7A Vành tựa vách ngăn
(Barrier thrust ring)
Độ tinh khiết cao nhôm gốm
8 Phần nối môtơ (Motor
adapter)
Gang dẻo
9 Nam châm truyền động
(Outer drive magnet)
Mạ nickel-bo nam châm neodymium sắt / thép
Nhóm 20 Page 10

Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
Nhóm 20 Page 11
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
Khung hình
động cơ
A
(cm)
B
+
(cm)
C
(cm)
D
(cm)
PP
(kg)
PVDF
(kg)
NEMA 56C 21,7 52,1 9,5 19,1 9,8 10,3
NEMA 145 21,7 48 9,5 19,1 9,8 10,3
NEMA 184 23,9 56,4 9,5 19,1 11,7 12,2
IEC 80/90 w/B14
hoặc B5*
23,3 50 9,5 19,1 10 10,6
IEC 80/90 w/B14
ATEX
23,3 50,5 9,5 19,1 10,7
IEC 100 w/B14
hoặc B5*
23,4 54,3 8 16 11,4 12

IEC 100 w/B14
ATEX
23,4 54,3 8 16 12,1
IEC 112 w/B14
hoặc B5*
23,4 55,6 9,5 19,1 11,4 12
IEC 112 w/B14
ATEX
23,4 55,6 9,5 19,1 12,1
Lưu ý: * Đối với trọng lượng B5, thêm 3 lbs. 80/90 trọng lượng khung B14 và 6 lbs.
100/112 trọng lượng khung B14. † Khác nhau với nhà sản xuất động cơ.
Nhóm 20 Page 12
Thiết bị cơ lưu chất và cơ vật liệu rời
Tài liệu tham khảo
1.
2.
3.
thompson fti html?&Page=1&Page1=1
4. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1- NXB Khoa Học và Kỹ
Thuật Hà Nội.
Nhóm 20 Page 13