Đồ án cô đặc dung dịch sori nối liên tục ;loại ống dài

Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
CHƯƠNG 1
Tổng quan
1.1.NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN
Thiết kế hệ thống cô đặc nước sơ ri 2 nồi, xuôi chiều với các thông số sau :
- Thiết bò cô đặc dạng ống dài thẳng đứng.
- Năng suất sản phẩm: 3000 kg/h.
- Nồng độ nhập liệu: 10 %.
- Nồng độ sản phẩm : 45%.
- p suất hơi đốt: 4 at.
- p suất hơi thứ ở thiết bò ngưng tụ: 0.2 at.
- Các thông số khác tự chọn.

1.2. LỰAC CHỌN THIẾT BỊ CÔ ĐẶC
1.2.1.Khái quát về cô đặc
- Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hoà tan trong dung dòch bằng cách tách
1 phần dung môi ở dạng hơi hay kết tinh chất tan.
- Quá trình cô đặc thường được dùng phổ biến trong công nghiệp với mục đích làm tăng
nồng độ các dung dòch loãng, hoặc để tách các chất rắn hoà tan.
- Quá trình cô đặc bốc hơi có những đặc điểm sau:
+ thường tiến hành ở các áp suất khác nhau. Khi làm việc ở áp suất thường ( áp suất khí
quyển) ta dùng thiết bò hở, còn khi làm việc ở áp suất khác (ví dụ áp suất chân không) người ta
dùng thiết bò kín.
+ có thể tiến hành trong hệ thống cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi, có thể làm việc liên tục
hoặc gián đoạn, xuôi chiều hay ngược chiều.
+ thường được tiến hành ở trạng thái sôi, nghóa là áp suất hơi riêng phần của dung môi trên
bề mặt dung dòch bằng áp suất làm việc của thiết bò.
1.2.2. Phân loại thiết bò cô đặc
Có nhiều cách phân loại nhưng thường phân loại thành 3 nhóm sau:
- Nhóm 1: dung dòch được đối lưu tự nhiên → dùng để cô đặc các dung dòch khá loãng, độ
nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn tự nhiên của dung dòch dẽ dàng qua bề mặt truyền nhiệt.

- Nhóm 2: dung dòch đối lưu cưỡng bức→ dùng được cho các dung dòch khá sệt, có độ nhớt
khá cao, giảm được sự bám cặn hay kết tinh từng phần trên bề mặt truyền nhiệt.
SVTH : Trang 1
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
- Nhóm 3: dung dòch chảy thành màng mỏng → cho phép dung dòch chảy thành màng qua
bề mặt truyền nhiệt một lần để tránh sự tác dụng nhiệt độ lâu làm biến tính một số thành phần
của dung dòch.
⇒
Tuỳ vào một số tính chất của dung dòch, tính hiệu quả cũng như mặt bằng mà có thể thiết
kế buồng đốt trong hay ngoài cho thiết bò cô đặc.
1.2.3. Khái quát về nguyên liệu
- Sơri (Barbados), tên khoa học Malpighia glaboa, thuộc họ Malpighiacea, là một thứ trái
nhỏ, có khía, tròn, màu đỏ (khi chín) và có hương vò đặc trưng.
- Trước đến nay sơ ri chỉ dùng để ăn như một số trái cây khác, do tính chất mềm, dễ dập
nên phải thường ăn ngay.
- Ngày nay, sau khi phân tích về thành phần các chất có trong trái sơ ri, người ta phát hiện
nó có hàm lượng vitamin rất cao(đặc biệt là vitamin C), khoáng, đạm…Điều đó có nghóa là sơ ri
có giá trò cao trong việc chế biến một số thức uống: rược vang, nước trái cây có hàm lượng
đường vừa đủ, thêm một số vitamin và khoáng chất…
Thành phần tính cho 100g ăn được
Đường
(g)
Chất
đạm
Nước
(g)
Vitamin (mg) Caroten
(mg)
Chất khoáng (mg)
C B1 B2 B3 Ca Mg K Fe

8.0 0.67 91.0 3.00 0.02 0.03 0.27 500 13 11 127 0.69
1.2.4. Lựa chọn thiết bò cô đặc
Chọn thiết bò cô đặc chảy màng, ống dài, buồng đốt ngoài, hệ thống hai nồi , xuôi chiều,
liên tục.
• Ưu điểm:
- Hệ thống cô đặc ở áp suất không cao, nhiệt độ sôi không cao nên thích hợp để cô đặc
dung dòch dễ biến tính, tránh hư hỏng sản phẩm phù hợp với dung dòch dung dòch thực phẩm,
chứa đường và một số vitamin
- Dùng hệ cô đặc 2 nồi nên đã tiết kiệm được chi phí hơi đốt do tận dụng hơi thứ của nồi
trước làm hơi đốt nồi sau.
- Cô đặc dạng màng lưu chất chỉ dàn đều trong ống và bốc hơi nhẹ nhàng. Sử dụng ống dài
giúp tăng thời gian lưu để bốc hơi được tốt hơn, dung dòch chảy dạng màng qua bề mặt 2 truyền
nhiệt 1 lần nên tránh được tác dụng nhiệt độ lâu làm biến tính dung dòch.
- Nồng độ nước sơ ri ở dây thực chất được coi là nồng dộ đường vì sau khi chế biến ép nước
sơ ri nồng dộ đường là lớn nhất, nồng độ các chất khác rất nhỏ coi như mức ảnh hưởng không
đáng kể . Tuy nhiên việc muốn giữ lại các chất đó sau khi cô đặc xong ta phải quan tâm đến
nhiệt độ quá trình. Đồng thời việc chảy xuôi chiều giúp nhiệt độ không cao quá ở phần cuối dế
làm biến tính dung dòch do sự quá nhiêt cục bộ
• Nhượïc điểm:
SVTH : Trang 2
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
- Hệ cô đặc nhiều nồi đòi hỏi chi phí cho thiết bò nhiều hơn, cũng như diện tích nhà xưởng
lớn hơn, đặc biệt việc chọn buồng đốt ngoài càng làm tốn diện tích
- Cô đặc chân không nên điều kiện an toàn khó khăn, tốn năng lượngvà chi phí vận hành
thiết bò
1.3.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1.3.1. Thuyết minh quy trình công nghệ (có sơ đồ đính kèm)
Dung dòch nước sơ ri sau khi qua một số công đoạn ép, lọc, tinh chế trước đó được đưa
vào bồn chứa, duy trì ở nhiệt độ 60
0

C nhằm tránh được sự phát triển của vi sinh vật.
Sau đó nước sơ ri được bơm lên trên thiết bò gia nhiệt với suất lượng 3000 kg/h. Qua
trình bơm sẽ có sự điều chỉnh lưu lượng cho thích hợp với hệ thống tự động điều khiển lưu
lượng. Thiết bò gia nhiệt được sử dụng là thiết bò gia nhiệt ống chùm dạng vỏ áo, đặt thẳng
đứng, bên trong gồm nhiều ống truyền nhiệt nhỏ được bố trí theo đỉnh tam giác đều. Các đầu
ống này được giữ cố đònh nhờ các vỉ ống gắn với thân. Thiết bò gia nhiệt sử dụng hơi đốt lấy từ
lò hơi với áp suất tuyệt đối là 4 at. Dung dòch được đưa vào cùng chiều dòng hơi để tránh hiện
tượng dòng ra bò cháy do tiếp xúc với nhiệt độ quá cao.Ngoài ra việc dung dòch chảy từ trên
xuống sẽ tận dụng lực trọng trường nên không tiêu tốn năng lượng. Trong thiết bò gia nhiệt có
sự trao đổi nhiệt giữa dòng lỏng và dòng hơi qua vách ống truyền nhiệt. Dòng lỏng sẽ được gia
nhiệt để đạt đến nhiệt độ sôi trước khi vào thiết bò cô đặc t =110.21
0
C. Việc gia nhiệt lên nhiệt
độ sôi có ý nghóa lớn cho quá trình diễn ra lúc sau ở thiết bò cô đặc vì ta sẽ không phải mất
thêm năng lượng cho việc gia nhiệt đến nhiệt độ sôi, ngoài ra còn đảm bảo quá trình truyền
nhiệt để bốc hơi ở buồng đốt là thật sự hiệu quả. Còn dòng hơi sẽ được ngưng tụ thành lỏng sôi
và đựơc thoát ra ngoài. thiết bò gia nhiệt có ống thoát khí không ngưng để đảm bảo an toàn
về áp suất trong thiết bò và quá trình truyền nhiệt có hiệu quả.
Từ thiết bò gia nhiệt, dung dòch được đưa sang hệ thống cô đặc. Ở đây ta sử dụng thiết bò
cô đặc có buồng đốt ngoài, ống dài, và hai nồi liên tục xuôi chiều. Loại thiết bò này khá thích
hợp với việc cô đặc dung dòch thực phẩm do chế độ nhiệt êm dòu và không tăng quá nhanh.
Đầu tiên dòng lỏng vào buồng đốt 1 (thiết bò cô đặc 1). Thiêùt bò này có cấu tạo như thiết
bò gia nhiệt loại màng có bộ phận phân phối lỏng (là bộ phận có nhiều lỗ nhỏ và những ống
ngắn hàn vào đóa, các ống này có dưòng kính nhỏ hơn ống truyền nhiệt và được đặt đồng tâm,
lọt vào ống truyền nhiệt. Ở đây dòng lỏng được để ở chế độ chảy màng từ trên xuống trong các
ống truyền nhiệt để tận dung lực trọng trường cũng như có thể tạo được màng lỏng mỏng và
đều. Việc phân phối lỏng như trên được thực hiện nhờ vào đóa phân phối lỏng. Khi lỏng đi vào
buồng đốt (phần nắp) sẽ chảy từ từ qua các lỗ nhỏ rồi men theo thành rỗng giữa ống truyền
nhiệt và ống ngắn để tạo thành màng mỏng với bề dày theo yêu cầu đặt ra. Dòng hơi được sử
dụng cũng từ lò hơi với áp suất tuyệt đối là 4 at, dùng năng lượng lấy từ sự ngưng tụ hơi nước

để cấp nhiệt cho dòng lỏng. Trong thiết bò này, khác với thiết bò gia nhiệt ở chỗ dòng lỏng
không nhận nhiệt để thay đổi nhiệt độ mà đẻ thay đổi entanpi nhằm chuẩn bò cho quá trình bốc
hơi sẽ diễn ra ở trong buồng bốc. Tưong tự như thiêát bò gia nhiệt dòng hơi ngưng tụ thành lỏng
được thoát ra ngoài và ở buồng đốt cũng có ống thoát khí không ngưng. Sau khi chảy qua hệ
thống ống truyền nhiệt, dung dòch đi xuống thân phụ để chuyển qua buồng bốc. Thân phụ giúp
SVTH : Trang 3
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
duy trì một vận tốc ổn dònh cho dòng lỏng. Thân phụ nối với bồng bốc nhờ một ống hình chữ
nhật đi ra vuông góc với thân phụ và tiếp tuyến với thân buồng bốc để tạo ra dòng chuyển
động xoáy giúp xáo trộn tốt hơi và lỏng giúp quá trình bốc hơi dễ dàng hơn.
Ở buồng bốc 1, dung dòch thực hiện quá trình bốc hơi (sau khi đã nhận đủ nhiệt để
chuyển trạng thái). Hơi nứơc bốc lên với áp suất là 1.47 at và dung dòch còn lại sẽ tăng nồng độ
lên là 16.9%. Trong quá trình bốc hơi sẽ có hiện tượng dòng hơi lôi cuốn các giọt lỏng đi theo
nó và điều này sẽ làm ảnh hưởng đến thiết bò phía sau do có sự tạo cặn lên các ống truyền
nhiệt làm giảm hiệu quả truyền nhiệt. Để khắc phục điều này trong các buồng bốc thường có
bộ phận phân ly giọt lỏng. Tuỳ vào loại thiết bò mà có thể dựa vào lực trọng trường, sự dính ướt
hay sự ly tâm. đây ta sử dụng thiết bò phân ly theo kiểu dính ướt dạng nón. Khi dòng hơi bốc
lên sẽ gặp bề mặt nón, các giọt lỏng sẽ bò giữ lại trên nón và chảy xuống lại buồng đốt theo
ống mao quản, còn hơi thứ tràn qua phần nón đi ra ngoài theo ống dẫn hơi để sang truyền nhiệt
cho buồng đốt 2. Còn dung dòch được bơm sang buồng đốt 2 để tiếp tục thực hiện quá trình cô
đặc.
Ở hệ thống nồi cô đạc 2 hiện tượng xảy ra tương tự như ơ nồi 1 tuy nhiên cũng có một số
khác biệt về hơi đốt và đầu ra của các dòng như sau:
Ở buồng đốt 2, dung dòch sơ ri (lúc này đã có sự giảm mạnh về lưu lượng) cũng được
chảy màng từ trên xuống thực hiện chế độ truyền nhiệt êm dòu. Hơi đốt lúc này chính là hơi thứ
lấy từ buồng bốc 1. Do có sự thay đổi đáng kể áp suất ở mặt thoáng dung dòch nên nhiệt độ sôi
của dung dòch đã giảm xuống ứng vơi nhiệt độ hiện có của dung dòch. Do đó dung dòch cũng chỉ
cần nhận nhiệt lượng phục vụ cho việc tăng entanpi để có thể bốc hơi khi sang buồng bốc.
Nứơc ngưng cùng khí không ngưng cũng được thoát ra ngoài. Dung dòch chảy xuống thân phụ
được đưa sang buồng bốc.

Tại buồng bốc 2, quá trình bay hơi được thực hiện. Hơi thứ lúc này có áp suất tuyệt đối
khá nhỏ 0.21 at được đi theo ống dẫn hơi đên thiết bò ngưng tụ baromet. Trong khi đó dung dòch
nước sơ ri sau quá trình bốc hơi đạt đến nồng độ 45 % ở nhiệt độ 61.30C được đưa vào bồn
chứa chuẩn bò cho các công đoạn sau đó.
Thiết bò ngưng tụ baromet được chọn ở đây là thiết bò ngưng tụ trực tiếp loại khô. Lúc
này dòng hơi thứ được đi từ dưới lên, tiếp xúc trực tiếp dòng lỏng được cấp vào từ trên xuống
có nhiệt độ thấp 30
0
C sẽ ngưng tụ thành lỏng theo dòng nước đi xuống bồn chứa với nhiệt độ
nước ngưng bằng 50
0
C. Trong quá trình này có một lượng lớn hơi được ngưng tụ nên áp suất
giảm tạo áp suất chân không. Chính nhờ điều này mà áp suất trong thiết bò được duy trì ổn
đònh. Sau khi qua thiết bò ngưng tụ, dòng khí không ngưng còn lại sẽ được chuyển qua thiết bò
tách lỏng. Tấm ngăn sẽ làm vật cản để dính ướt các giọt lỏng có thể còn sót lại trong dòng khí
này rồi sau đó mới cho nó qua thiết bò bơm chân không để tránh hiện tượng xâm thực có thể
xảy ra làm hư bơm.Do áp suất bên trong thiết bò thấp hơn áp suất bên ngoài nên khí không
ngưng không tự thoát ra ngoài vì vậy phải sử dụng bơm hút chân không giúp hút khí không
ngưng để áp suất không bò thay đỏi trong cả hệ thống.
Lượng nước ngưng được thoát ra từ thiết bò gia nhiệt, buồng đốt 1, buồng đốt 2 được gom
lại và đi qua tháp giaiû nhiệt hạ đến nhiệt độ thường phục vụ cho những mục đích khác nhau tuỳ
vào độ tinh sạch của nó.
SVTH : Trang 4
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu

35928
34812
1111.11
1222.22
294.8

3000
1777.78
666.67
1473.2
Suất lượng (kg/h)
3000
LA
TI
Dòng lưu chất

Nguye ân liệu trước gia nh iệt
Hơi đố t thiết bò 1
Hơi đo át thiết bò gi a nhiệt
Nguyên li ệu vào nồi 2
Nguyên li ệu sau gia n hiệt
Hơi thứ nồi 2
Hơi thứ nồi 1
Nước ngưng
Nước n guội
Khí không ngưng 11
1
6
9
10
7
8
4
5
3
2

STT
Sản p hẩm
12.6
4
6
FC
5
1
1
FE
TIC
2
2
36
Nhiệt độ ( C)
60
110.28
142.9
110.21
142.9
50
30
60.7
61.6
61
0
0.45
0.169
Nồng độ
0.1

0.1
1.47
0.21
4
4
Áp suất(at)
3
PI
7
LIC
3
4
PIC
QIC
QY
TE
TE
8
LIC
9
6
10
TI
11
7
LA
5
Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM
Khoa Công nghệ hoá học
BỘ MÔN MÁY VÀ THIẾT BỊ

THIẾT KẾ HỆ THỐ NG CO Â ĐẶC DU NG DỊCH NƯỚC SƠ RI
BẰ NG HỆ HAI NỒI LIÊN TỤC
ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
Bồn chứa sản phẩm
Thiết bò ng ưng tụ Baromet
Thie át bò tách lỏng
Thiết bò gi a nhiệt
Buồng đốt
Buồ ng bốc
Bồn chứa nguyên liệu
Phạm Thò Thanh Hiền
Đồ án môn học: Quá trình và thiết bò
TÊN GỌI
Lê Phan Ho àng Chiêu
STT
05
07
06
03
01
02
04
GVHD
SV TH
CNBM
Chức năng Họ tên
Vũ Bá Minh
Chữ ký
SL

1
1
1
2
1
2
1
VẬT LIỆU
23-05-05
28-05-05
Bản vẽ số:
Tỉ lệ:
Ngày H T:
Ngày BV:
1
SVTH : Trang 5
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
Thông số công nghệ
Ký
hiệu
Dòng lưu chất Suất lượng
(kg/h)
Nồng độ Nhiệt độ
(
0
C)ä
p suất
(at)
1
Nguyên liệu ban đầu 3000 0.1 60

2
Nguyên liệu đã gia nhiệt 3000 0.1 110.21
3
Nguyên liệu vào nồi 2 1777.78 0.169 61
4
Sản phẩm 666.67 0.45 61.6
5
Hơi đốt 1473.2 142.9 4
6
Hơi thứ nồi I 1222.22 110.1 1.47
7
Hơi thứ nồi 2 1111.11 60.7 0.21
8
Nước làm nguội 34812 30
9
Nước ra khỏi thiết bò ngưng tụ 35928 50
10
Khí không ngưng 12.06 36
1.3.2.Kiểm soát và điều khiển quá trình
Mục tiêu điều khiển quá trình cô đặc là thu được sản phẩm có nồng độ mong muốn và
đảm bảo cân bằng vật chất và năng lượng ở tất cả các thiết bò trong suốt quá trình.
1.3.2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cô đặc:
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cô đặc được chia thành các nhóm sau dựa vào việc ta có
thể kiểm soát, điều khiển cũng như có đặt ra yêu cầu kiểm soát và điều khiển hay không đòng
thời với vai trò quyết đònh của chúng đến kết quả của quá trình
Tác động nhiễu cho phép ổn đònh:
- Lưu lượng, nồng độ, nhiệt độ của dung dòch nhập liệu.
- Lưu lượng hơi đốt.
Tác động nhiễu không ổn đònh:
- Nhiệt lượng tổn thất.

- p suất hơi đốt.
- Nồng độ dung dòch nhập liệu.
- Hệ số truyền nhiệt.
Các đại lượng cần điều chỉnh:
- Nồng độ sản phẩm
- Lưu lượng nhập liệu
- p suất hơi thứ trong nồi cuối.
- Mức dung dòch trong từng nồi
- Nhiệt dộ của dung dòch nhập liệu
Tác động diều chỉnh:
- Lưu lượng sản phẩm
- Lưu lượng dung dòch vào từng nồi
- Lưu lượng hơi đốt vào nồi một và thiết bò gia nhiệt
SVTH : Trang 6
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
- Lưu lượng nước làm nguội ở thiết bò ngưng tụ
Các thông số cần kiểm tra:
- p suất trong các nồi trung gian
- Lưu lượng và nhiệt độ dòng nhập liệu
- Mức chất lỏng trong cùng bồn chứa và nhiệt độ dung dòch.
1.3.2.2. Hệ thống điều khiển:
Các thông số công nghệ được ổn đònh bằng các hệ thống điều khiển tự động một vòng
như sau:
STT Thông số cần ổn đònh Tác động điều chỉnh
1 Nồng độ sản phẩm Lưu lượng hơi đốt cho nồi 1
2 Mức dung dòch trong các nồi Suất lượng tháo liệu ở mỗi nồi
3 p suất hơi thứ nồi cuối Lưu lượng nước ngưng tụ
4 Nhiệt độ nhập liệu vào nồi 1 Lưu lượng hơi đốt cho thiết bò gia nhiệt
Với nồng độ dung dòch được xác đònh gián tiếp thông qua độ tăng phí điểm của dung dòch
sản phẩm. Tiến hành đo nhiệt độ sôi của dung dòch trong buồng bốc II và nhiệt độ hơi thứ ở

cùng điều kiện áp suất. Tín hiệu đo nhiệt độ được truyền đến bộ tính toán để tính hiệt nhiệt độ
và xác đònh nồng độ sản phẩm.
Ngoài ra cũng phải kể đến việc có sự thay đổi áp suất trong phần thân buồng đốt do sự
có mặt của khí không ngưng,và ta cũng sẽ có những bộ phận xả khí không ngưng tự động khi có
sự tăng áp suất trong thiết bò mà không cần phải kiểm soát.
1.3.2.3. Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động một vòng:

- ĐTĐK: đối tượng điều khiển. - CBĐL: cảm biến đo lường.
- TBĐC: thiết bò điều chỉnh. - BPTH: bộ phận thừa hành.
- y: đại lượng điều chỉnh. - x: tác động điều chỉnh.
SVTH : Trang 7
ĐTĐK
BPTH CBĐL
TBĐC
Z
y
y
u
x
x
ĐC
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
- x
DC
: tín hiệu điều khiển. - u: giá trò chủ đạo
1.3.2.4. Dụng cụ đo và điều khiển:
Để đảm bảo an toàn trong sản xuất các cơ cấu thừa hành sử dụng nguyên tắc truyền động
bằng khí nén
Dụng cụ đo được chọn như sau:
- Đo áp suất bằng áp kế hộp xếp khí nén có tín hiệt ra dạng khí nén

- Đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt điện cho độ chính xác cao và có thể áp dụng trên một
khoảng biến thiên rộng của đại lượng
- Đo mức bằng mức kế thuỷ tónh có phao chìm
- Đo lưu lượng bằng lưu lượng kế có độ chênh áp biến thiên.
SVTH : Trang 8
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
CHƯƠNG 2
Thiết bò cô đặc
2.1. CÂN BẰNG VẬT CHẤT & NĂNG LƯNG
2.1.1.Ký hiệu các đại lượng
Ký hiệu Đơn vò Ý nghóa
G kg/h Suất lượng dung dòch đường
W kg/h Suất lượng hơi thứ
D kg/h Suất lượng hơi đốt
X Nồng độ dung dòch đường
x
tb
Nồng độ trung bình ủa dung dòch đường
Q kJ/h Nhiệt lượng có ích
I kJ/kg Entanpi
R kJ/kg n nhiệt ngưng tụ
C kJ/kg.độ Nhiệt dung riêng
Q
tt
kJ/kg Nhiệt lượng tổn thất
Q
cđ
kJ/kg Nhiệt lượng cô đặc
P at p suất
∆P at Chênh lệch áp suất

t
o
C Nhiệt độ
∆t
o
C Chênh lệch nhiệt độ
t
s
o
C Nhiệt độ sôi của dung dòch
t
tbs
o
C Nhiệt độ trung bònh của dung dòch
∆t
hi
o
C Nhênh lệch nhiệt độ hữu ích
∆’
o
o
C Chênh lệch nhiệt độ hữu ích
∆’
o
C Chênh lệch nhiệt độ hữu ích
∆”
o
C Chênh lệch nhiệt độ hữu ích
∆”’
o

C Chênh lệch nhiệt độ hữu ích
∆t
hi
o
C Chênh lệch nhiệt độ hữu ích
2.1.2.Tính cân bằng vật chất và năng lượng:
√
Mục đích : Giúp tính toán hơi đốt hữu ích, Q, ∆t
hi
để tính toán bề mặt truyền nhiệt, từ đó
tính kích thước thiết bò.
√
Sơ đồ:
1. Chọn tỉ lệ hơi thứ: W
1
: W
2
= m
2. Tính W
1
,W
2
, G, x
SVTH : Trang 9
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
B1: Chọn tỉ lệ hiệu áp suất :
∆
p
1
:

∆
p
2
= a
B2: Tính ra áp suất tại mỗi nồi p
1
, p
2
, p
w1
, p
w2.
B3: Xác đònh nhiệt độ tại mỗi nồi t
1
, t
2
, t
w1
, t
w2
.
B4 : Xác đònh nhiệt độ tổn thất cho mỗi nồi
B5 : Xác đònh nhiệt độ sôi của mỗi nồi.
B6 : Xác đònh nhiệt độ chênh lệch hữu ích mỗi nồi.
B7 : Kiểm tra điều kiện
%5
),max(
21
21
≤

∆∆
∆−∆
hh
hh
tt
tt
(1)
Nếu điều kiện thỏa thì ngừng, nếu điều kiện không thỏa thì lặp lại từ B1
4. Tính lại W
1
, W
2
, D theo phương trình cân bằng năng lượng của nồi 1 và nồi 2.
5. Kiểm tra điều kiện

∆
W =
),(
tínhcọn
tínhchọn
wwMax
WW
−

≤
5% (2)
Nếu điều kiện đạt được thì ta tính tiếp, nếu không đạt được thì lặp lại tính từ bước 1
• Công thức tính toán :
2.1.2.1..Xác đònh nồng độ và hơi thứ
- Lượng hơi thứ bốc lên trong toàn hệ thống:

W = G
đ
( 1-
C
D
X
X
) (5.17-[2]) (3)
- Phân phối hơi thứ trong các nồi:W
1
/ W
2
=m (4)
mà :W = W
1
+ W
2
và W
2
= W - W
1
=>
m
1
1
W
W
1
+
=

(5)
- Nồng độ dung dòch nồi 1:
1
*
WG
XG
X
D
DD
I
C
−
=
(5.17-[2]) (6)
2.1.2.2. Xác đònh áp suất và nhiệt độ mỗi nồi Theo T
105
-[1]
- Hiệu số áp suất của cả hệ thống cô đặc:
∆P = P
1
– P
2’
Chọn
2
1
P
P
∆
∆
= a

mà ∆P

= ∆P
1
+ ∆P
2
=> ∆P
1
, ∆P
2

và ∆P
1
= P
1
- P
1’
=> P
1
, P
2
2.1.2.3 Xác đònh nhiệt độ tổn thất
-Tổn thất nhiệt độ do nồng độ tăng cao
∆
’: Theo công thức Tisencô
SVTH : Trang 10
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
r
t
2

'
0
)273(
*2.16*'
+
∆=∆
(VI.10-[2]) (7)
Với ∆’
o
tra bảng III.1-[5]
-Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tónh
∆
’’:
Vì chọn chế độ chảy màng bằng hệ thống ống dài nên xem như dung dòch sôi ở mặt
thoáng tức ∆’’= 0
o
C
-Tổn thất nhiệt độ do trở lực thuỷ học trên đường ống
∆
’’’:
Thường chấp nhận tổn thất nhiệt độ trên các đoạn ống dẫn hơi thứ từ nồi này sang nồi
nọ và từ nồi cuối đến thiết bò ngưng tụ là 1°C. Nên:
∆’’’
1
= ∆’’’
2
= 1°C .
-Tổn thất chung: ∆ = ∆’ + ∆’’ + ∆’’’ (T
184
-[3]) (8)

2.1.2.4. Hiệu số nhiệt độ hữu ích và nhiệt độ sôi từng nồi Theo T
111
-[1]
t
dd
si
= t
i’
+ ∆’
i
+ ∆’’
i
(8a)

t
dd
si’
= t
i’
+ ∆’
i’
+ ∆’’
i ‘
(8b)

∆t
hii
= t
i
- t

sitb
dd
(8c)
Tổng hiệu nhiệt độ hữu ích:
∑∆
hi
= ∆t
hi1
+ ∆t
hi2
(9)
2.1.2.5. Nhiệt dung riêng của dung dòch ở các nồi
-Nếu x< 20% => C = 4190 (1 – x) (4.10-[3]) (10)

x > 20% => C = 4190(1-x) +C
1
x (4.11-[3]) (11)
Xem thành phần đường trong sơri chủ yếu dạng C
12
H
22
O
11
nên:
73.2375
342
25100*1118000*2211700*12
=
++
=

ht
C
2.1.2.6 Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng Theo T
181
-[3]
- Ta có sơ đồ nhiệt đơn giản sau :
W
1
, i
1
W
2
, i
2
Q
xq1
Q
xq2


D , i

G
d
,C
d
,t
d
(G
d

– W
1
)C
1
t
1
(G
d
– W)C
2
t
2
D , C
ng1
, θ
1
W
1
, C
ng2
, θ
2
Phương trình cân bằng năng lượng:

D
.c. + D(1-).i”
D
+G
d
.c

d
. t
d
= W.i”

+G
c
.c
c
. t
c
+

D.c.θ+ Q
tt
+ Q
cd
(4.4-[3]) (12)
Mà:  = 0.5% ; i”
D
- c. =r
D
SVTH : Trang 11
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu

Q
tt
=0.05 Q
D
; Q

cd
=0 ; Q
D
=D.r
D
=> 0.9 D.r
D
= W.i”

+G
c
.c
c
. t
c
- G
d
.c
d
. t
d
=> Nồi 1: 0.9 D
1
.r
D1
= W
1
.i”
1
+G

c1
.c
c1
. t
c1
- G
d1
.c
d1
. t
d1
Nồi 2: 0.9 .D
2
. r
D2
= W
2
.i”
2
+G
c2
.c
c2
. t
c2
- G
d2
.c
d2
. t

d2
Ma ø: W
1
=D
2
; G
c1
=G
d1
; W
1
+W
2
=W, i= c.t.10
-3
=>
.''9.0
)()''(
22
2
2222
1
d
i
W
ir
d
i
c
iG

c
i
W
iW
W
D
d
−+
−+−
=
(13)
W
2
= W – W
1
(14)
Với:
1000
.ct
i
=
(15)
- Kiểm tra lại giả thiết phân bố hơi thứ ở các nồi: (III.15-[1]) (16)
),max(
11
11
chontính
chontính
WW
WW

W
−
=∆

- Lượng hơi đốt tiêu tốn chung:
2
22
1
2
1
9.0
..''.
D
dc
r
d
iG
c
iG
W
iW
D
−−
=
(17)
Kết quả:
Bảng 2.1: Bảng thông số và kết quả sơ bộ pha hơi và pha lỏng
Với m=1.1, a=2
TT Đại lượng Kí
hiệu

Đơn
vò
Giá trò Ghi chú
(CTTT)
Nồi 1 Nồi 2
Chênh lệch áp suất ∆P at 2.53 1.26 Theo [1]
Hơi thứ
Suâùt lượng W kg/h 1222.22 1111.11 (4)
p suất P
W
at 1.47 0.21
Nhiệt độ t
W
0
C 110.1 60.7
Bảng 57-[3]
theo P
w
Entanpi i
W
kJ/kg 2696.5 2609.59
n nhiệt ngưng tụ r
W
kJ/kg 2233.5 2355.26
Hơi đốt
Nhiệtđộ t
D
0
C 142.9 109.1
p suất P

D
at 4 1.42 Bảng 57-[3]
theo t
D
n nhiệt ngưng tụ r
D
kJ/kg 2141 2223.7
Entanpi i
D
kJ/kg 2744 2702.35
Suất
lợng
Dung dòch vào G
đ
kg/h 3000 1777.78
Dung dòch ra G
c
kg/h 1777.78 666.67
Nồng độ
Dung dòch vào x
đ
0.1 0.169 (6)
Dung dòch ra x
c
0.169 0.45 (6)
SVTH : Trang 12
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
Trung bình
x
0.134 0.31

Độ tăng
phí điểm
1at
Dung dòch vào
∆
’

0
C 0.1 0.338 Bảng
III.1-[5]
theo x và t
w
Dung dòch ra
∆
’
oc
0
C 0.338 1.3
Trung bình
'
∆
0
C 0.219 0.819
Bảng 2.2.Bảng kết quả tính toán cân bằng vật chất và năng lượng
TT Đại lượng
Kí
hiệu
Đơn vò
Giá trò
Ghi chú

Nồi 1 Nồi 2
Độ tăng phí
điểm
Dung dòch vào
∆
’

0
C 0.106 0.259 (7)
Dung dòch ra
∆
’
oc
0
C 0.18 0.996
Trung bình
0
C 0.143 0.63
Nhiệt độ sôi
Dung dòch vào t
đ
0
C 110.206 61 (8a,b)
Dung dòch ra t
c
0
C 110.28 61.6
Trung bình
t
0

C 110.24 61.3
Nhiệt dung
riêng
Dung dòch vào C
đ
kJ/kg.độ 3771 3481.9 (10),(11)
Dung dòch ra C
c
kJ/kg.độ 3481.9 3373.6
Trung bình
C
kJ/kg.độ 3628.54 3627.58
Entanpi
Dung dòch vào i
đ
kJ/kg 415.6 212.4 (15)
Dung dòch ra i
c
kJ/kg 384 215.76
Trung bình
i
kJ/kg
Suất lượng hơi thứ W kg/h 1268.98 1064.35 (13),(14)
Sai số
∆
W 3.7% 4.2% (2)
Kiểm tra điều kiện đạt đạt
Suất lượng hơi đốt D kg/h 1473.72 2696.5 (17)
Chênh lệch nhiệt
độ hữu ích

∆
th
0
C 32.66 48.4 (8c)
Nhiệt lượng có ích Q kJ/h 2395.2 2379.89
SVTH : Trang 13
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
2.2. KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ CHÍNH
√
Mục đích : Tính F => số ống n, chiều cao thiết bò H, tính kích thước buồng đốt, buồng bốc
làm cơ sở tính bền
√
Sơ đồ:
Các bước tính toán:
1. Chọn vật liệu ống truyền nhiệt và các thông số về kích thước thiết bò: H
ô
, d
t
, d
n
, n.
2. Chọn 2 giá trò chênh lệch nhiệt độ phía hơi đốt
t
∆
rồi suy ra nhiệt độ vách ngoài tương
ứng.
3. Tính hệ số cấp nhiệt và cường độ dòng nhiệt phía hơi đốt (
D
α
và

D
q
)
4. Tính chênh lệch nhiệt độ giữa hai phía của thành ống và chênh lệch nhiệt độ phía dung
dòch.
5. Chọn số ống truyền nhiệt n
chọn

6. Tính hệ số cấp nhiệt và cường độ dòng nhiệt phía dung dòch (
l
α
và
D
α
)
7. Coi cường độ dòng nhiệt phụ thuộc tuyến tính vào
D
t
∆
,ta dựng hai đường thẳng q
D
=f(
D
t
∆
) và q
L
= g(
D
t

∆
), giao điểm của hai đường thẳng này ứng vớigiá trò
D
t
∆
cần xác
đònh. Lặp lại các bước 2 – 4 với giá trò này.
8. Kiểm tra điều kiện:
∆
q =
),max(
DL
DL
qq
qq
−

≤
5%
Nếu điều kiện không thoả, ta thực hiện lại bước 2 – 6. nếu điều kiện thoả, ta tiếp tục bước
tiếp theo.
9. Tính hệ số truyền nhiệt K
10. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích thực của mỗi nồi.
11. Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt F
12. Tính lại số ống truyền nhiệt n
13. kiểm tra điều kiện:
%5
≤
−
=∆

chon
tinhchon
n
nn
n

Nếu điều kiện chưa thoả thì ta điều chỉnh lại các thông số về kích thước thiết bò đã chọn
ở trên. Nếu điều kiện thoả, ta làm tròn diện tích bề mặt truyền nhiệt và số ống truyền nhiệt
đến thông số chuẩn.
SVTH : Trang 14
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
2.2.1.Kí hiệu các đại lượng
Ký hiệu Đơn vò Ý nghóa
q W/m
2
Cường độ dòng nhiệt
M
Sac
Khối lượng phân tử đường saccharose
M
dm
Khối lượng phân tử nước
M
Khối lượng phân tử trung bình của dung dòch đường mía
K W/m
2
.độ Hệ số truyền nhiệt tổng quát
r
s
kJ/kg Ẩn nhiệt ngưng tụ

r m
2
.độ/W Nhiệt trở
g m/s
2
Gia tốc trọng trường (g = 9,81m/s
2
)
H m Chiều cao thiết bò
D m Đường kính thân thiết bò
F m
2
Diện tích bề mặt truyền nhiệt
d m Đường kính ống truyền nhiệt
d
m Đường kính trung bình ống truyền nhiệt
n ống Tổng số ống truyền nhiệt
m ống Số ống truyền nhiệt trên đường chéo chính
V m
3
Thể tích thiết bò
v m/s Vận tốc lưu chất
U
tt
m
3
/m
3
.h Cường độ bốc hơi thể tích
f Hệ số điều chỉnh cho cường độ bốc hơi thể tích

α
W/m.độ Hệ số cấp nhiệt
β
m Bước ống truyền nhiệt
δ
m Chiều dày ống truyền nhiệt
λ
W/m.độ Hệ số dẫn nhiệt
µ
Pas Độ nhớt tuyệt đối
ρ
kg/m
3
Khối lượng riêng
θ
m Kích thước hình học đặc trưng
“L” Ký hiệu ứng với dung dòch đường mía
“D” Kí hiệu ứng với hơi đốt
“W” Kí hiệu ứng với hơi thứ
“n” Kí hiệu bên ngoài ống truyền nhiệt
“t” Kí hiệu bên trong ống truyền nhiệt
“v” Kí hiệu ứng với vách ống truyền nhiệt
“đ” Kí hiệu ứng với buồng đốt
“b” Kí hiệu ứng với buồng bốc
“ô” Kí hiệu ứng với ống truyền nhiệt
SVTH : Trang 15
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
2.2.2. Bề mặt truyền nhiệt của buồng đốt
- Bề mặt truyền nhiệt của buồng đốt có thể được tính theo công thức tổng quát:
F =

.
i
Q
K t
∆
(m
2
) (II.16-[1]) (18)
Với Q
i
= 0.9D
i
.r
i
(W) (Theo CMT) (19)
2.2.2.1. Tính hệ số truyền nhiệt K của mỗi nồi
2.2.2.1.1.Tính nhiệt tải riêng trung bình
- Giả thiết quá trình là liên tục và ổn đònh.
- Nhiệt tải riêng của hơi đốt cấp cho thành thiết bò:
q
D
= α
1
.(t
1
– t
w1
) = α
1
.∆t

1
(20)
- Nhiệt tải riêng của thành thiết bò:
tw2)(tw1.
1
= q
nt
v
rr
v
++
λ
δ
. (21)
- Nhiệt tải riêng của phía dung dòch sôi:
q
L
= α
2
.(t
w2
– t
2
) = α
2
.∆t
2
(22)
2.2.2.1.2. Tính hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng tụ α
D

Khi tốc độ của hơi nhỏ (ω’
≤
10 m/s, chính xác hơn khi ρ’ω’
2

≤
30) và màng nước ngưng
chuyển động dòng (Re
m
<100) thì hệ số cấp nhiệt α
1
đối với ống thẳng đứng được tính theo
công thức sau:
Hệ số cấp nhiệt phía hơi bão hoà ngưng tụ (V.105-[4])

)
)(
(15.1
32
vnDDo
DSD
D
ttH
gr
−
=
µ
λρ
α
(W/m

2
.độ) (23)
với r
s
: ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi bão hoà tại nhiệt độ t
D
Các thông số vật lý khác (
nnn
λµρ
,,
) là số liệu của nước sôi tại nhiệt độ trung bình phía hơi
đốt: t
m
= 0,5.(t
w1
+ t
1
) (24)
- Xem như sự mất mát nhiệt không đáng kể :
q = q
1
= q
2
 t
w2
= t
w1
– q
1
.

r∑
(25)
2.2.2.1.3. Tính hệ số cấp nhiệt phía dung dòch α
L
Theo T
183
-[2]
- Hệ số cấp nhiệt α
L
từ bề mặt ống vào dung dòch chảy dọc từ trên xuống được tính như sau:
Ta có: Nu
e
= 0,01.(Re.Pr)
1/3
(5.62-[2]) (26)
Mặt khác: Nu
e
=
2
.
e
l
α θ
λ
(T
183
-[2]) (27)
=> α
L
=

1/ 3 1/ 3
0,01.Re .Pr .
l
e
λ
θ
(W/m
2
.độ) (28)
SVTH : Trang 16
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
Trong đó:
Lt
dn
G
µπ
....3600
.4
Re
=
(T
21
-[5]) (29)
với G=(G
đ
+G
đ
)/ 2 (30)
3
1

2
2








=
g
L
L
e
ρ
µ
θ
(T
183
-[2]) (31)
P=
L
L
C
λ
µ
.
(T
21

-[5]) (32)
3
8
***10*58.3
dd
dd
ddddl
M
C
ρ
ρλ
−
=
(I.32-[5]) (33)
OHOHCdd
M
X
M
X
M
2112212
11
−
+=
2.2.2.1.4. Tính hệ số truyền nhiệt của nồi thứ i: Theo T
116-117
-[1]
K
i
=

tbI
iI
q
t
∆
(III.17-[1]) (34)
Kiểm tra sai số: ∆q =
1 2
1
.100%
q q
q
−
(35)
Nếu ∆q < 5% thì thỏa.
=> Nhiệt tải trung bình: q
tb
=
1 2
2
q q+
(36)
2.2.3. Hiệu số nhiệt độ hữu ích thực của mỗi nồi Theo T
117
-[1]
- Công thức chung:
* .
i
m
im

i
m
i
t
Q
t
Q
K
K
∆
∆ =
∑
∑
(
0
C) (III.19-[1]) (37)
- Trong đó: chữ số “m” là chỉ nồi thứ m
i iI iII
t t t
∑∆ = ∆ + ∆
(38)
i
I II
i I II
Q
Q Q
K K K
∑ = +
(39)
Kiểm tra lại hiệu số nhiệt độ hữu ích:

∆(∆t
i
) =
*
*
.100%
i i
i
t t
t
∆ − ∆
∆
(40)
Nếu ∆(∆t
i
) < 5% thì thỏa.
SVTH : Trang 17
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
2.2.4. Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt của mỗi nồi
F
i
=
*
.
I
I iI
Q
K t∆
(III.21a,b-[1]) (41)
Bề mặt truyền nhiệt thực: F

ithưc
= 1.1F
i
(42)
Vì ở đây xét thêm dự trữ 10% để đảm bảo an toàn tránh những sự cố có thể xảy ra như về hơi
đốt, chân không… Thông thường theo kinh nghiệm lấy lên 20% nhưng tuỳ vào thiết bò chọn cho
phù hợp với kết quả tính toán nên ta vẫn có thể chọn nhỏ hơn.
=> Số ống truyền nhiệt:
. .
F
n
d l
π
=
(II.25-[1])(43)
Với d tính theo phía có
α
bé hơn hoặc là d trung bình với giá trò
α
gần nhau.
Bảng 2.3: Kết quả tính hệ số truyền nhiệt tổng quát và diện tích bề mặt truyền nhiệt
Đại lượng Kí hiệu Đơn vò
Giá trò
Ghi chú
Nồi I Nồi II
Ống truyền nhiệt
Vật liệu Thép X18H10T
Hệ số dẫn nhiệt W/m.độ 16,3
Tra bảng
XII.7 – [ 4]

Chiều cao H
ô
m 5
Chọn theo
bảng VI.6 –
[ 4]
Đường kính trong d
t
m 0,034
Đường kính ngoài d
n
m 0,038
Chiều dày m 0,0035
Nhiệt trở lớp nước
ngưng
r
n
m
2
.độ/W 4.64.10
- 4
Tra bảng
V.1 – [4 ]
Nhiệt trở lớp cặn bẩn r
t
m
2
.độ/W 3,87.10
- 4
Phía hơi đốt

Nhiệt độ hơi t
D
0
C 142.9 109.1 Bảng 2.1
nhiệt độ vách t
vn
0
C 139.7 105.6 Chọn
Nhiệt độ trung bình
n
t
0
C 141.3 107.35
n nhiệt ngưng tu r
D
kJ/kg 2141 2235 Bảng 56-[3]
Khối lượng riêng
D
ρ
kg/m
3
924.83 952.86 Bảng 39-[3]
theo
n
t
Hệ số dẫn nhiệt
D
λ
W/m.độ 0.685 0.684
Độ nhớt tuyệt đối

D
µ
10
-4
Pas 1.95 2.63
Hệ số cấp nhiệt
D
α
W/m
2
độ 7542.7 7015.2 (23)
Cường độ dòng nhiệt q
D
10
4
W/m
2
24136.64 24553.2 (20)
SVTH : Trang 18
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
Phía lỏng
Suất lượng dung dòch
trung bình
kg/h 2365.51 1198.84 Bảng 2.1
Nồng độ trung bình
x
0.134 0.31 Bảng 2.2
Nhiệt độ sôi trung
bình
s

t
0
C 110.24 61.3 Bảng 2.2
Phân tử lượng trung
bình
M
20.6 25.48
Nhiệt độ vách t
vt
0
C 116.29 81.78 Chọn
Nhiệt độ trung bình
t
t
= t
m
0
C 113.27 71.54
Khối lượng riêng
L
ρ
kg/m
3
1054.4 1134.5 Bảng I .87-
[4]
Nhiệt dung riêng C
p
J/kg.độ 3628.54 3627.58 Bảng 2.2
Độ nhớt tuyệt đối
L

µ
10
-4
Pas 2.57 11.61 Bảng I.112-
[4]
Hệ số dẫn nhiệt
L
λ
W/m.độ 0.508 0.522 (33)
Chuẩn số Re Re 1570.4 176.2 (29)
Chuẩn số Pr Pr 1.84 8.07 (32)
Chuẩn số Nu Nu 0.142 0.112 (33)
Kích thùc hình học
đặc trưng
θ
10
-5
m 1.82 4.74 (31)
Hệ số cấp nhiệt
L
α
W/m
2
độ 3963.5 1233.4 (28)
Cường độ dòng nhiệt q
L
10
4
W/m
2

23979 24107.2 (22)
Kiểm tra điều kiện
%5
≤∆
q
0.65%
=> thoả
2.8%
=>thoả
(36)
Hệ số truyền nhiệt K W/m
2
độ 736.62 514.6 (34)
Nhiệt lượng có ích Q 10
3
W 719.36 717.36 Bảng 2.2
Chênh lệch nhiệt độ
hữu ích
hi
t
∆
0
C 32.66 48.4 Bảng 2.2
Chênh lệch nhiệt độ
hữu ích thực
*
hi
t
∆
0

C 33.39 47.67 (37)
Diện tích bề mặt
truyền nhiệt tính
F
*
m
2
29.25 29.24 (41)
Số ống truyền nhiệt
chọn
n
chon
Ống 61 61
Số ống truyền nhiệt
tính
n
tính
Ống 55=>61 55=>61 (43)
Như vậy ta chọn thông số chung cho ba nồi:
- Chọn bề mặt truyền nhiệt : F= 29.5m
2
- Số ống truyền nhiệt: n = 61 ống ( làm tròn theo bảng V.11 – [ 5 ])
SVTH : Trang 19
Đồ án môn học : Quá trình và Thiết bò GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu
- Chiều cao ống truyền nhiệt: H
ô
= 5 m
- Chiều cao buồng đốt lấy bằng chiều cao ống truyền nhiệt: H
đ
= 5 m

2.2.4.

Tính kích thước của buồng đốt và buồng bốc
2.2.4.1 Đường kính buồng đốt
- Đường kính trong của buồng đốt được tính theo công thức sau:
D
t
= s.(m – 1) + 4.d
o
(m) ( CT2.85/ 58/ [2])(44)
Trong đó: Chọn s = 1.5d
o
m =
)1(
3
4
1
−+
n
= 9 (45)
• Ngoài ra ta còn có thêm thân phụ ở buồng đốt lấy H
tp
=(70-100%)D
t
(46)
2.2.4.2. Kích thước buồng bốc Theo T
157-158
-[2]
- Gọi chiều cao buồng bốc là: H
b

(m)
- Đường kính buồng bốc: D
b
=
4.
.
b
b
V
H
π
(m) (T
72
- [5]) (47)
Trong đó:V
b
: thể tích buồng bốc được tính theo công thức sau:
V
b
=
.
h p
W
U
ρ
(m
3
) (5.15-[2]) (48)
Với: U
p

= f
p
. U
t
(m
3
/m
3
.h) (III.24-[1]) (49)
Chọn U
t
= 1700m
3
/m
3
Chọn f
p
( theo đồ thò VI.3-[5])
- Vận tốc lắng: ω
0
=
h
hl
dg
ρξ
ρρ
..3
)..(.4
−
(5.14-[2]) (50)

Nếu 0.2 < Re < 500: ξ =
0,6
18, 5
Re
Nếu 500 < Re < 150000: ξ = 0.44
Re =
h
hh
dw
µ
ρ
..
(46)
Vận tốc hơi: ω
h
=
h
b
V
F
(51)
V
h
=
h
W
ρ
và F
b
=

4
.
2
b
D
π
- Điều kiện: + phân ly được những giọt lỏng có đường kính từ 0.3 mm trở lên.
+ w
0
< 70%.w
h
.
Dựa vào những lý luận trên cùng giả thiết ξ =
0,6
18, 5
Re
ta có kết quả sau:
w
h
=AH
b
w
0
=B(H
b
)
0.3
cùng giả sử w
h
=0.6w

0
=> H
b
,D
b
SVTH : Trang 20