Tải bản đầy đủ (.docx) (51 trang)

Cân bằng vật chất phanngoclai 1 nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (434.06 KB, 51 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>CHƯƠNG 1: CÂN BẰNG VẬT CHẤT1.1. Các số liệu ban đầu</b>

- Năng suất 30.000 tấn/năm

+ Mất mát glycol (do bay hơi): 10% so với khối lượng của chúng  Số ngày trong năm là: 365 ngày

 Số ngày nghỉ lễ, tết là 10 ngày.

 Số ngày nghỉ bảo dưỡng máy móc, cúp điện là 15 ngày Vậy, số ngày làm việc trong năm là: 365 – (10 + 15) = 340 (ngày)

Quá trình sản xuất gián đoạn nên thời gian sản xuất tính theo mẻ Thời gian sản xuất gồm:

 Nạp liệu ở 25<small>0</small>C trong vòng 15 phút

 Gia nhiệt hỗn hợp glycol từ 25 - 70<small>o</small>C trong 15 phút.

 Nạp AM, AP và đun hỗn hợp lên đến nhiệt độ sôi (200<small>o</small>C) trong 30 phút.  Nhiệt độ hỗn hợp giảm xuống 170<small>o</small>C trong 90 phút.

 Duy trì nhiệt độ 170<small>o</small>C trong 20 phút.

 Tăng nhiệt độ lên đến nhiệt độ đa tụ ở 205<small>o</small>C trong 30 phút.  Thực hiện phản ứng đa tụ trong 4 giờ.

 Tháo sản phẩm, vệ sinh thiết bị 40 phút

Thời gian tổng cộng là 480 phút, khoảng 8h. Do đó mỗi ngày sản xuất được 3 mẻ và năng suất mỗi mẻ là:

340×3 = 29,4118 (tấn/mẻ)

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>1.2. Tính cân bằng cho một tấn sản phẩm</b>

Hiệu suất của quá trình: Theo phương trình Carother:

 DP<small>n</small>= <i><sub>2−fP</sub></i><sup>2</sup>

Mà f =

<i><sup>f</sup><small>CHO</small></i>∗<i>N<sub>CHO</sub></i>+<i>f<sub>OH∗N</sub><sub>CHO</sub></i>

<i>N<sub>CHO</sub></i>+<i>N<sub>OH</sub></i> . (Trong đó: f là số nhóm chức, N số mol của nhóm chức đó)

=

<sup>2(1,2+0,8 )+2(1,3+0,7)</sup><sub>2+2</sub> (Số mol lấy theo tỷ lệ các cấu tử) = 2.

Suy ra: DP<small>n</small> = <i><sub>1−P</sub></i><sup>1</sup>

Mà DP<small>n</small>=n là độ trùng ngưng của q trình tổng hợp.

UPE có cơng thức phân tử (C<small>17</small>H<small>16</small>O<small>8</small>)<small>n</small>. Nên UPE có khối lượng mol = 284n. Khối lượng mol của UPE = 2000. (Tài liệu tham khảo)

Suy ra 284n = 2000 <i>→</i> n = 7,04 (=DPn)

<i>→</i>P = 0,858 (= 85,7%).

<i><b>1.2.1. Lượng nguyên liệu cần dùng</b></i>

Để đơn giản, ta tính tốn cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm, từ đó suy ra cân bằng cho 1 mẻ và 1 năm sản xuất.

Theo yêu cầu đề tài, tỉ lệ giữa các cấu tử thành phần tham gia phản ứng là: AM : AP : EG : PG = 1,2 : 0,8 : 1,3 : 0,7

Giả sử nguyên liệu là tinh khiết và hiệu suất tạo nhựa là 85,7%. Gọi số mol trong 1 tấn sản phẩm là n, ta có tỉ lệ như sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

Tổn hao trong q trình đóng thùng sản phẩm là 0,1% nên lượng dung dịch nhựa trước đóng gói là: m<small>nhựa </small>= <sup>1000×</sup>

100 <sup>=1 001</sup> (kg)

Lượng nhựa bị tổn hao ở quá trình này là: m<small>tổn hao 1</small> = 1001 – 1000 = 1 (kg)

Tổn hao trong quá trình lọc là 0,05% nên lượng dung dịch nhựa trước khi lọc là:

Tổn hao trong quá trình tương hợp với styren là 0,15% nên lượng dung dịch nhựa trước tương hợp là: m<small>nhựa </small>= <sup>1001,5005×</sup>

Do đó, lượng nhựa UPE là: m<small>nhựa UPE</small>= 1003,0028 – 351,0510 = 651,9518 (kg)

Vì hàm lượng hydroquinon cho vào ở quá trình tương hợp là 0,01% khối lượng nhựa, nên trong 651,9518 (kg) nhựa thì lượng hydroquinon (HQ2) chiếm:

m<small>HQ2</small> =

100 <sup>×651,9518 =0,0652</sup> (kg)

Do đó, lượng nhựa UPE + HQ1 là: m<small>nhựa </small>= 651,9518 – 0,0652 = 651,8866 (kg)

Tổn hao trong quá trình tổng hợp là 0,25% nên lượng nhựa thực sự được tạo ra ở quá trình này là: m<small>nhựa </small>= <sup>651,8866×</sup>

<i>100+0 ,25</i>

100 <sup>=653,5163</sup> (kg) Lượng nhựa bị tổn hao ở quá trình này là:

m<small>tổn hao 4</small> = 653,5163 – 651,8866 = 1,6297 (kg)

Vì hàm lượng hydroquinon HQ1 cho vào ở quá trình tổng hợp là 0,01% khối lượng nhựa, nên trong 653,5163 (kg) nhựa thì lượng hydroquinon HQ1 chiếm:

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Ta khống chế điều kiện để thu được nhựa có chỉ số acid là 32 (nghĩa là 1 gam nhựa cần 32mg KOH để trung hòa hết lượng acid còn lại). Tức là 1kg nhựa cần 32.10<small>-3</small> kg Ta có phản ứng trung hồ xảy ra như sau:

Do trong quá trình tạo nhựa các nhóm COOH khơng tham gia phản ứng hồn tồn nên lượng nước tương ứng với các nhóm chức chưa phản ứng trong một tấn nhựa là:

m<small>nước còn lại</small> = 18 <small>¿</small> 0,3734 = 6,7212 (kg)

Vì phản ứng tạo nhựa ở giai đoạn đầu chưa có sự tách nước. Nước chỉ thoát ra ở giai đoạn đa tụ sâu, các monoester và lượng nước này phụ thuộc vào phản ứng ester hóa giữa các anhydric với các diol tức là phụ thuộc vào tỉ lệ của các cấu tử anhydric thành phần. Như vậy, ta có: m<small>nước tách </small>= 18 <small>¿</small> (1,2n + 0,8n) – 6,7212 → m<small>nước tách </small>= 36n – 6,7212

Từ (1) ta có: m<small>nhựa</small> = m<small>ng.l</small> – m<small>nước</small> → m<small>nhựa</small> = 369,8n – (36n – 6,7212) (4) Từ (3) & (4) ta có biểu thức đồng nhất về khối lượng nhựa là:

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

Theo đề tài thì lượng glycol mất mát (do bay hơi) là 10% nên ta lấy dư glycol 10% so với khối lượng của chúng.

Do đó, lượng glycol lấy dư là:

<i><b>1.2.2. Tính lượng xylen cần dùng để tách 63,0288 (kg) nước</b></i>

Xylen tạo với nước hỗn hợp đẳng phí ở 89,4<small>o</small>C. Trong đó, nước chiếm 19,6%, hỗn hợp xylen chiếm 80,4%. Do đó, để tách hết 63,0288 (kg) nước trong 1 tấn nhựa sản

<b>phẩm thì lượng xylen cần dùng là: m</b><small>xylen</small> =(63,0288 x 80,4)/19,6= 258,5467 (kg)

<b>1.3. Cân bằng vật chất cho tồn bộ q trình</b>

<i><b>1.3.1. Cân bằng vật chất cho quá trình chuẩn bị nguyên liệu với tổn hao 0,05%</b></i>

<b> Vì tổn hao ở quá trình chuẩn bị nguyên liệu là 0,05% nên lượng nguyên liệu cần </b>

chuẩn bị là:

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Ta có bảng cân bằng vật chất cho quá trình chuẩn bị nguyên liệu để sản xuất 1 tấn nhựa UPE 35% styren như sau:

<i><b>Bảng 1.1 Cân bằng vật chất cho 1 tấn nhựa của quá trình chuẩn bị nguyên liệu</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i><b>1.3.2. Cân bằng vật chất cho quá trình tổng hợp với tổn hao 0,25%</b></i>

<i> Bảng 1.2. Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm của quá trình tổng hợp</i>

<i><b>1.3.3. Cân bằng vật chất cho quá trình tương hợp với tổn hao 0,15%</b></i>

<i>Bảng 1.3. Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm của quá trình tương hợp</i>

<i><b>1.3.4. Cân bằng vật chất cho quá trình lọc với tổn hao 0,05%</b></i>

<i><b>Bảng 1.4. Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm của quá trình lọc</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<i><b>1.3.5. Cân bằng vật chất cho q trình đóng thùng với tổn hao 0,1%</b></i>

<i><b>Bảng 1.5. Cân bằng vật chất cho 1 tấn sản phẩm của q trình đóng gói</b></i>

<b>Cân bằng vật chất cho 1 tấn nhựa</b>

<i><b>Bảng 1.6. Cân bằng vật chất cho 1 tấn nhựa</b></i>

<b>Cân bằng vật chất cho 1 mẻ nhựa</b>

Vì mỗi mẻ nhựa ta sản xuất được 29,4118 tấn. Do đó, để tính cân bằng vật chất cho một mẻ nhựa, ta nhân bảng 1.6 với 29,4118. Ta được bảng 1.7

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<i><b>Bảng 1.7. Cân bằng vật chất cho 1 mẻ nhựa</b></i>

<b>1.6. Cân bằng vật chất cho 1 ngày sản xuất nhựa</b>

Vì một ngày sản xuất được 3 mẻ. Do đó, để tính cân bằng vật chất cho một ngày sản xuất, ta nhân bảng 1.7 với 3. Ta được bảng 1.8

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>1.7. Cân bằng vật chất cho 1 năm sản xuất nhựa</b>

Vì một năm làm việc 340 ngày. Do đó, để tính cân bằng vật chất cho một năm sản xuất, ta nhân bảng 1.8 với 340. Ta được bảng 1.9

<i><b>Bảng 1.9. Cân bằng vật chất cho 1 năm sản xuất nhựa</b></i>

<b>1.8. Tính lượng xylen cần dùng để tách nước trong 1 năm</b>

Xylen tạo với nước hỗn hợp đẳng phí ở 89,4<small>o</small>C, trong đó nước chiếm 19,6% hỗn hợp. Từ bảng cân bằng vật chất ta có lượng nước cần tách ra trong 1 mẻ là:

m<small>nước</small> = 1853,8000 (kg)

Lượng xylen cần dùng để tách nước trong 1 mẻ sản xuất là:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>CHƯƠNG 2: TÍNH CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH</b>

<b> Thiết bị chính của phân xưởng sản xuất nhựa UPE là thiết bị phản ứng hay là nồi</b>

đa tụ. Ta chọn vật liệu làm nồi là thép không gỉ, chịu nhiệt, loại X<small>18</small>H<small>10</small>T có hàm lượng

<b>các chất trong thép như sau: cacbon 0,1%, crôm 18%, niken 10%. Cấu tạo của nồi đatụ: Thân hình trụ, làm bằng thép tấm. Đáy và nắp hình elip có gờ. Cánh khuấy mỏ neochữ U. Bích của thân là bích hàn, bích ở nắp là loại đúc sẵn. Ghép nắp với thân bằngbulơng. Bên ngồi có lớp vỏ bọc bằng thép để chứa chất tải nhiệt là hỗn hợp diphenyl.</b>

Ngồi ra, cịn có lớp cách nhiệt bằng bơng thuỷ tinh, áp kế, đồng hồ, bulong, bích …

<b>2.1. Kích thước thiết bị phản ứng</b>

Từ bảng cân bằng vật chất cho 1 mẻ sản phẩm ta có khối lượng các nguyên liệu

<i>AM, AP, EG, PG trong 1 mẻ lần lượt là (bảng 2.1)</i>

<i>Bảng 2.1. Khối lượng nguyên liệu trong 1 mẻ</i>

Thể tích nồi được tính khi lượng hỗn hợp phản ứng trong nồi là lớn nhất, lúc đó nguyên liệu được cho tất cả vào nồi phản ứng. Vì khối lượng nguyên liệu lớn nên thể

<i>tích nồi sẽ lớn. Ta chia làm 2 nồi, khối lượng nguyên liệu mỗi nồi là (bảng 2.2)Bảng 2.2. Thể tích của các cấu tử trong hỗn hợp phản ứng</i>

Nguyên liệu Lượng vào (kg) ρ (kg/m<small>3</small>) Thể tích (m<small>3</small>)

<b> Trước khi tính thể tích nồi đa tụ ta phải tính thể tích nguyên liệu, thể tích ngun</b>

liệu được tính theo cơng thức sau: V<small>i</small> =

<i>G<sub>i</sub>ρ<sub>i</sub></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Trong đó: G<small>i</small> là khối lượng cấu tử thứ i và ρ<small>i</small> là khối lượng riêng cấu tử thứ i. Tra khối lượng riêng của nguyên liệu trong sổ tay QT&TB tập1, ta có:

• V<small>nl</small>: Thể tích nguyên liệu cho vào 1 nồi.

<b>2.2. Kích thước nồi đa tụ</b>

Vì nồi đa tụ có cấu tạo gồm thân hình trụ, đáy và nắp dạng elip có gờ nên thể tích được tính theo cơng thức:

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

H: Chiều cao của phần hình trụ (chọn nồi có H = 1,2D<small>t</small>)

Vì đáy và nắp của nồi có dạng elip có gờ nên ta chọn phần gờ là 50 (mm) và phần lồi được tra theo bảng XIII.10 trang 382_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

<b>• Chiều cao phần lồi: hb</b> = 600 (mm)

<b>• Thể tích đáy: Vđáy</b> = 2,037 (m<small>3</small>)

<b>• Diện tích đáy: Fđáy</b> = 6,63 (m<small>2</small>)

<b>2.3. Chiều dày thiết bị</b>

Ta chọn thiết bị làm nồi phải có khả năng chịu nhiệt tốt và khơng bị ăn mịn. Dựa vào bảng XIII.9 trang 364_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta chọn thép X<small>18</small>H<small>10</small>T và được gia công theo phương pháp hàn.

<i><b>2.3.1. Chiều dày thân hình trụ của nồi phản ứng</b></i>

Chiều dày thân hình trụ được tính theo cơng thức XIII.8 trang 360_Sổ tay

QT&TB_Tập 2, ta có: S =

<i><small>2 [σ ]×ϕ−P</small></i> + C (m) Trong đó:

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

• P: Áp suất làm việc của nồi phản ứng.

• [ <i><sup>σ</sup></i> ]: Ứng suất cho phép của thép X<small>18</small>H<small>10</small>T.

<i>• ϕ : Hệ số bền hàn của thanh hình trụ theo phương dọc (dựa vào bảng XIII.8trang 360_Sổ tay QT&TB_Tập 2), chọn ϕ = 0,9.</i>

<i>2.3.1.1. Áp suất làm việc của nồi phản ứng</i>

Áp dụng công thức XIII.10 trang 382_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có: P = P<small>m</small> + ρ<small>1</small>gH<small>1</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<i>2.3.1.2. Ứng suất cho phép của thép X<small>18</small>H<small>10</small>T</i>

Áp dụng công thức XIII.1 trang 355_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

• n<small>k</small>: Hệ số an tồn theo giới hạn kéo. • n<small>c</small>: Hệ số an tồn theo giới hạn chảy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

• C<small>1</small>: Hệ số bổ sung do ăn mòn xuất phát từ điều kiện ăn mịn vật liệu của mơi trường và thời gian làm việc của thiết bị. Chọn C<small>1</small> = 1 (mm).

• C<small>2</small>: Hệ số bổ sung do ăn mịn C<small>2</small> = 0.

• C<small>3</small>: Hệ số bổ sung do dung sai âm phụ thuộc vào bề dày vật liệu. Chọn dung sai âm C<small>3</small> = 0,8 (mm). (Tra bảng XIII.9 trang 364_Sổ tay QT&TB_Tập 2).

Kiểm tra ứng suất của thành theo áp suất thử:

Áp dụng công thức XIII.26 trang 365_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<i><b>2.3.2. Chiều dày của đáy và nắp thiết bị</b></i>

Đáy và nắp làm cùng loại vật liệu và cùng dạng elip có gờ. Đáy và nắp có thể nối với thân bằng cách hàn liền với thân nên cùng được tính theo cơng thức XIII.47 trang

• h<small>b</small>: Chiều cao phần lồi của đáy, h<small>b</small> = 600 (mm).

• φ<small>h</small>: Hệ số bền của mối hàn hướng tâm. Chọn φ<small>h</small>= 0,9 (Tra bảng XIII.8 trang

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

Do đó, ta có thể bỏ qua đại lượng p ở mẫu của cơng thức tính chiều dày.

Kiểm tra ứng suất của đáy và nắp thiết bị theo áp suất thử thủy lực: Áp dụng công thức XIII.49 trang 386_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

<b>2.4. Vỏ bọc gia nhiệt thiết bị phản ứng</b>

Quá trình đa tụ nhựa UPE xảy ra ở nhiệt độ cao. Do đó, cần phải đun nóng bằng chất tải nhiệt hữu cơ diphenyl có nhiệt độ cao nên phải dùng vỏ bọc để chứa chất tải nhiệt, tránh hiện tượng tổn thất nhiệt ra môi trường. Thông thường vỏ bọc là thép không gỉ loại X<small>18</small>H<small>10</small>T. Chiều dày vỏ bọc cũng được tính giống như nồi phản ứng.

Vậy đường kính trong của vỏ bọc: D<small>t</small> = 2400 + 100 <small>¿</small> 2 + 2 <small>¿</small> 14 = 2628 (mm) • P: Áp suất hơi bão hịa của hỗn hợp diphenyl.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Vì nhiệt độ cung cấp cho nồi 180 ¸ 230<small>o</small>C. Ở nhiệt độ 230<small>o</small>C thì áp suất hơi bão hoà của hỗn hợp diphenyl là 0,052.10<small>6</small> (N/m<small>2</small>) (Tra bảng I.271 trang 330_Sổ tay QT&TB_Tập 1). Chọn P<small>mt</small>= 9,81.10<small>5</small>

→ P = P<small>mt</small> + 0,052.10<small>6</small> = 9,81.10<small>5</small> + 0,052.10<small>6</small> = 1,033.10<small>6 </small>(N/m<small>2</small>) • φ: Hệ số bền hàn của vỏ hình trụ theo phương dọc, φ= 0,95. • [σ]: Ứng suất cho phép của thép X<small>18</small>H<small>10</small>T.

Tương tự như trên, ta chọn [s]s] = 132.10<small>6</small> (N/m<small>2</small>).

• C<small>3</small>: Hệ số bổ sung do dung sai âm phụ thuộc vào bề dày vật liệu. Chọn dung sai âm C<small>3</small> = 0,8 (mm), theo bảng XIII.9 trang 364_Sổ tay QT&TB_Tập 2)

Kiểm tra ứng suất của thành theo ứng suất thử:

Áp dụng công thức XIII.26 trang 365_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có: Trong đó: Áp suất thử P<small>o</small> được xác định: P<small>o</small> = P<small>th</small> + P<small>l</small>

Với: P<small>th</small> là áp suất thử thuỷ lực.

Mà:1,25P = 1,25 <small>¿</small> 1,033 <small>¿</small> 10<small>6</small> = 1,291.10<small>6</small> (N/m<small>2</small>)

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

• k = 1 do lỗ được tăng cứng hồn tồn

• D<small>t</small>: Đường kính trong của vỏ bọc, ta thiết kế vỏ bọc ngoài cách thân thiết bị là 100

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Quy chuẩn: S<small>d</small> = 16 mm = 0,016 m.

Kiểm tra ứng suất vỏ bọc thiết bị theo áp suất thử thủy lực:

Áp dụng công thức XIII.49 trang 386_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

Để tăng vận tốc phản ứng, giúp nước bay hơi nhanh chóng và tăng khả năng đồng nhất các cấu tử, ta phải khuấy trộn liên tục hỗn hợp. Do nhựa UPE có độ nhớt lớn nên phải dùng cánh khuấy mỏ neo, vật liệu làm cánh khuấy là thép cùng loại với nồi X<small>18</small>H<small>10</small>T. Cánh khuấy mỏ neo có ưu điểm là khuấy trộn đều chất lỏng nhớt, tăng cường quá trình truyền nhiệt, ngăn cản quá trình kết tủa và lắng cặn trên thành, đáy thiết bị. Tạo trạng thái lơ lửng, hoà tan của chất rắn trong môi trường lỏng nhớt.

Ta chọn khoảng cách từ đáy hoặc từ thành thiết bị đến cánh khuấy càng bé càng tốt để tăng cường khả năng đảo trộn phần chất lỏng ở sát thành thiết bị.

 D<small>t</small>: Đường kính trong nồi phản ứng, D<small>t</small> = 2,4 (m).

Với cánh khuấy mỏ neo, ta có các tỉ lệ:

Tra bảng IV.1 trang 618_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Tra theo hình IV.13-7 trang 619_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

Khoảng cách từ đáy đến cánh khuấy: S = 0,11d = 0,11 <small>¿</small> 2,162 = 0,238 (m) Chiều cao cánh khuấy: h<small>ck </small>= 0,44d = 0,44 <small>¿</small> 2,162 = 0,951 (m)

Dựa vào bảng IV.6 trang 625_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta chọn n = 0,58 vịng/s.

<i><b>2.5.1. Cơng suất làm việc của cánh khuấy (N<small>lv</small>)</b></i>

Để vượt qua trở lực của chất lỏng, công suất tiêu tốn được tính như sau: Áp dụng cơng thức IV.2 trang 616_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

N<small>lv</small> = x<small>k</small> <sup>¿</sup> n<small>3</small> <sub>¿</sub> d<small>5</small> <sub>¿</sub>

r Trong đó:

• x<small>k</small>: Hệ số khơng thứ ngun, có dạng của chuẩn số Eu.

Áp dụng cơng thức IV.2a trang 616_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

Với: A, m, và p là những hằng số và được xác định bằng thực nghiệm. Tra bảng IV.1 trang 618_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Do chọn cánh khuấy có tỉ số hình học khác nhau nên cơng suất làm việc phải nhân thêm hệ số hiệu chỉnh f.

Dựa vào bảng IV.6 trang 625 _Sổ tay QT&TB _Tập 1 ta chọn n= 0,58 vịng/s Áp dụng cơng thức IV.9 trang 619_Sổ tay QT&TB_Tập 1, ta có:

<i><b>2.5.2. Cơng suất mở máy</b></i>

Khi mở máy thì phải có cơng để thắng lực qn tính và lực ma sát. Vì vậy người ta biểu thị công suất khi mở máy:

N<small>c</small> = N<small>g </small>+N<small>m </small>(Sổ tay QT&TB_Tập 1 trang 622)

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Để giảm bớt nhiệt lượng tổn thất ra môi trường, người ta dùng một lớp bảo ôn bằng bông thuỷ tinh để bọc toàn thân và đáy vỏ bọc. Giả thiết xem quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt diphenyl ra mơi trường là đẳng nhiệt.

Ta có: Nhiệt độ vào của chất lỏng diphenyl: t<small>1</small> = 235<small>o</small>C. Chọn: Nhiệt độ của khơng khí là: t<small>2</small> = 25<small>o</small>C.

Nhiệt độ mặt trong của lớp vỏ bọc: t<small>T1</small>. Nhiệt độ mặt ngoài của lớp vỏ bọc: t<small>T2</small>.

Nhiệt độ mặt ngoài của lớp cách nhiệt: t<small>3</small> = 40<small>o</small>C.

Chênh lệch nhiệt độ giữa diphenyl và thành ngoài của vỏ bọc: Dt<small>1</small> = 5<small>o</small>C. Nhiệt tải của quá trình cấp nhiệt từ chất lỏng diphenyl đến tường vỏ bọc là:

q<small>1</small> = a<small>1 </small> <sup>¿</sup> Dt<small>1</small> (W/m<small>2</small>) (1)

Nhiệt tải của quá trình dẫn nhiệt qua tường: q<small>2</small> =

<i><small>Δtt</small><sub>T</sub><small>R</small></i> (2)

Nhiệt tải của quá trình cấp nhiệt từ tường ra môi trường: q<small>3</small> = a<small>2 </small> <sup>¿</sup> Dt<small>2</small> (W/m<small>2</small>) Vì quá trình truyền nhiệt là đẳng nhiệt nên: q<small>1 </small>= q<small>2 </small>= q<small>3</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

R: Nhiệt trở của tường.

Áp dụng công thức V.3 trang 3_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

• l<small>2</small>: Hệ số dẫn nhiệt của bông thuỷ tinh. l<small>2</small> = 0,0372 (W/m.độ) (Tra bảng I.126 trang 128_Sổ tay QT&TB_Tập 1).

• r<small>1</small>: Nhiệt trở lớp cặn bám trên thành vỏ bọc. r<small>1</small> = 0,116.10<small>-3</small> (m<small>2</small>.độ/W) (Tra bảng V.1 trang 4_Sổ tay QT&TB_Tập 2).

Hệ số cấp nhiệt từ tường ra khơng khí:

Áp dụng cơng thức V.136 trang 41_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Vậy bề dày của lớp bảo ôn bằng bơng thuỷ tinh là 42 mm

<b>2.7. Tính và chọn bích, bulơng của thiết bị</b>

Chọn bích liền làm bằng thép kiểu 1 để nối thân thiết bị với vỏ bọc và nắp. Từ D<small>t</small> = 2400 (mm) và áp suất làm việc của nồi P = 1,011.10<small>6</small> (N/m<small>2</small>). Ta qui chuẩn P = 1,6.10<small>6</small>.

Dựa vào bảng XIII.27 trang 424_Sổ tay QT&TB_Tập 2, ta có:

<i><b>Bảng 2.3. Chọn bích và bulong cho thiết bị chính</b></i>

<i><b>2.8.1. Khối lượng của thép làm thiết bị</b></i>

<i>2.8.1.1. Khối lượng phần hình trụ thân thiết bị</i>

Thân thiết bị có đường kính trong: D<small>t</small> = 2,4 (m)

</div>

×