đề tài thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều phòng đốt ngoài thẳng đứng cô đặc dung dịch nacl năng suất 4 0 kg s

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

<b>VIỆN K THU T HÓA HỸẬỌC </b>

<b>BỘ MƠN QT - TB CƠNG NGHỆ HĨA H C VÀ TH C PH M ỌỰẨ</b>

------

<b>ĐỒ ÁN MÔN HOC </b>

<b>Đề</b> tài : Thi t k h <b>ếế ệ thống cô đặ</b>c 2 n i xuôi chi<b>ồều phịng đố</b>t ngồi th<b>ẳng đứ</b>ng cơ

<b>đặc dung dịch NaCl năng suấ</b>t 4.0 kg/s

GVHD : TS.Nguy n Th Thu Huy n ễ ị ềSVTH : Lê Ng c Lan Anh ọMSSV : 20201349 Lớp : KTHH 07 K65 –

HÀ N<b>ỘI –</b> 2023

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

<b>VIỆN K THU T HOÁ H C C NG HÒA XÃ H I CHỸẬỌỘỘỦ NGHĨA VIỆ</b>T NAM B MƠN Q TRÌNH THI<b>Ộ–ẾT BỊĐộ</b>c L p-T <b>ậự Do ạ</b>-H nh Phúc

Tnh to n thi t k h ế ế  thng cô đc NaCl hai n xi chiồi ều phịng đt ngồi. II. Các s <b>ố liệu ban đầ</b>u

- Năng suất: 4,0 (kg/s)

- Chi u cao ng gia nhi t: 5 (m) ề  - Nồng đ đầ u c a dung d ch: 2 ( % klg)ủ ị- Nồng đ cu ủi c a dung d ch: 23 ( % klg)ị - p su ất hơi đt nồi 1: 4 ( at )

7. Tài liu tham kh o ảIV. Các b n v <b>ảẽ</b>

- B n v dây chuy n công ngh kh ả ẽ ề : ổ A4 - B n v l p thi t b chính: kh ả ẽ ắ ế ị ổ A1

V. Cán b <b>ộ hướ</b>ng d<b>ẫn: TS. Nguy n Th Thu Huy n </b>ễ ị ềVI. Ngày giao nhi m v<b>ệụ: ngày 03 thng 04 năm 2023 </b>

VII. Ngày ph i hoàn thành: <b>ả</b> ngày tháng năm 2023 Phê duy t c a B môn <b>ệ ủộ</b> Ngày thng năm 2023

<b>Người hướng dẫn </b>

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

M C L C <b>ỤỤ</b>LỜI M Ở ĐẦU ... 5

PHẦN I. PH N M Ầ Ở ĐẦU ... 6

1. Gi i thi u khái quát v dung d ch cớ  ề ị ần cô đc Natri clorua(NaCl)... 6

2. Sơ lược về qu trình cơ đc ... 6

3. Cô đc nhiều nồi xuôi chi u ... 7ề4. Thi t bế ị cơ đc có phịng đt ngồi ... 7

PHẦN 2.MÔ T Ả SƠ ĐỒ VÀ DÂY CHUY N S N XU T... 9Ề Ả Ấ1.Sơ đồ cơng ngh ... 9

2.Ngun lí làm vi c c a h ủ  thng thi t b . ... 11ế ịPHẦN III. TÍNH TỐN THI T B CHÍNH ... 12Ế Ị3.1.Xc định tổng lượng hơi thứ bc ra khỏi h thng ... 12

3.2. Xc định nồng đ cui của dung dịch tại từng nồi ... 12

3.3.Tính chênh l ch áp su t chung c a h P:... 13 ấ ủ  ∆3.4.Xc định áp suất (P) và nhit đ (t) hơi đt m i n ...13ỗ ồi 3.5.Tính nhit đ (t ) và áp su<small>i</small> ất hơi thứ (P ) ra kh i t ng n i... 14<small>i</small> ỏ ừ ồ3.6.Tính t n th t nhi t d cho t ng n i... 15 ổ ấ   ừ ồ3.6.1 T n th t nhiổ ấ t đ do trở lực đường ng ... 14

3.6.2.T n th t nhiổ ấ t đ do áp suất thủy tĩnh tăng cao ... 15

3.6.3.Tổn th t nhiấ t đ do nồng đ ... 16

3.6.4.T ng t n th t nhiổ ổ ấ t đ ủ c a h thng ... 17

3.7. Tính hi u s nhi  t đ ữ h u ích ... 17

3.7.1. Hi u s nhi  t đ hữu ích của h thng... 17

3.7.2.Hi u s nhi  t đ hữu ích của mỗi nồi ... 17

3.8.Cân b ng nhiằ t lượng ...19

3.8.1.Cân b ng nhiằ t lượng ... 18

3.8.2.Các thông s dung d ch ... 19 ị3.9:Tính t i nhi t riêng ...22 ả 3.9.1.Tính h s c p nhi t ... 21  ấ  𝛼<small>1</small>3.9.2.Tính h s c p nhi t t b m  ấ  ừ ề t đt đến ch t l ng sôi ... 22ấ ỏ3.9.3. Tính nhi t t i riêng v phía dung d ả ề ịch ... 26

3.9.4 So sánh q và q ... 26<small>1i2i</small>3.10:Xc định h s truyền nhit và lượng nhit tiêu tn ... 27

3.11: Tính h s truy n nhi  ề t F ... 28

PHẦN IV :TÍNH TỐN THI T B Ế ỊPHỤ ... 29

4.1.H  thng thi t b ế ị ngưng tụ baromet ...30

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

4.1.1.Tính tốn thi t b ế ị ngưng tụ paromet ... 29

4.1.2.Tnh lượng nước làm lạnh G c<small>n</small> ần đểngưng tụ ... 29

4.1.3 Kch thướ ấm ngănc t ... 30

4.1.4. Chi u cao thi t b ề ế ị ngưng tụ ... 31

4.1.5 Kch thước ng Baromet ... 32

4.1.6. Lượng hơi và kh không ngưng ... 33

4.1.7 Tnh ton bơm chân không ... 34

4.2.Thi t bế ị gia nhi t h n h ỗ ợp đầu ... 34

4.2.1. Nhit lượng trao đổi Q ... 34

4.2.2 Hiu s nhit đ hữu ch ... 35

4.2.3 Tnh h s cấp nhit cho pha hơi nước ngưng tụ ... 35

4.2.4 Nhit tải riêng pha hơi ngưng tụ ... 35

4.2.5 H s cấp nhit pha hỗn hợp chảy xoy 354.2.6 Nhi t t i riêng v phía dung d ả ề ịch ... 36

4.2.7 So sánh q và q ... 36<small>1 2</small>4.2.8 Bề mt truyền nhit ... 37

5.1.2. Đường knh trong của buồng đt ... 39

5.1.3 :Chiều dày phòng đt Đi với thiết bị vỏ mỏng ... 40

5.1.4 Tính chiều dày lướ đỡ i ng ... 42

5.1.5 Chiều dày đy lồi phòng đt ... 43

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

5.3.4 Tnh bề dày lớp cch nhit ... 63KẾT LU N ... 67ẬTÀI LI U THAM KH O ... 68Ệ Ả

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

<b>LỜI MỞ ĐẦ</b>U

Đồ án môn học “Qu trình và Thiết bị cơng ngh hóa học” với mục đch giúp sinh viên kh i ngành K thu t hóa h ỹ ậ ọc bước đầu làm quen với vic thiết kế mt thi t bị ếthực hi n mt quy trình trong sản xu ất. Đồng thời giúp sinh viên từng bước tiếp c n ậthực ti n sau khi hoàn thành khễ i lượng kiến th c của 3 h c phần “Qu trình thiết ứ ọbị”. Qua vi c  làm đồ án, sinh viên biêt cách tìm và s d ng tài liêu tham khử ụ ảo để tra c u, v n d ng nh ng kiên th c, quy ứ ậ ụ ữ ứ đinh thiết k , t nâng cao kế ự ỹ năng vận d ng, ụtính tốn, trình bày nơi d ng b n thiêt kụ ả ế theo văn phong khoa học và nhìn nh n v n ậ ấđề  m t cách có h thng. Ngồi ra đồ án này cịn giúp sinh viên c ng c nh ng ki n  ủ  ữ ếthức trong các môn cơ sở.

Trong phạm vi đồ án này, nhi m v c n hoàn thành là thi t k h ụ ầ ế ế  thng cô đc hai n i xuôi chi u có phịng t ngồi v i dung dồ ề đ ớ ịch NaCl, năng suất 4 kg/s t nừ ồng đđầu 2% đến nồng đ cu i 23%, áp su ất hơi đt là 4 at, áp suất thiết b ị ngưng tụ 0,2 at và chiều cao ng truy n nhi t là 5 m.  ề 

Để hoàn thành đồ n này em đã nhận được s giúp đỡ r t lớn t phía th y cơ, gia ự ấ ừ ầđình và bạn bè. Đc bit em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên

<b>hướng dẫn TS. Nguyễ</b>n Th Thu Huy n đã giúp đỡ<b>ịề</b> em tận tình để hồn thành đồán này. Do th i gian và ki n th c còn h n chờ ế ứ ạ ế nên đồ án khơng tránh kh i thi u sót, ỏ ếem r t mong nhấ ận được ý ki n và s góp ý c a các thế ự ủ ầy cô để đồ n được hoàn thin hơn.

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

– Nhit đ sôi :1465<small>o</small>C – Mật đ :2,165g/cm<small>3</small>

– Tan tt trong nước (35.9g/ml ở 25◦ , tan trong nước tạo dung dịch không màuC)– Khi lượng phân tử :58.44 g/mol

– Đ nhớt [1-101] :0,982.10<small>3</small>( )tại 20 C với nồng đ dung dịch 2%<small>O</small>

<b>1.2. Tính chất hóa học của Natri clorua </b>

– Là chất đin li mạnh phân li hoàn toàn trong nước sản phẩm là cc ion âm và dương.

– Là mui của base kh mạnh và acid mạnh nên nó mang tnh trung tnh do đó tương đi trơ về mt hóa học.

<b>1.3. Ứng dụng của Natri clorua </b>

– Đi với sản xuất da,giày : người ta dùng mui để bảo v da – Đi với cao su : người ta dùng mui để làm trắng cao su

– Trong dầu kh : mui là thành phần quan trọng trong dung dịch khoan giếng khoan – Từ NaCl có thể pha chế cc hóa chất trong sản xuất như : nước javen ,sản xuất nhơm,dồng ,thép,…

<b>2. Sơ lược về q trình cơ đặc </b>

Qu trình cơ đc: Là qu trình làm tăng nồng đ của chất tan (khơng hoc khó bay hơi) trong dung môi bay hơi. Đc điểm của qu trình cơ đc là dung mơi được tch ra khỏi dung dịch ở dạng hơi, còn chất hòa tan trong dung dịch khơng bay hơi, do đó nồng đ của dung chất sẽ tăng dần lên. Hơi của dung môi tch ra trong qu trình cơ đc gọi là hơi thứ, hơi thứ ở nhit đ cao có thể đun nóng 1 thiết bị khác.

Trong cơng ngh  hóa chất và thực phẩm, cơ đc đóng mt vai trị hết sức quan trọng. Nó được ứng dụng với mục đch:

Cô đc được tiến hành ở nhit đ sôi, ở mọi p suất (p suất chân không, p suất thường hay p suất dư) trong thiết bị cô đc mt nồi hay nhiều nồi và qu trình có thể

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

gin đoạn hay liên tục. Hơi bay ra trong qu trình cơ đc được gọi là “hơi thứ” thường có nhit đ cao ,ẩn nhit hóa hơi lớn nên thường được sử dụng làm hơi đt cho nồi cô đc tiếp theo .Nếu “hơi thứ “ được sử dụng ngồi dây chuyền cơ đc thì được gọi là “hơi phụ”

<b>3. Cơ đặc nhiều nồi xi chiều </b>

Là q trình s dử ụng hơi thứ ủ c a nồi này làm hơi đt cho nồi kia, do đó nó có ý nghĩa cao về kinh t cao v sế ề ử d ng nhi t. ụ 

Nguyên t c cắ ủa qu trình cơ đc nhi u n i là : n i th nh t, dung dề ồ Ở ồ ứ ấ ịch được đun nóng bằng hơi đt, hơi thứ của nồi này đưa vào đun nồi thứ hai, hơi thứ nồi hai đưa vào đun nồi ba...hơi thứ nồi cui cùng đi vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch đi vào lần lượ ừ ồt t n i n sang n i kia, qua m i nọ ồ ỗ ồi đều bc hơi môt phần, nồng đ ần tăng dlên. Điều kin cần thiết để truyền nhit trong các n i là ph i có chênh l ch nhiồ ả  t đgiữa hơi đt và dung d ch sơi, hay nói cách khác là chênh l ch áp su t giị  ấ ữa hơi đt và hơi thứ trong các nồi, nghĩa là p suất làm vic trong các nồi phải giảm dần vì hơi thứcủa nồi trước là hơi đ ủt c a nồi sau.Thông thường nồi đầu làm vic ở áp suất dư, còn nồi cu i làm vi c thường áp su t thở ấ ấp hơn p suất chân không.

H thng cô đc nhiều nồi xuôi chiều được sử dụng khá là phổ biến .

<b>Ưu điểm c a lo i này là dung d ch có th t di chuy n t n</b>ủ ạ ị ể ự ể ừ ồi trước sang n i sau ồnh s chênh l ch áp su t gi a các nờ ự  ấ ữ ồi không như h thng cô đc nhi u nề ồi ngược chi u dung d ch không tề ị ự chảy t nừ ồi trước sang n i sau mà phồ ải dùng bơm để ậ v n chuy n dung d ch, nhiể ị t đ sôi c a nủ ồi trướ ớn hơn nồi sau. Do đó dung dịch đi vào c lm i n i (tr nỗ ồ ừ ồi 1) đều có nhit đ cao hơn nhit đ sơi. Có hi u qu kinh t cao v  ả ế ề hơi đt so với 1 n ồi.

<b>Nhược điểm c a h</b>ủ  thng cô đc nhi u n i xuôi chi u là nhiề ồ ề t đ ủ c a dung dịch các n i sau th p dở ồ ấ ần nhưng nồng đ ủ c a dung dịch tăng dần làm cho đ nhớt của dung dịch tăng nhanh nên h  s truy n nhi t s giề  ẽ ảm t nừ ồi đầu đến n i cuồ i (không ging như cô đc ngược chi u h s truy n nhi t trong các n i không giề   ề  ồ ảm đi m y). Khi dung dấ ịch đi vào nồi đầu có nhit đ sơi thấp hơn nhit đ sơi c a dung dich ủ, do đó trước khi đưa dung dịch vào nồi đầu cần đun nóng sơ b ằng hơi phụ b hoc nước ngưng tụ.

4. Thi t b <b>ếị cơ đặc có phịng đố</b>t ngồi

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

<b> Ưu điểm : Ống tu n hồn có th dài 7m nên v n t c tu n hồn l n.Có th ghép vài </b>ầ ể ậ  ầ ớ ểphòng để thay thế khi cần làm sạch và sửa chữa đảm bảo quá trình liên tục

<b> Nhược điểm </b>: Kch thướ ớc l n ,c u tấ ạo ph c tạp ứ

Phạm vi ng d ng :yêu cứ ụ ầu năng suất cao ,dùng cho dung dịch có đ nh t khác nhau ớ

5. K t c<b>ế ấu đồ</b> án Phần I: Mở u đầ

Phần II: Sơ đồ và dây chuyền sản xuất

– Giới thi u các thi t b ế ị có trong dây chuy n,nêu nguyên lý làm vi c c a hề  ủ  thng Phần III: Tính tốn thi t b chính ế ị

Tính tốn các thơng s –  kĩ thuậ ủt c a thi t b chính (thi t bế ị ế ị cơ đc phịng đ ngồi) đểt đảm b o thi t bả ế ị làm vic ở mức đ mong mu n phù h p v i nhi m v thi t k ợ ớ  ụ ế ế

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

<b>PHẦN 2.MÔ T Ả SƠ ĐỒ</b> VÀ DÂY CHUY N S N XU T <b>ỀẢẤ1.Sơ đồ công nghệ </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Chú thích:

15 _{Thùng chứa nước ngưng Thiết bị gia nhiêt và nồi 1}

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

2.Nguyên lí làm vi c c a h <b>ệủệ thố</b>ng thi t b <b>ếị</b>

Dung dịch đầu NaCl 2% được ch a trong thùng chứ ứa (1) được bơm (2) đưa lên thùng cao v có c a chị ử ảy tràn để ổn định lưu lượng. Lưu lượng k ế (4) điều chỉnh lưu lượng cần thiết c a dung d ch vào thiủ ị ết b gia nhiị t đầu (5) để gia nhi t t i nhi ớ t đ sôi của dung dịch. Sau đó dung dịch được đưa vào buồng đt nồi cơ đc (9). Dung d ch ch y ị ảtrong các ng truy n nhi ề t, hơi đt được đưa vào buồng đt để đun nóng dung dịch. Dung d ch sơi, dung mơi b c lên trong phịng b c (10) gị   ọi là hơi thứ.

Dung dich sau nồi 1 đạ ồng đt n x s chuy n sang n i 2 nh chênh l ch áp su t gi<small>1</small> ẽ ể ồ ờ  ấ ữa các n i (áp su t n i sau nh ồ ấ ồ ỏ hơn p su t nấ ồi trước). Sau n i 2 dung dồ ịch đạ ồng đt ncui x và s<small>2</small> ẽ được làm l nh b ng thiêt b làm lạ ằ ị ạnh (19) sau đó được bơm (18) chuyển vào thùng ch a s n ph m cu i (17). ứ ả ẩ 

Hơi thứ ở nồi 1 được làm hơi đt cho nồi 2 vì nó có nhit đ ớn hơn nhit đ l sôi của dung dich trong nồi 2. Hơi thứ ồi 2 đi vào thiế n t bị ngưng tụ Baromet nhờ chênh lch áp su t. Trong thi t b ấ ế ị ngưng tụ, nước làm lạnh đi từ trên xu ng  ở đây hơi được ngưng t thành lụ ỏng và ch y qua ng Baromet xu ng thùng chả   ứa nước. Khí khơng ngưng đi qua thi t b tách bế ị ọt (14) được hút ra ngồi bằng bơm chân khơng (20) .

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

<b>PHẦN III. TÍNH TỐN THI T B CHÍNH ẾỊ</b>

Các s <b>ố liệu ban đầu:</b>

Dung dịch ban đầu: NaCl Loại thi t bế ị: Phịng đt ngồi

- Năng suất: 4,0 kg/s=14400 kg/h- Chi u cao ng gia nhi t: 5 mề  - Nồng đ đầ u c a dung d ch: 2% klgủ ị- Nồng đ cu ủi c a dung d ch: 23% klgị- p  suất hơi đt n i 1: 4 at ồ

- p su ất hơi ngưng tụ: 0,2 at Tính tốn q trình

3.<b>1.Xác đị</b>nh t<b>ổng lượng hơi thứ ố</b> b c ra kh i h <b>ỏ ệ thố</b>ng: W (kg/h)

Lượng hơi thứ ra khỏi hê thơng được tính theo cơng thức [VI.1-55]

<small>dc</small>XW G

= − ^(kg/h)<small> </small>

Trong đó W:Tổng lượng hơi thứ bc ra (kg/h) G <small>đ</small>: Lượng dung dịch đầu (kg/h) X : N<small>đ </small> ồng đ đầ u c a dung d ch (%) ủ ị X : N_c ồng đ cu ủi c a dung d ch (%) ị

214400. 1

<small>1</small>: <small>2</small> 113147,8

:1, 05W WW W

<small>2</small>6413,576734, 2WW=

(%kg) [VI.2c-58]

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

Nồng đ dung dịch tại n i 1: ồ ₁ 14400. ²14400 6413,5x =

− = 3.61(%kl) Nồng đ dung d ch t i n i 2: ị ạ ồ ₂ 14400. ²

14400 13147x =

3.4<b>.Xác đị</b>nh áp su t (P) và nhi<b>ấệt độ (t) hơi đốt mỗi nồi </b>

Giả thuy t phân b hiế  u s áp suất m i n i:  ỗ ồ <small>12</small>

2,151PP ⁼Ta có h  hai phương trình: <small>12</small>

<small>12</small> 2,3

815 1

=Áp suấ ạt ti m i nồi : t i n i 1 :ỗ ạ ồ ∆P1=4(at)

t i n i 2 :ạ ồ ∆P2= ∆P1− ∆ =4P2 -2,59=1,41(at) Tra b ng n i suy tuy n tính b ng I.251 [1-315 ] ả  ế ả

*N i 1:áp suồ ất P<small>2</small>=4(at) -Nhit đ hơi đt: T<small>1</small>=142,9 C ^o-Nhit lượng riêng: i = 2744 (kJ/kg) <small>1</small>

-Nhit hóa hơi: r =2141(kJ/kg) <small>1</small>

*N i 2:áp suồ ất P<small>2</small>=1,41(at) -Nhit đ hơi đt: T<small>2</small>=108,9 C ^o-Nhit lượng riêng i = 2693,5 (kJ/kg) : <small>2</small>

-Nhit hóa hơi: r =2236,5(kJ/kg) <small>2</small>

Tại P<small>nt</small>=0,2 at ta có

-Nhit đ hơi đt : T =59,7<small>nt</small> ^oC

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

-Nhit lượng riêng : i = 2607 (kJ/kg) <small>nt</small>

-Nhit hóa hơi : r =2358(kJ/kg) <small>nt</small>

3.5.Tính nhi<b>ệt độ</b> (t ) và áp su<small>i</small> <b>ất hơi thứ (P ) ra kh</b><small>i</small> <b>ỏi từng nồi </b>

-Nhit đ và áp suất hơi thứ: t= T_i _i+1+ ∆_i <small>′′′</small> ( C) <small>o </small>

Trong đó:

- T_i+1: Nhit đ hơi đt nồi th i+1 ( ) ứ ℃

- ∆_i<small>′′′</small>: t n th t nhiổ ấ t đ do trở lực đường ng của nồi thứ i ( ) ℃Chọn:|^∆^′′′<small>1</small>= 1℃

∆₂<small>′′′</small>= 1℃ ^{=> ∑ ∆}^′′′^{= 2}^℃Tại n i 1 ta có: ồ t<small>′</small>₁=108, 9+1=109,9℃Tại n i 2 ta có: ồ t<small>′</small>₂= 59,7 + 1 =60,7 ℃Từ b ng I.250 [1-313] ả

Tại N i th nh t có : ồ ứ ấ t<small>′</small>₁=109,9℃+ Áp suất hơi thứ : P<small>1</small>’=1,46(at) + Nhit lượng riêng : i<small>1</small>’=2696 (kJ/kg) + Nhit hóa hơi : r₁’=2234 (kJ/kg) Tại n i th hai có ồ ứ t<small>′</small>₂=60,7(<small>O</small>C) + Áp suất hơi thứ : P<small>2</small>’=0,211 (at) + Nhit lượng riêng : i<small>2</small>’ =2608,4 (kJ/kg) + Nhit hóa hơi : r<small>2</small>’=2355,5(kJ/kg)

<b>Bảng t ng h p s ổợố liệu 1 </b>

Nồi

x % klg P, at T, C <small>o</small> i,

kJ/kg r,

kJ/kg p’, at t’, <small>o</small>C ^i’,kJ/kg

kJ/kg 1 4 142,9 2744 2141 1,46 109,9 2696 2234 3,61

∆2’’’ = 1

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

Tổng t n th t nhiổ ấ t đ do trở ực đườ l ng ng : ∑ ∆<small>′′′</small>=2 C <small> o </small>

3.6.2.T n th t nhi<b>ổấệt độ</b> do áp su t th<b>ấủy tĩnh tăng cao</b>

Tổn th t này do nhiấ t đ sôi ở đy thiế ị cô đt b c luôn lớn hơn nhit đ sôi c a dung ủdịch trên mở t thong, thường tính tốn kho ng gi a cở ả ữ ủa ng truy n nhiêt. ềCông th c tính: ứ

- ρ_s: i lượkh ng riêng c a dung d ch khi sôi, kg/m ủ ị <small>3</small>

- p<small>i</small>’: p suất hơi thứ trên mt thoáng dung dịch [at]

- h : chi u cao l p dung d ch t<small>1</small> ề ớ ị ừ ming ng truy n nhi ề t đến m t thoáng [m]

- H: chi u cao ng truy n nhiề  ề t [m] - g : gia t c tr ọng trường g = 9,81 [ m/s ] <small>2</small>

Ta có H = 5 (m) ch n h = 0,5 (m) ọ <small>1</small>

Tra b ng I.61[1-47] khả i lượng riêng c a dung d ch NaCl-ủ ị nướ ạc t i 20<small>O</small>C -T i nạ ồi hơi thứ nhất ta có: p<small>1</small>’=1,46 at

Tra b ng I.29 trong [3 37] n i suy v x = 3,61% => ả –  ới <small>1 </small> ρ₂_s1ρdd ¹ =512,175(kg/m ) <small>3</small>

Thay vào phương trình, ta có:

-T i nạ ồi hơi thứ hai ta có: p<small>2</small>’=0,211 at

Tra b ng I.29 trong [3 37] n i suy v x =23% => ả –  ới <small>2</small> ρ_s2₂≈ρ¹_dd=586(kg/m ) <small>3</small>

Thay vào phương trình, ta có:

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

Nồi thứ nh t : ấ ∆<small>1</small>’’ = 112,8 - 109,9 = 2,9 C <small>O</small>

Nồi thứ hai: ∆<small>2</small>’’ = 74,73 - 60,7 = 14,03 <small>O</small>C∑ ∆′ = ∆<small>′</small>

r .∆<small>0i</small>’ [ C] [4 58, 59] <small>o</small> –Trong đó:

<small>-</small> t’<small>si</small>: nhit đ sôi c a dung môi nguyên chủ ất (hơi thứ), t’ = t<small>si tb,1 </small> [<small>o</small>K]- r: ẩn nhit hóa hơi của dung mơi ngun chất (hơi thứ) ở áp su t làm ấvi c [J/kg] 

- ∆<small>0i</small>’: tổn thất nhit đ do nhit đ sôi của dung dịch lớn hơn nhit đ sôi của dung môi áp suở ất thường

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

^288.69,1.(30₄ ²⁷³⁾ ₄ 0,103600.(0, 2.9,81.10 0, 0367.9,81.10 )<small>kk</small>

<b>4.1.7 Tính tốn bơm chân khơng </b>

Theo cơng thức [1 465] thì cơng suất của bơm được tnh :

<small>1,5 1</small>

<small>4</small>1,5 1,602.10 .0,104 9,81.10

1,5 1 1000.0,7 1,962.10<small>b</small>

Công suất đng cơ đin đã quy định: N<small>dc</small> = 10 kW Lưu lượng nước: 0,02 m<small>3</small>/h

<b>4.2.Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu </b>

- Chọn thiết bị gia nhit hỗn hợp đầu là thiết bị đun nóng loại ng chùm ngược chiều hơi nước bão hòa.

- p suất hơi đt: 4 at - Nhit đ hơi đt: 142,9 °C

- Hơi nước đi ngoài ng, từ trên xung. Hỗn hợp nguyên liu đi từ dưới lên. - Hỗn hợp đầu vào thiết bị gia nhit ở nhit đ phòng 25°C

- Hỗn hơp ra ở nhit đ sôi của hỗn hợp đầu 110,31°C- Chọn loại ng = 16,3 [W/m.đ]

- Đường knh d = 38 ± 4 mm- Dài L = 5 m

<b>4.2.1. Nhiệt lượng trao đổi Q </b>

Q F C t= . _p.(_F −t_f ), W Trong đó: F Lưu lượng hỗn hợp đầu (kg/h)- t -<small>F</small>Nhit đ sôi của hỗn hợp đầu(℃) t -<small>f</small>Nhit đ môi trường(℃) C -<small>P</small>Nhit dung riêng của hỗn hợp đầu

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

<b>4.2.2 Hiệu số nhiệt độ hữu ích </b>

Tra bảng I,251 [1 315] ở p suất 4 at - nhit đ sôi là 142,9 ℃∆𝑇<small>d </small>= 142,9 25 = 117,9– ℃

∆𝑇<small>c</small> = 142,9 113,42 = 29,48– ℃117,9 29, 48

29, 48<small>dc</small>

<b>4.2.3 Tính hệ số cấp nhiệt cho phía hơi nước ngưng tụ </b>

H s cấp nhit pha hơi ngưng tụ .p dụng công thức V.101 [2-28]

<small>1</small>2,04. .

t H=

Trong đó r : Ẩn nhit ngưng tụ của hơi nước bão hòa r = 2141.10^3 [J/kg] t<small>1</small>: Chênh lch nhit đ hơi đt và nhit đ thành ng truyền nhit H: Chiều cao ng truyền nhit H = 5m

A: Hằng s tra theo nhit đ màng nước ngưng Giả sử t<small>1 </small>= 4,5°C có T = 142,9 -<small>m </small> 4,5

2 = 140,65°C Tra bảng [2-29] có A = 194,1

Thay s :

<small>0,250,80,43</small> Pr0,021. .Re .Pr .

Nên:

Pr0,021. . .Re .Pr .

<small>t</small>d

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

<small>8</small> ₃985, 2

44102, 28

18, 6<small>−</small>

p dụng công thức [2-12] Pr <small>pt</small> .

18 46<small>t</small>

<small>0,250,80,43</small> 2, 77

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

= 2,6% < 5%

q q

q = ⁺ = 31653,16 [W/m<small>2</small>]

<b>4.2.8 Bề mặt truyền nhiệt </b>

F= ^1399862 531653,16 ⁴<small>tb</small>

d H

Qui chuẩn, ta có s ng là: 127 ng

S hình cạnh su

ng

Sắp xếp ng theo hình su cạnh S ng

trên đường xuyên tâm

của hình su cạnh

Tổng s ng không kể các ng trong cc hình viên

phấn

S ng trong cc hình viên phân

Tổng s ng

trong tất cả các hình viên phấn

Tổng s ng thiết

bị Dãy

<small>t</small>Gd n

Vận tc giả thiết:

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

10000.0,0000372, 05.985, 2Re.

Ta có: ^0,07 ^0,02 71, 430,07

Làm tròn m = 4 ngăn

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

<b>PHẦN V :TÍNH TỐN CƠ KHÍ 5.1:Buồng đốt </b>

5.1.1 X<b>ác định số ống của buồng đốt </b> n ^F

dl= (ng ) Trong đó :

F- din tch bề mt trao đổi nhit

d - đường knh trong của ng truyền nhit (do α > α ), chọn d<small>1 2n</small> = 38 mm, bề dày là 3,5 mm

đường kính trong của ng d = 38 - 2.3,5 = 31 mm l-Chiều cao của ng truyền nhit l = 5m

Thay vào ta có

^138,7 284,93,14.5.0,031

Sắp xếp ng theo hình su cạnh S ng

trên đường xuyên tâm của hình su cạnh

Tổng s ng khơng kể cc ng trong cc hình viên

phân

S ng trong cc hình viên phân

Tổng s ng trong tất

cả các hình

viên phân

Tổng s ng thiết bị

Dãy

1 ^Dãy2 ^Dãy3

9 19 271 5 30 301 Tổng din tch bề mt truyền nhit thực:

F = n.π.H.d = 301.3,14.5.0,031 = 146,5 (m<small>2</small>)

<b>5.1.2. Đường kính trong của buồng đốt </b>

Đường knh trong của buồng đt được tnh theo công thức V.140 (2-49): D = t.(b - 1) + 4d ,m <small>trn </small>

- d<small>n</small>: đường knh ngoài của ng truyền nhit, m - t: bước ng, thường lấy t = (1,2 - 1,5).d , m <small>n </small>

⇒ Lấy t = 1,3158.d = 1, 3158.0,038 = 0,05 (m) <small>n </small>

- b: s ng trên đường xuyên tâm của hình su cạnh, b = 19 Thay s ta có: D<small>tr </small>= 0,05. (19 - 1) + 4.0,038 = 1,14 m

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

Quy chuẩn theo bảng XIII.6 [2-359] ta có: D = 1200mm =1,2m <small>tr </small>

<b>5.1.3 :Chiều dày phòng đốt </b>

Đi với thiết bị vỏ mỏng Công thức tnh: ^.

2[ ]^Tr _bD p

Chọn vật liu là Vật liu chế tạo thép X18H10T

<b>1. Tính chất cơ học của vật liệu </b>

Bảng XII-4 trong [2-309]

Giớ ại h n b n ch y = 220.10 N/m ề ả 𝜎<small>c</small> ⁶ ²

Giới ạ h n b n kéo ề 𝜎<small>k </small>= 540.10 N/m⁶ ²-Ứng suất cho phép của thép CT3

Theo công thức trong [2-356] Ta có: Giớ ại h n kéo: [ ] = 𝜎<small>kk</small>.

n N/m (37) <small>2</small>

Giớ ại h n ch y: [ ] ả 𝜎<small>c</small> = <small>c</small>.<small>c</small>

Thay s vào cơng thức (37) & (38) ta có:

[ ] = 𝜎<small>k</small>

<small>6</small>540.10 _.0,

2, 6 ^{= 186,9.10 (N/m )}⁶ ²

[ ] = 𝜎<small>c</small>

<small>6</small>220.10 _.0,

1,5 ^{= 132.10 (N/m )}⁶ ²

ng su cho phép c a v t li u là: Ứ ất ủ ậ  𝜎<small>b </small>= min{[ 𝜎<small>k</small>],[ 𝜎<small>c</small>]} = 132.10 N/m ⁶ ²

<b>2. Các số liệu </b>

D<small>tr</small>: đường knh trong của buồng đt, D = 1,2 m <small>tr </small>

P<small>b</small>: p suất làm vic buồng đt (4at)

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

C -<small>2</small>Bổ sung do hao mòn chỉ tnh đến khi nguyên liu có chứa cc hạt rắn chuyển đng với tc đ lớn trong thiết bị .Chọn C = 0<small>2 </small> mm

C -<small>3</small>Đại lượng bổ sung do dung sai ,chiều dày phụ thuc vào chiều dày tấm vật liu cho ở bảng XIII.9 [2 365] chọn - C<small>3 </small>= 0,18mm

C = C + C + C = 1 + 0 + 0,18 = 1,18mm <small>1 2 3 </small>

Xét . ^132.10⁶₆.0,95 320,39.10

p ⁼ ⁼ > 50 nên ta có thể bỏ qua p<small>b</small>trong công thức tnh S

1,18.10 3,05.2 . 2.132.10 .0,95

<small>Trbh</small>D P

Chọn S = 4 mm

<b>4. Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử. </b>

P<small>o</small>: áp su t th ấ ử tnh ton được theo công th c: p = p + pứ <small>oth1 </small>

Theo b ng (XIII ả – 5) . Định m c áp su t thu l c khi th thi t b làm viứ ấ ỷ ự ử ế ị c ở áp suất p

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

144, 2.10 183,332.0,95 4 1

Vậy ta chọn chiều dày phòng đt S = 4 mm là phù hợp

<b>5.1.4 Tính chiều dày lưới đỡ ống</b>

Chiều dày lưới đỡ ng phải thoả mãn những điều kin sau : 1-Giữ cht ng sau khi nung, bền.

2-Giữ nguyên hình dạng của mạng khi khoan khi nung cũng như sau khi nung ng.

3-Bền dưới tc dụng của cac loại ứng suất. 4-Chịu ăn mòn.

1 , 23879

Chọn S = 12 mm

<b>4. Để đáp ứng yêu cầu 3 </b>

</div>