cô đặc 3 nồi buồng đốt ngoài

ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
I. MỞ ĐẦU:
1. Thành phần hóa học của mía – Tính chất vật lí của đường mía: [1]
• Thành phần hóa học của mía tương đối phức tạp, gồm: nước đường, tinh bột, chất chứa
nitơ, các acid hữu cơ… Trong đó thành phần chủ yếu là nước (74,5%), saccharose
(12,0%) và cellulose (5,5%). Sản phẩm của công nghiệp sản xuất đường là
saccharose.
• Tinh thể đường saccharose thuộc dạng đơn tà; trong suốt không màu; có tỉ trọng
1,5879 g/cm
3
; t
o
nc
= 186 – 188
o
C, dễ hòa tan trong nước, không tan trong dung môi hữu
cơ; độ nhớt của dung dòch tăng theo chiều tăng của nồng độ và giảm theo chiều tăng
của nhiệt độ; nhiệt dung riêng của saccharose được tính theo công thức c = 4,18.
(0,2387 + 0,00173t), kJ/kg.độ; về độ quay cực, dung dòch đường có tính quay phải.
2. Các phương án bốc hơi: bốc hơi chân không, bốc hơi áp lực.
Nếu sử dụng phươngpháp bốc hơi áp lực cho nước mía sẽ có những nhược điểm:
• Màu sắc nước mía tương đối đậm, pH giảm nhiều. Do nhiệt độ cao, đường bò
phân hủy và tạo caramen nhiều.
• Khi sản xuất nếu hút hơi thứ không bình thường, không những không giảm
lượng hơi tiêu hao mà còn tăng lên do hiện tượng “xả hơi” và từ đó khó duy trì
ổn đònh chỉ tiêu bốc hơi, nồng độ mật chè không ổn đònh.
Trong khi ưu điểm của bốc hơi chân không là nhiệt độ sôi của dung dòch đường tương
đối thấp, tránh được hiện tượng phân hủy và chuyển hóa đường, chất lượng mật chè tốt,
thao tác và khống chế dễ dàng. Vì vậy, ta chọn phương án bốc hơi chân không.
3. Ta dùng hệ bốc hơi cô đặc nhiều nồi để cô đặc nước mía vì làm như thế thì nước mía
qua mỗi nồi đều bốc hơi một phần nước, nồng độ nước mía tăng dần hơn, mang lại

hiệu quả kinh tế cao trong việc sử dụng hơi thứ. Nhưng kể từ nồi III trở đi, tăng thêm
một nồi cô đặc thì lượng hơi tiết kiệm được không nhiều, hiệu số nhiệt độ có ích giữa
các nồi giảm, tăng vốn đầu tư, tăng chi phí khấu hao, thao tác và quản lí phức tạp.
Vì vậy ta dùng hệ cô đặc 3 nồi.
4. - Hệ nhiều nồi ngược chiều thích hợp với các dung dòch vô cơ không biến tính vì nhiệt
độ trong khoảng nhiệt độ làm việc.
- Hệ nhiều nồi xuôi chiều thích hợp để cô đặc các dung dòch mà chất tan dễ biến tính
vì nhiệt độ cao vì trong hệ xuôi chiều các nồi đầu có áp suất và nhiệt độ cao hơn các
nồi sau nên sản phẩm được hình thành ở nồi có nhiệt độ thấp nhất. Điều này rất thích
hợp với nước mía vì ở nhiệt độ cao nước mía dễ bò biến đổi (phản ứng caramen).
5. Ưu điểm của thiết bò cô đặc loại buồng đốt ngoài dựng đứng: [2]
• Giảm bớt được khoảng cách theo chiều cao giữa buồng đốt và không gian bốc hơi,
có thể điều chỉnh được sự tuần hoàn.
• Hoàn toàn tách hết bọt, vì buồng đốt cách xa không gian hơi.
• Có khả năng sử dụng không gian hơi như là một bộ phận phân li loại li tâm.
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 1
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
• Một không gian hơi có thể nối với hai hoặc nhiều buồng đốt và như vậy có thể
luân phiên nhau sửa chữa buồng đốt mà không phải ngừng sản xuất.
II. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:
Dung dòch đường mía có nồng độ đầu 15% ở 30
0
C từ bồn chứa nguyên liệu được
bơm lên bồn cao vò đặt cách mặt đất 20 m. Từ bồn cao vò, dung dòch được tự chảy qua lưu
lượng kế vào thiết bò gia nhiệt, lưu lượng luôn đảm bảo là 1.25kg/s. Tại thiết bò gia nhiệt,
dung dòch được đun nóng đến 100
0
C bằng hơi nước bão hòa có nhiệt độ là 142.9
0
C (4 at)

lấy từ nồi hơi. Thiết bò gia nhiệt được thiết kế theo kiểu ống chùm có đường kính là 0.5 m,
kích thước ống d38x2; dung dòch đi trong ống còn hơi đốt đi ngoài ống.
Sau đó dung dòch tiếp tục được tự chảy vào nồi cô đặc thứ I. Tại đây dung dòch
được cô đặc sơ bộ đến nồng độ 20.4% nhờ hơi đốt là hơi bão hòa ở 142.9
0
C được cấp từ
nồi hơi như trong thiết bò gia nhiệt (lượng hơi đốt cần sử dụng là 0.421 kg/s). Đây là thiết
bò cô đặc dạng buồng đốt ngoài dựng đứng, đường kính buồng đốt là 1.4 m, chiều dài ống
truyền nhiệt là 3 m, loại ống là d38x2; buồng bốc có đường kính là 1.6 m, chiều cao là 1
m. Nhiệt độ sôi trong dung dòch nồi I là 132.2
0
C, áp suất của hơi thứ là 2.81 at.
Dung dòch ra khỏi nồi I được cho tự chảy vào nồi II được thiết kế giống nồi I, hơi
thứ của nồi I được dùng làm hơi đốt cho nồi II. Nhiệt độ sôi trong nồi II là 119.9
0
C, áp
suất hơi thứ là 1.86 at. Tại nồi II, dung dòch được cô đặc đến nồng độ 31.3%.
Dung dòch ra khỏi nồi II được cho tự chảy vào nồi III được thiết kế giống nồi I, hơi
thứ của nồi II được dùng làm hơi đốt cho nồi III. Nhiệt độ sôi trong nồi III là 87.4
0
C, áp
suất hơi thứ là 0.65 at. Tại nồi III, dung dòch được cô đặc đến nồng độ 64.0%.
Lượng hơi thứ nồi III được dẫn vào thiết bò ngưng tụ baromet với đường kính là 0.6
m, chiều cao 3.7 m, số ngăn là 8, áp suất trong thiết bò ngưng tụ là 0.65 at. Phần hơi không
ngưng được đưa qua thiết bò tách lỏng rồi được hút ra ngoài bằng bơm chân không.
Phần khí không ngưng của thiết bò gia nhiệt, nồi cô đặc I, II, III được thải bỏ. Còn
nước ngưng được dẫn qua các bẫy hơi đến bể chứa nước để đưa về lò hơi.
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 2
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
III. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG

LƯNG:
YÊU CẦU:
Cô đặc dung dòch nước mía bằng hệ thống thiết bò cô đặc 3 nồi xuôi chiều liên tục với:
• Năng suất nhập liệu: 4500 kg/h
• Nồng độ dung dòch nhập liệu: 15%
• Nồng độ sản phẩm: 64%
• p suất hơi đốt: 4 at
• p suất trong thiết bò ngưng tụ: 0.65 at
• Nồi cô đặc: buồng đốt ngoài dựng đứng
1. TỔNG LƯNG HƠI THỨ TẠO THÀNH TRONG 3 NỒI LÀ:
4500 0.15
(1 ) .(1 ) 0.957( / )
3600 0.64
c
x
W G kg s
x
= − = − =
đ
đ
2. PHÂN PHỐI PHỤ TẢI CHO CÁC NỒI:
Ta chọn tỉ lệ khối lượng hơi thứ tạo thành tại các nồi như sau:
I / II / III = 1.08 / 1.04 / 1
Do đó lượng hơi thứ tạo thành:
 nồi I:
1
0.957 1.08
0.331( / )
1.08 1.04 1
W kg s

×
= =
+ +
 nồi II:
2
0.957 1.04
0.319( / )
1.08 1.04 1
W kg s
×
= =
+ +
 nồi III:
3
0.957 1
0.307( / )
1.08 1.04 1
W kg s
×
= =
+ +
3. TỔNG NỒNG ĐỘ CỦA DUNG DỊCH TẠI CÁC NỒI:
 Lưu lượng dung dòch từ nồi I nhập vào nồi II là:
1 1
1.25 0.331 0.919( / )G G W kg s= − = − =
đ
với nồng độ
1
1
1.25 0.15

20.4%( )
0.919
G x
x KL
×
= = =
đ đ
G
 Lưu lượng dung dòch nồi II nhập vào nồi III là:
2 2
0.919 0.319 0.6( / )G G W kg s= − = − =
1
với nồng độ
2
2
1.25 0.15
31.3%( )
0.6
G x
x KL
×
= = =
đ đ
G
 Sản phẩm ra từ nồi III là:
3 3
0.6 0.307 0.293( / )G G W kg s= − = − =
2
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 3
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng

với nồng độ
3
1.25 0.15
64.0%( )
0.293
c
G x
x KL
×
= = =
đ đ
G
(đúng như đầu đề)
4. PHÂN PHỐI CHÊNH LỆCH ÁP SUẤT CHO CÁC NỒI:
Bảng 1: Phân phối áp suất, nhiệt độ, ẩn nhiệt hóa hơi của hơi đốt
Đại lượng
Nồi
p suất của hơi thứ
bão hòa (at)
Nhiệt độ của hơi thứ
bão hòa (
0
C)
n nhiệt hóa hơi
(kJ/kg)
I
2.81 130.4 2178
II
1.86 117.3 2214
III

0.65 87.4 2291
Hơi đốt nồi I
4 142.9 2141
5. TÍNH TỔN THẤT NHIỆT ĐỘ Ở CÁC NỒI:
 Tổn thất do nồng độ:
Tổn thất nhiệt theo nồng độ được tính theo công thức:
2
0
0
(273 )
' ' 16.2 ( )
t
C
r
+
∆ = ∆ × ×
trong đó:
∆’
0
: độ tăng điểm sôi ở áp suất thường (
0
C)
t: nhiệt độ của hơi thứ (
0
C)
r: ẩn nhiệt hóa hơi của hơi thứ (J/kg)
Theo bảng 32.2 [4], chọn tinh độ của đường là 80%, ta có:
Bảng 2: Độ tăng điểm sôi của dung dòch đường tại áp suất thường
Đại lượng
Nồi

x
i
(%) ∆’
0(i)
(
0
C) t (
0
C) r (J/kg) ∆’
(i)
(
0
C)
I
20.4 0.316 130.4 2178000
0.382
II
31.3 0.778 117.3
2214000 0.867
III
64.0 4.32 87.4
2291000 3.968
Vậy:
0
' 0.382 0.867 3.968 5.217 ( )Σ∆ = + + =
i
C
 Tổn thất nhiệt do cột chất lỏng:
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 4
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng

H
H-op
Hình 1
o 20
0
C, ρ
nước
= 1000 kg/m
3
, ρ
đường
= 1554.54 (kg/m
3
) (bảng 1.86 [2]) nên ta có:
Bảng 3: Khối lượng riêng của dung dòch
Đại lượng
Nồi
Nồng độ
x
i
(%)
3
dd
i i
ct dm
1
ρ = (kg/m )
x 1-x
+
ρ ρ

I
19.5 1075
II
29.3 1117
III
64.0 1296
Ta lấy giá trò khối lượng riêng này để tính nhiệt độ sôi dung dòch trong các nồi.
Các tính toán đều dựa vào mức chất lỏng thích hợp trong các ống truyền nhiệt.
Chọn chiều cao ống đốt là 3m. Ta có:
Bảng 4: Tổn thất nhiệt do cột chất lỏng
Đại lượng
Nồi

op(i) dd(i) dm(i)
H =[0.26+0.0014(ρ -ρ )]×3 (m)
dd(i) op(i)
2
tb(i) i
4
0.5ρ gH
p =p + (kg/cm )
2×9.81×10
t
si
(
0
C)
∆’’
i
(

0
C)
I
1.108 2.84 130.8 0.4
II
1.309 1.9 118 0.7
III
2.023 0.72 90 2.6
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 5
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
Vậy Σ∆’’
i
= 0.4 + 0.7 +2.6 = 3.7 (
0
C)
 Tổn thất nhiệt độ trên đường ống dẫn hơi thứ:
Chọn ∆’’’
i
= 1 (
0
C) => Σ∆’’’
i
= 1 x 3 = 3 (
0
C)
Bảng 5: Tổng kết các tổn thất nhiệt
Đại lượng
Nồi
∆’ (
0

C) ∆’’ (
0
C) ∆’’’ (
0
C)
I
0.382
0.4 1
II
0.867
0.7 1
III
3.968
2.6 1
Σ
5.217 3.7 3
Vậy tổng tổn thất nhiệt độ của cả hệ thống là: Σ∆
i
= 5.217 + 3.7 + 3 = 11.917 (
0
C)
6. CHÊNH LỆCH NHIỆT ĐỘ HỮU ÍCH Ở CÁC NỒI:
 Tổng chênh lệch nhiệt độ (biểu kiến) của cả hệ thống:
∆T = t
đ
– t
c
= 142.9 – 87.4 = 55.5 (
0
C)

 Tổng chênh lệch nhiệt độ hữu ích của hệ thống:
Σ∆t
i
= ∆T - Σ∆
i
= 55.5 – 11.917 = 43.583 (
0
C)
Bảng 6: Nhiệt độ dung dòch và chênh lệch nhiệt độ hữu ích của các nồi
Đại lượng
Nồi
Nhiệt độ của dung dòch:
t
i
= t
ht (i)
+ ∆’
i
+ ∆’’
i
+ ∆’’’
i
Chênh lệch nhiệt độ hữu ích:
∆t
hi (i)
= t
ht (i-1)
- t
i
I

132.2 10.7
II
119.9 10.5
III
95 22.3
7. CÂN BẰNG NHIỆT LƯNG:
 Tính nhiệt dung riêng của dung dòch ở các nồi: [2]
Bảng 7: Nhiệt dung riêng của dung dòch ở các nồi
Nồi C = 4190 – (2514 – 7.542t
i
)x
i
(J/kg.độ)
0
3926
I
3881
II
3686
III
3040
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 6
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
 Thiết lập cân bằng nhiệt lượng:
Hình 2: Sơ đồ để tính cân bằng nhiệt lượng
 D: lượng hơi đốt dùng cho hệ thống (kg/s).
 i, i
1
, i
2

, i
3
: hàm nhiệt của hơi đốt, hơi thứ nồi I, II, III (j/kg).
 t
đ
, t
1
, t
2
, t
3
: nhiệt độ ban đầu, nhiệt độ ra khỏi nồi I, II, III (
0
C).
 C
đ,
C
1
, C
2
, C
3
: nhiệt dung riêng ban đầu, nhiệt dung riêng ra khỏi nồi I, II, III
(J/kg.độ).
 θ
1
, θ
2
, θ
3

: nhiệt độ nước ngưng tụ của nồi I, II, III (
0
C).
 C
ng1
, C
ng2
, C
ng3
: nhiệt dung riêng của nước ngưng ở nồi I, II, III (J/kg.độ).
 Q
xq1
, Q
xq2
, Q
xq3
: nhiệt mất mát ra môi trường xung quanh (J).
• Phương trình cân bằng nhiệt lượng:
o Nồi I: Di + G
đ
C
đ
t
đ
= W
1
i
1
+ G
1

C
1
t
1
+ DC
ng1
θ
1
+ Q
xq1
(1)
o Nồi II: W
1
i
1
+ G
1
C
1
t
1
= W
2
i
2
+ G
2
C
2
t

2
+ W
1
C
ng2
θ
2
+ Q
xq2
(2)
o Nồi III: W
2
i
2
+ G
2
C
2
t
2
= W
3
i
3
+ G
3
C
3
t
3

+ W
2
C
ng3
θ
3
+ Q
xq3
(3)
• Phương trình cân bằng vật chất: W
1
+ W
2
+ W
3
= W = 0.957 (kg/s) (4)
• Các thông số: [2]
Bảng 8: Các thông số vật lí
Đại lượng
Nồi
i
(j/kg)
t
(
0
C)
C
(J/kg.độ)
θ
(

0
C)
C
ng
(J/kg.độ)
0
2744000 100 3926 142.9 4294
I
2726000 132.1 3881 130.4 4267
II
2709000 119.8 3686 117.3 4245
III
2654000 95.3 3040
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 7
D, C
ng1
, θ
1
G
đ
, C
đ
, t
đ
D, i
W
1
, i
1
W

2
, i
2
W
3
, i
3
G
3
, C
3
, t
3
W
1
, C
ng2
, θ
2
W
2
, C
ng3
, θ
3
Q
xq1
Q
xq2
Q

xq3
G
1
, C
1
, t
1
G
2
, C
2
, t
2
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
Từ các phương trình (1), (2), (3), (4) ta có:
1
2
3
0.317 (kg/s)
0.318 (kg/s)
0.322 (kg/s)
0.421 (kg/s)
W
W
W
D
=


=



=


=

Kiểm tra lại giả thiết phân bố hơi thứ ở các nồi:
1
2
3
0.331 0.317
4.2% 5%
0.331
0.319 0.318
0.3% 5%
0.319
0.322 0.307
4.7% 5%
0.322
W
W
W
−
∆ = = <
−
∆ = = <
−
∆ = = <
IV. TÍNH CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH:

SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 8
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
1. TÍNH BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT CỦA BUỒNG ĐỐT:
Chọn thiết bò ống chùm thẳng đứng, dung dòch đi trong ống, hơi đốt đi ngoài ống.
Bề mặt truyền nhiệt của buồng đốt được tính theo công thức:
2
(m )
i
Q
F
K t
=
∆
Trong đó:
Q: nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp (W)
K: hệ số truyền nhiệt (W/m
2
.độ)
∆t
i
: hiệu số nhiệt độ hữu ích (
0
C)
a. Tính nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp:
 Nồi I: Q
1
= Dr = 0.421 x 2141000 = 901361 (W)
 Nồi II: Q
2
= W

1
r
1
= 0.331 x 2178000 = 720918 (W)
 Nồi III: Q
3
= W
2
r
2
= 0.319 x 2214000 = 706266 (W)
b. Tính hệ số truyền nhiệt K của mỗi nồi:
 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
1
= α
1
(t
1
– t
w1
) = α
1
∆t
1
(W/m
2

)
Nhiệt tải riêng của thành thiết bò:
δ
λ
Σ
+
2
w1 w2 w1 w2
cáu1 cáu2
1 1
q= (t -t )= (t -t ) (W/m )
r
r + r

Nhiệt tải riêng của phía dung dòch sôi:
q = α
2
(t
w2
– t
2
) = α
2
∆t
2
(W/m
2
)
Trong đó:
t

1
, t
2
: nhiệt độ hơi đốt, dòch trong nồi (
0
C)
t
w1
, t
w2
: nhiệt độ hai bên thành ống (
0
C)
α
1
, α
2
: hệ số cấp nhiệt phíahơi ngưng tụ, phía dung dòch (W/m
2
.độ)
r
cáu 1
: nhiệt trở cặn bẩn phía hơi đốt => r
cáu 1
= 0.348 x 10
-3
(m
2
độ/W) [3]
r

cáu 2
: nhiệt trở cặn bẩn phía dung dòch => r
cáu 2
= 0.387 x 10
-3
(m
2
độ/W)
[3]
δ
λ
: nhiệt trở thành thiết bò (m
2
độ/W)
Chọn vật liệu làm ống truyền nhiệt là thép không rỉ X18H10T có hệ số dẫn
nhiệt λ = 16.3 W/mđộ
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 9
t
1
t
w2
t
w1
q
1
q
2
q
t
2

Hình 3: Sơ đồ truyền nhiệt qua vách
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
Chọn ống d38 có bề dày thành ống δ = 2 mm
=>
δ
λ
Σ ×
-4 2
cáu 1 cáu 2
r = (r + + r ) = 8.58 10 (m độ/W)
 Tính hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng tụ α
1
: [3]
Khi tốc độ hơi nhỏ (
ω
≤10 m/s
) và màng nước ngưng chuyển động dòng (Re
m
< 100) thì α
1
đối với ống thẳng đừng được tính theo công thức:
α
=
∆
2
4
1
1
2.04 (W/m độ)
r

A
t H
Trong đó:
A: hệ số phụ thuộc nhiệt độ màng t
m
Công thức tính nhiệt độ màng: t
m
= 0.5(t
w1
+ t
1
) (
0
C)
r: ẩn nhiệt ngưng tụ lấy theo nhiệt độ hơi bão hòa (J/kg)
∆t
1
: hiệu số nhiệt độ giữa hơi ngưng tụ và thành thiết bò (
0
C)
H: chiều cao ống truyền nhiệt => H = 3m
 Tính t
w2
:
Xem như sự mất mát nhiệt không đáng kể: q = q
1
= q
2
=> t
w2

= t
w1
– q
1
Σr
 Tính hệ số cấp nhiệt phía dung dòch α
2
: [3]
Khi dung dòch (có dung môi là nước) sôi trong các ống thẳng đứng với áp suất
từ 0.5 đến 4 at thì α
2
được tính theo công thức sau:
α
= −
0.7 0.4 2
2
(1 ) (W/m độ)
100
b
Aq p m
Trong đó:
A = 4.6 đối với các ống thép
q: nhiệt tải riêng trung bình (W/m
2
)
p: áp suất (at)
m: hệ số thực nghiệm, đối với dung dòch đường m = 1.2
b: nồng độ dung dòch (% khối lượng)
 Kiểm tra lại giả thiết ∆t
1

:
Giả sử q
1
> q
2
:
−
∆ = × <
1 2
1
100% 5% là được
q q
q
q
 Nhiệt tải trung bình:
+
=
2
1 2
(W/m )
2
tb
q q
q
Bảng 9: Hệ số cấp nhiệt và nhiệt tải riêng của từng nồi
Nồi
Đại lượng
I II III
t
1

(
0
C)
142.9 130.4 117.3
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 10
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
t
w1
(
0
C)
142.24 129.86 116.8
t
m
(
0
C)
142.57 130.13 117.05
∆t
1
(
0
C)
0.66 0.54 0.50
A
194.4 191 186.6
α
1
(W/m
2

độ)
12788.34 13267.81 13268.24
q
1
(W/m
2
)
8440.3 7164.62 6634.12
Σr (m
2
độ/W)
0.000858 0.000858 0.000858
t
w2
(
0
C)
135 123.6 111.1
α
2
(W/m
2
độ)
2942.75 1839.34 425.26
q
2
(W/m
2
)
8239.7 6989.49 6846.69

∆q (%)
2.4 2.4 3.1
q
tb
(W/m
2
)
8340 7077.06 6740.41
 Tính hệ số truyền nhiệt của mỗi nồi:
Bảng 10: Hệ số truyền nhiệt của các nồi
Nồi
tb(i)
2
i
hi(i)
q
K = (W/m độ)
t∆
I
779.44
II
674.01
III
302.26
c. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của mỗi nồi:
Để thuận tiện cho công tác chế tạo, ta tiến hành phân bố chênh lệch nhiệt độ hữu
ích cho các nồi theo phương án bề mặt truyền nhiệt của mỗi nồi là không đổi (F
i
=
const). Khi đó, chênh lệch nhiệt độ hữu ích của mỗi nồi đươc tính theo công thức:

Σ∆
∆ = ×
Σ
( )
* 0
( )
( )
hi i
i
hi i
i
i
i
t
Q
t C
Q
K
K
Kiểm tra lại hệ số nhiệt độ hữu ích: Giả sử ∆t
*
hi
> ∆t
hi
, khi đó:
∆ − ∆
∆ ∆ = × <
∆
*
*

( ) 100% 5% là được
hi hi
hi
hi
t t
t
t
Bảng 11: Kiểm tra hệ số nhiệt độ hữu ích
Đại lượng
Nồi
Q (W) K (W/m
2
độ) Q/K (m
2
độ) ∆t
*
hi
(
0
C) ∆t
hi
(
0
C) ∆(∆t
hi
) (%)
I
901361 779.44 1156.42 11.0 10.7 2.7
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 11
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng

II
720918 674.01 1069.6 10.2 10.5 2.9
III
706266 302.26 2336.62 22.3 22.3 0
d. Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt của mỗi nồi và số ống truyền nhiệt:
Chọn ống d38x2 => trong công thức tính số ống d = d
tr
= 0.036 mm do α
1
> α
2
.
Bảng 12: Diện tích bề mặt truyền nhiệt và số ống truyền nhiệt
Đại lượng
Nồi
2
i
i
*
i hi(i)
Q
F = (m )
K ×∆
i
i
F
n = (ống)
dl
π
n quy chuẩn

(ống)
i i
F =n dl
π
(m
2
)
F quy chuẩn
(m
2
)
I
105.13 310
367 124.5 125
II
104.86 309
III
104.78 309
2. TÍNH KÍCH THƯỚC CỦA BUỒNG ĐỐT VÀ BUỒNG BỐC:
2.1. Kích thước buồng đốt:
Đường kính buồng đốt:
D = t(b – 1) + 4d
n
(m) = 1.4 x 0.038 x (21 – 1) + 4 x 0.038 = 1.216 m
Trong đó:
t: bước ống (m) => chọn t = 1.4d
n

b: số ống trên đường chéo của hình lục giác đều
d

n
: đường kính ngoài của ống
Chọn D chuẩn cho cả 3 nồi là: D = 1.4 m
2.2. Kích thước buồng bốc:
 Công thức tính đường kính của buồng bốc:
π
=
2
4
(m )
b
b
b
V
D
H
Trong đó:
H
b
: chiều cao buồng bốc (m)
V
b
: thể tích buồng bốc (m
3
)
 Công thức tính thể tích buồng bốc: [5]
ρ
=
3
(m )

b
n p
W
V
U
Trong đó:
W: lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bò (kg/h)
ρ
n
: khối lượng riêng của hơi thứ (kg/m
3
)
U
p
: cường độ bốc hơi thể tích ở áp suất khác 1at (m
3
/m
3
h)
U
p
= f
p
U
t
U
t
: cường độ bốc hơi thể tích ở 1 at, U
t
= 1600 ÷ 1700 (m

3
/m
3
h). Chọn
U
t
= 1700(m
3
/m
3
h)
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 12
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
f
p:
hệ số hiệu chỉnh, thường áp suất làm việc từ 2 ÷ 15 at tương ứng với
hệ số hiệu chỉnh 0.95 ÷ 0.8
Bảng 13: Kích thước của buồng bốc
Đại lượng
Nồi
W
(kg/h)
P
(at)
ρ
n
(kg/m
3
)
f

p
U
p
(m
3
/m
3
h)
V
b
(m
3
)
H
b
(m)
D
b
(m)
I
1191.6 2.81 1.521 0.94 1598 0.4903 1 0.790
II
1148.4 1.86 1.034 0.96 1632 0.6805 1 0.931
III
1105.2 0.65 0.387 1.02 1734 1.6470 1 1.448
Chọn đường kính cho cả 3 buồng bốc là: D
b
= 1.6m [6].
KÍCH THƯỚC CHO CẢ 3 NỒI:











t
n
t
H = 3 m
D = 1.4 m
Buồng đốt
n = 331 ống
d = 0.038 m
H = 1 m
Buồng bốc
D =1.6 m
V. TÍNH KẾT CẤU THIẾT BỊ CHÍNH:
1. THÂN THIẾT BỊ: [3], [7]
a. Thân buồng đốt:
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 13
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
 Chọn vật liệu cho thân hình trụ của buồng đốt là thép CT3.
Bảng 14: Thông số làm việc của buồng đốt
Nồi
Đại lượng
I II III

P
lv
(at)
4.00 2.81 1.86
t
lv
(
0
C)
142.9 130.4 117.3
Bảng 15: Thông số tính toán cho buồng đốt
Nồi
Đại lượng
I II III
P
tt
= P
lv
– 1 (at)
3.00 1.81 0.86
P
tt
(N/mm
2
)
0.294 0.178 0.084
t
tt
= t
lv

+ 20 (
0
C) (có bọc cách nhiệt)
162.9 150.4 137.3
D
t
(mm)
1400
 Ứng suất cho phép [σ](N/mm
2
)
Bảng 16: Ứng suất cho phép của buồng đốt
Nồi
Đại lượng
I II III
η
0.95 (có bọc cách nhiệt)
[σ
*
] (N/mm
2
)
130.0 131.7 131.7
[σ] = η[σ]
*
(N/mm
2
)
123.50 125.12 125.12
 Hệ số bền mối hàn: ϕ

h
= 0.95
 Bề dày tối thiểu S’ theo điều kiện bền:
Bảng 17: Bề dày tối thiểu theo điều kiện bền
Nồi
Đại lượng
I II III
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 14
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
h
[σ]
P
ϕ
399.1 > 25 667.8 > 25 1415 > 25
t
h
D P
S'= (mm)
2[ ]
σ ϕ
1.75 1.05 0.49
 Bề dày thực S (mm):
Bảng 18: Bề dày thực của buồng đốt
Nồi
Đại lượng
I II III
C
a
(mm)
1

C
b
(mm)
0
C
c
(mm)
0.17 0.12 0.06
S = S’ + C
a
+ C
b
+ C
c
(mm)
2.92 2.17 1.55
S qui chuẩn (mm)
3 3 2
Nhưng theo “bảng 5-1, p.128, [7]” thì với D
t
= 1400 mm thì S
min
= 4 mm nên ta
chọn S = 4 mm.
 Kiểm tra độ bền:
Bảng 19: Kiểm tra độ bền của buồng đốt
Nồi
Đại lượng
I II III
a

t
S-C
D
0.002 < 0.1
2
h a
t a
2[ ] (S-C )
[P]= (N/mm )
D +(S-C )
σ ϕ
0.502 > P
tt (I)
0.508 > P
tt (II)
0.508 > P
tt (III)
 Vậy thân buồng bốc cho cả 3 nồi có bề dày S = 4 mm.
b. Thân buồng bốc:
• Chọn vật liệu cấu tạo cho buồng bốc là X18H10T.
Bảng 20: Thông số làm việc của buồng bốc
Nồi
Đại lượng
I II III
P
lv
(at)
2.81 1.86 0.65
t
lv

(
0
C)
130.4 117.3 87.4
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 15
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
Bảng 21: Thông số tính toán của buồng bốc
Nồi
Đại lượng
I II III
P
tt
(at)
1.81 0.86 1.35
P
tt
(N/mm
2
)
0.178 0.084 0.132
t
tt
= t
lv
+ 20 (
0
C) (có bọc cách nhiệt)
150.4 137.3 107.4
D
t

(mm)
1600
 Đối với buồng bốc của nồi I, II, các thông số [σ], ϕ
h
giống như của buồng đốt nồi
II, III. Cho nên bề dày tối thiểu S’ của buồng bốc nồi I, II là:
Bảng 22: Bề dày tối thiểu của buồng bốc
Nồi I II
t
h
D P
S'= (mm)
2[ ]
σ ϕ
1.2 0.57

Bảng 23: Bề dày thực của buồng bốc
Nồi
Đại lượng
I II
C
a
(mm)
0
C
b
(mm)
0
C
c

(mm)
0.13 0.07
S = S’ + C
a
+ C
b
+ C
c
(mm)
1.33 0.64
S qui chuẩn (mm)
2 1
Nhưng theo “bảng 5-1, p.128, [7]” thì với D
t
= 1600 mm thì S
min
= 4 mm nên ta
chọn S = 4 mm.
 Đối với buồng bốc của nồi III:
• Chiều dài tính toán của thân l’ = l
thân
+ 1/6h
đáy
(thân chỉ nối với nắp elipse dùng
mối hàn).
o Chọn nắp elipse tiêu chuẩn => với D
t
= 1600 mm thì h
t
= 400 mm. Chọn

chiều cao phần gờ h = 25 mm.
o l’ = 1000 + 1/6 x (400 + 40) = 1070.83 mm
•
Mô đun đàn hồi E
t
= 20.5 x 10
4
N/mm
2
•
Giới hạn chảy σ
t
c
= [σ]
*
n
c
= 143 x 2.1 = 300.3 N/mm
2
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 16
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
•
0.4
0.4
4
' 0.132 1070.83
' 1.18 1.18 1600 5.37 mm
20.5 10 1600
n
t

t
t
P
l
S D
E D
 
 
= × = × × =
 ÷
 ÷
×
 
 
• Chọn: Hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường C
a
= 0 mm
Hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường C
b
= 0 mm
Hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp C
c
= 0.54 mm [3]
 S = S’ + C
a
+ C
b
+ C
c
= 5.37 +0 + 0 + 0.54 = 5.91 mm => S = 6 mm [3]

• Kiểm tra độ ổn đònh khi chòu tác dụng của áp suất ngoài:
1.5
1.5
4
2.5
2( )
2 (6 0) ' 1070.83 1600
1.5 1.5 0.13 0.67 11.55
1600 1600 2( ) 2 (6 0)
2( )
' 20.5 10 2 (6 0)
0.67 0.3 0.3 0.133
300.3 1600
[ ] 0.649
'
a t
t t a
t
a
t
t c t
t
t a
t
S C D
l
D D S C
S C
l E
D D

D S C
P E
l D
σ

−
× −
= = < = = < = =

− × −


 
−
× × −

 
= > = × =
 

 
 
 

 
−
= =
 ÷
 
2.5

4 2 2
1600 6 0
0.649 20.5 10 0.171 N/mm 0.132N/mm
1070.83 1600
n
P
−
 
× × = > =
 ÷
 
• Kiểm tra độ ổn đònh của thân khi chòu tác dụng của lực nén chiều trục:
o Lực nén chiều trục:
2
2
( 2 )
(1600 2 6)
0.132 269398 N
4 4
t
CT n
D S
P P
π
π
+
+ ×
= × = =
o Theo p.140 [8], ta có:
1600

133.33 0.126
2( ) 2 (6 0)
t
c
a
D
k
S C
= = ⇒ =
− × −
o Do
4
300.3
25 133.33 250 875 875 0.126 0.162
2( ) 20.5 10
t
t c
c c
t
a
D
K k
S C E
σ
< = < ⇒ = = × × =
− ×
o Kiểm tra độ ổn đònh của thân:
π π
− = = = ⇒
× × ×

4
269398
6 mm > 1.607 mm thỏa
0.162 20.5 10
CT
a
t
c
P
S C
K E
• Kiểm tra độ ổn đònh của thân khi chòu tác dụng đồng thời của áp suất ngoài và
lực nén chiều trục:
o Ứng suất nén chiều trục:
σ
π
= =
+ −
2
8.899 N/mm
( )( )
CT
n
t a
P
D S S C
o Ứng suất nén chiều trục cho phép:
σ
−
−

= = × × × =
4 2
6 0
[ ] 0.162 20.5 10 124.538 N/mm
1600
t
a
n c
t
S C
K E
D
o Kiểm tra độ ổn đònh của thân khi chòu tác dụng đồng thời:
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 17
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
σ
σ
+ = + = < ⇒
8.899 0.132
0.843 1 thỏa
[ ] [ ] 124.538 0.171
n n
n n
P
P
• Vậy thân buồng bốc nồi III có S = 6 mm
 Để thuận tiện cho công tác chế tạo, ta chọn bề dày cho thân buồng bốc cả 3 nồi là
S = 6 mm.
2. NẮP VÀ ĐÁY BUỒNG BỐC: [3], [7]
a. Nắp elipse của buồng bốc:

h
h
t
D
t
S
Hình 4: Nắp elipse
 Chọn vật liệu làm nắp elipse là thép không rỉ X18H10T.
 Nắp của buồng bốc của nồi I và II làm việc với điều kiện chòu áp suất trong.
Bảng 24: Bề dày tối thiểu của thành nắp
Đại lượng
Nồi
P
tt
(N/mm
2
)
[σ]
(N/mm
2
)
ϕ
h
R
t
= D
t
(mm)
h
[σ]

P
ϕ
t
h
PR
S'= (mm)
2[σ]
ϕ
I
0.178 125.12
0.95 1600
668 > 25 1.20
II
0.084 125.12 1415 > 25 0.57
Bảng 25: Bề dày thực của nắp
Đại lượng
Nồi
C
a
(mm)
C
b
(mm)
C
c
(mm)
S = S’ + ΣC
(mm)
S quy chuẩn
(mm)

I
0 0
0.13 1.33 2
II
0.07 0.64 1
• Kiểm tra lại bề dày tính toán:
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 18
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
Bảng 26: Kiểm tra điều kiện bền
Đại lượng
Nồi
a
t
S-C
0.125
D
≤
2
h a
tt
t a
2[σ] (S-C )
[P]= P (N/mm )
R +(S-C )
≥
ϕ
I
0.001 => thỏa 0.297 > 0.178 => thỏa
II
0.001 => thỏa 0.148 > 0.084 => thỏa

• Vậy nắp của buồng bốc nồi I, II có bề dày lần lượt là 2 mm và 1 mm

Nắp elipse nồi III làm việc với áp suất ngoài, P
tt
= 0.132 N/mm
2
• Chọn sơ bộ bề dày nắp bằng bề dày thân ở chỗ hàn với nắp: S = 6 mm.
• Đối với nắp elipse tiêu chuẩn: R
t
= D
t
=1600 mm; h
t
/ D
t
= 0.25
Bảng 27: Kiểm tra điều kiện bền
E
t
(N/mm
2
)
σ
t
c
(N/mm
2
)
x
t

t
c
0.15E
xσ
R
t
/ S
C
a
(mm)
K
2
t 2
a
tt
t
S-C
[P]=0.09E P (N/mm )
KR
 
≥
 ÷
 
20.5x10
4
300.3 0.7 146 267 > 146 0 0.96 0.282 > 0.132 => thỏa
• Vậy, bề dày của nắp elipse nồi III là: S = 6 mm
 Để thuận tiện cho công tác chế tạo, ta chọn bề dày của cả 3 nắp của buồng bốc là
S = 6 mm.
 Vậy, cả 3 nắp elipse của buồng bốc có kích thước là: S = 6 mm, h

t
= 400 mm, h =
25 mm.
b. Đáy của thiết bò:
 Chọn đáy của buồng bốc là đáy nón không uốn mép, góc ở đáy 2α = 90
0
, vật liệu
chế tạo là X18H10T.
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 19
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
H
h
S
4
5
°
D
t
R
Hình 5: Đáy nón
 Theo p.396 [3], với D
t
= 1600 mm thì chiều cao đáy nón H = 899 mm, R
t
= 0.15D
t
.
Chọn chiều cao gờ h = 40 mm.
Bảng 28: p suất tính toán của đáy
Nồi

Đại lượng
I II III
P
lv
(N/mm
2
)
0.276 0.182 0.064
P
thủy tỉnh max
(N/mm
2
)
0.127
P
chọn
(N/mm
2
)
0.276 0.182
0.064
(vì trường hợp chòu áp suất
ngoài nguy hiểm hơn)
P
tt
(N/mm
2
)
0.178 0.084 0.132
 Tính toán cho đáy nồi I, II làm việc chòu áp suất trong với α = 45

0
< 70
0
:
• Bề dày tối thiểu của đáy S’:
Bảng 29: Bề dày tối thiểu của đáy
Đại lượng
Nồi
[σ]
(N/mm
2
)
P
tt
(N/mm
2
)
ϕ
h
h
tt
[σ]
P
ϕ
y
[σ
u
] = [σ]
(N/mm
2

)
t tt
u h
D P y
S'= (mm)
4[σ ]
ϕ
I
125.12 0.178
0.95
668 > 50
1.4
125.12 0.84
II
125.12 0.084 1415 > 50 125.12 0.40
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 20
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
Bảng 30: Chọn bề dày tối thiểu
Đại
lượng
Nồi
D = D
t
– 2[R
t
(1 - cosα) + 10S’sinα]
(mm)
tt
h
DP

S'= (mm)
2cosα[σ]
ϕ
S’
chọn
(mm)
t
S' 0.25
=0.35
D cosα
≤
I
1448 1.53 1.53 0.001 => thỏa
II
1454 0.73 0.73 0.0005 => thỏa
• Bề dày thực của nắp:
Bảng 31: Bề dày thực của nắp
Đại lượng
Nồi
C
a
(mm)
C
b
(mm)
C
c
(mm)
S = S’ + ΣC
(mm)

S quy chuẩn
(mm)
I
0 0
0.14 1.67 2
II
0.08 0.81 1
• Kiểm tra lại bề dày tính toán:
Bảng 32: Kiểm tra điều kiện bền
Đại lượng
Nồi
2
h a
t
4[σ] (S-C )
[P]= (N/mm )
D y
ϕ
2
h a
a
2cosα[σ] (S-C )
[P]= (N/mm )
D+2cosα(S-C )
ϕ
[P}
chọn
(N/mm
2
)

[P] > P
tt

I
0.425 0.232 0.269 Thỏa
II
0.212 0.134 0.115 Thỏa
• Vậy đáy nón của buồng bốc I, II có bề dày lần lượt là 2 mm và 1 mm.
 Tính toán cho đáy nón buồng bốc III làm việc chòu áp suất ngoài:
•
Chọn sơ bộ bề dày đáy nón S = 8 mm, đường kính trong bé D
t1
= 50 mm.
•
p suất tính toán P
tt
= P
n
= 0.132 N/mm
2
•
Lực tính toán P nén đáy:
2 2
1600 0.132 265402 N
4 4
n n
P D P
π π
= = × =
• Lực nén chiều trục cho phép:

[P] = πK
c
E
t
(S – C
a
)
2
cos
2
α = π x 0.162 x 20.5x10
4
x (8 – 0)
2
cos
2
45
= 3 338 633 N
• Đường kính tính toán D’:
1
0.9 0.1
0.9 1600 0.1 50
' 2044 mm
cos cos 45
t t
D D
D
α
+
× + ×

= = =
• p suất ngoài cho phép:
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 21
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
1.5
1.5
4
2.5
2.5
4 2
2( )
' 2044 20.5 10 2 (8 0)
1.28 0.3 0.3 0.20
1600 300.3 1600
1600 8 0
[ ] 0.649 0.649 20.5 10 0.184 N/mm
' 2044 1600
t
a
t
t c t
t
t a
n
t
S C
D E
D D
D S C
P E

D D
σ
 
−
× × −
 
= = > = × × =
 
 
 
 
 
−
−
 
⇒ = = × × × × =
 ÷
 ÷
 
 
• Điều kiện ổn đònh của đáy:
+ = + = < ⇒
265402 0.132
0.80 1 thỏa
[ ] [ ] 3338633 0.184
n
n
P
P
P P

• Vậy đáy nón của buồng bốc nồi III có bề dày S = 8 mm.
 Để thuận tiện cho công tác chế tạo ta chọn bề dày đáy nón của cả 3 buồng bốc
bằng nhau là S = 8 mm, H = 899 mm, R
δ
= 240 mm, d = 49.6 mm, h = 40 mm.
3. VỈ ỐNG: [7]
 Chọn vỉ ống hình tròn phẳng và vật liệu làmvỉ ống là thép không rỉ X18H10T.
 Bề dày vỉ ống:
= + = + =
38
' 5 5 9.75 mm
8 8
n
d
h
Với d
n
là đường kình ngoài của ống (mm)
 Bề dày thực của vỉ ống:
S = h’ + C = 9.75 + 0.25 = 10 mm
Với C là hệ số qui tròn kích thước
 Kiểm tra ứng suất uốn của vỉ ống:
• ng suất uốn của vỉ ống:
σ
=
 
 
−
 ÷
 ÷

 
 
= =
  
− ×
 ÷ ÷
× × × ×
  
2
2
'
3.6 1 0.7
0.294
0.91 N/mm
38 9.75
3.6 1 0.7
(1.4 38) sin60 (1.4 38) sin60
u
n
P
d
h
l l
Trong đó:
P: áp suất tính toán lớn nhất trong ống hoặc ở không gian ngoài ống
(N/mm
2
)
l = tsin60 = (1.4 x d
n

)sin60 (mm)
• ng suất uốn cho phép của vật liệu:
[σ
u
] = n
B
[σ]
*
= 3.6 x 130 = 468 N/mm
2
• Ta có; [σ
u
] > σ
u
=> thỏa điều kiện bền.
 Vậy bề dày của vỉ ống là S = 10 mm.
4. BÍCH – ĐỆM – BULÔNG:
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 22
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
d
b
D
b
D
1
D
h
D
t
D

0
Hình 6: Bích
Sử dụng bích kiểu I làm bằng vật liệu X18H10T. Từ bảng XIII.27 – [3], dựa theo
đường kính trong D
t
và áp suất làm việc, ta chọn bích và bulông. Kết quả theo bảng
sau:
Bảng 33: Kích thước của bích và bu-lông
Đại
lượng
Nồi
Bích Bu-lông
D
t
(mm)
D
(mm)
D
b
(mm)
D
1
(mm)
D
0
(mm)
h
(mm)
d
b

(mm)
Z
(cái)
I
Buồng
đốt
1400 1550 1500 1460 1413 35 M24 40
Buồng
bốc
1600 1750 1700 1660 1613 35 M24 40
II
Buồng
đốt
1400 1540 1490 1460 1413 30 M20 40
Buồng
bốc
1600 1750 1700 1660 1613 35 M24 40
III
Buồng
đốt
1400 1540 1490 1460 1413 30 M20 40
Buồng
bốc
1600 1740 1690 1660 1613 28 M20 32
Từ bảng 7.1 – [7], dựa vào áp suất làm việc lớn nhất và nhiệt độ môi trường lớn nhất,
ta chọn vật liệu làm đệm là paronit có chiều dày S = 2 mm
5. TAI TREO:
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 23
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
a. Tổng khối lượng nồi cô đặc:

 Tính khối lượng dung dòch:
G
dung dòch
= G x t = 1.25 x 100 = 125 kg
Trong đó:
G: khối lượng dung dòch (chọn khối lượng lớn nhất) (kg/s)
t: thời gian lưu trung bình của dung dòch trong nồi cô đặc (s)
 Tính khối lượng thiết bò:
•
Thép CT3: ρ = 7850 kg/m
3
Thép không rỉ X18H10T: ρ = 7929 kg/m
3
•
Khối lượng thân buồng đốt:
π π
ρ
= − = × − × × =
2 2 2 2
CT3
đốt đốt
( ) (1.408 1.400 ) 3 7850 415.50 kg
4 4
n t
G D D H
•
Khối lượng thân buồng bốc:
π π
ρ
= − = × − × × =

2 2 2 2
X18H10T
bốc bốc
( ) (1.612 1.6 ) 1 7929 240.03 kg
4 4
n t
G D D H
•
Khối lượng nắp:
G
nắp
= 137 kg (bảng XIII.11 – [3])
•
Khối lượng đáy:
G
đáy
= 289 kg (bảng XIII.21 – [3])
•
Khối lượng ống truyền nhiệt:
π π
ρ
= − = − × × × =
2 2 2 2
18 10
( ) (0.038 0.036 ) 3 331 7929 915.21 kg
4 4
n t X H T
ống ống
G d d H n
•

Khối lượng vỉ ống:
π π
ρ
= − = − × × × =
2 2 2 2
X18H10T
vỉ ống vỉ ống
( ) (1.4 331 0.038 ) 0.01 7929 92.29 kg
4 4
t n
G D nd S
• Khối lượng các chi tiết phụ khác: G’ = 20 kg
• Khối lượng thiết bò: G
thiết bò
= ΣG = 2109.03
 Tổng khối lượng của nồi cô đặc:
G
Σ
= G
dung
dòch
+ G
thiết bò
= 125 + 2109.03 = 2234.03 kg
b. Thông số tai treo:
 Chọn số tai treo là 8; vật liệu làm tai treo là thép CT3; tai treo được hàn vào thiết
bò có số gân là 2.
 Tải trọng tác dụng lên một tai treo:
Σ
×

= = =
9.81 9.81 2234.03
2739.48 N
8 8
G
G
 Theo bảng XIII.36 – [3], ta chọn tải trọng cho phép trên một tai treo là 5000N.
Khi đó ta có số liệu của tai treo được cho theo bảng sau:
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 24
ĐAMH Quá trình và thiết bò GVHD: Trònh Văn Dũng
20
B
d
H
a
S
L
B
1
S
Hình 7: Tai treo
Bảng 34: Kích thước tai treo
L B B
1
H S a d
m
(kg)
mm
100 75 85 155 6 15 18 1.23
VI. TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ:

1. THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET: [3], [5]
SVTH: Ngô Minh Hiếu Trang 25