Đồ án kỹ thuật thực phẩm cô đặc cà chua với buồng đốt trong kiểu treo

Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

MỤC LỤC
MỤC LỤC......................................................................................................................................I
LỜI NÓI ĐẦU.............................................................................................................................IV
LỜI CẢM ƠN...............................................................................................................................V
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU............................................................................................................1
1.1 Tổng quan về nguyên liệu...................................................................................................1
1.2 Quá trình cô đặc:..................................................................................................................1
1.2.1 Khái niệm......................................................................................................................1
1.2.2 Thiết bị cô đặc...............................................................................................................2
1.2.2.1 Các loại thiết bị cô đặc..........................................................................................2
1.2.2.2 Yêu cầu chung đối với thiết bị cô đặc...................................................................2
1.3 Sơ đồ hệ thống cô đặc một nồi............................................................................................3
Thuyết minh quy trình sản xuất.....................................................................................................4
CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ CHÍNH...................................................5
2.1 Cân bằng vật liệu.................................................................................................................5
2.1.1 Lượng hơi thứ bốc lên trong hệ thống..........................................................................5
2.1.2 Lượng dung dịch sau khi cô đặc...................................................................................5
2.2 Cân bằng nhiệt lượng cho toàn hệ thống.............................................................................5
2.2.1 Chia nồng độ dung dịch từ xd = 20% đến xc = 60% thành 8 khoảng nồng độ...........5
2.2.2 Xác định áp suất và nhiệt độ.........................................................................................6
2.2.3 Xác định nhiệt tổn thất..................................................................................................7
2.2.3.1 Tổn thất nhiệt do nồng độ tăng cao.......................................................................7
2.2.3.2 Tổn thất nhiệt do áp suất thủy tĩnh........................................................................8
2.2.3.3 Tổn thất nhiệt độ do trở lực thủy học trên đường ống........................................10
2.2.3.4 Tổn thất chung cho toàn hệ thống cô đặc............................................................10
2.2.4 Hiệu số nhiệt độ hữu ích và nhiệt độ sôi....................................................................10
2.2.4.1 Nhiệt độ sôi của dung dịch..................................................................................10

2.2.4.2 Hiệu số nhiệt độ hữu ích......................................................................................10
2.3 Tính bề mặt truyền nhiệt của buồng đốt................................................................................11
2.3.1 Tính nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp........................................................................11
2.3.1.1 Tính lượng hơi đốt...............................................................................................12
2.3.1.2 Phương trình cân bằng nhiệt lượng.....................................................................12
2.3.2 Hệ số truyền nhiệt K...................................................................................................13
2.3.2.1 Tính tổng nhiệt trở...............................................................................................14
2.3.2.2 Tính hệ số cấp nhiệt khi hơi ngưng tụ.................................................................14
2.3.2.3 Tính hệ số cấp nhiệt khi chất lỏng sôi.................................................................15
2.3.2.4 Tính nhiệt tải riêng..............................................................................................17
2.3.3 Bề mặt truyền nhiệt F.................................................................................................19
2.4 Kích thước buồng bốc và buồng đốt.................................................................................20

Phan Kim Phụng

Trang I


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

2.4.1 Kích thước buồng bốc................................................................................................20
2.4.2 Kích thước buồng đốt.................................................................................................21
2.4.2.1 Đường kính ống dẫn hơi đốt................................................................................21
2.4.2.2 Xác định số ống truyền nhiệt...............................................................................21
2.4.2.3 Đường kính buồng đốt: Dt..................................................................................22
2.4.2.4 Đường kính thân buồng đốt.................................................................................22
2.4.2.5 Khoảng vành khăn tuần hoàn ngoài....................................................................23
2.5 Tính đường kính các ống dẫn............................................................................................23

2.5.1 Ống nhập liệu..............................................................................................................24
2.5.2 Ống tháo sản phẩm.....................................................................................................25
2.5.3 Ống dẫn hơi thứ..........................................................................................................25
2.5.4 Ống tháo nước ngưng.................................................................................................26
CHƯƠNG III:THIẾT BỊ PHỤ....................................................................................................27
TÍNH THIẾT BỊ NGƯNG TỤ CHÂN CAO BAROMET........................................................27
3.1 Giới thiệu...........................................................................................................................27
3.1.1 Sơ lược về thiết bị ngưng tụ chân cao baromet..........................................................27
3.1.2 Cấu tạo........................................................................................................................27
3.1.3 Nguyên tắc..................................................................................................................27
3.2 Lượng nước lạnh cần thiết để ngưng tụ............................................................................27
3.3 Thể tích không khí và khí không ngưng cần hút ra khỏi thiết bị ngưng tụ......................28
3.4 Các kích thước chủ yếu của thiết bị ngưng tụ...................................................................29
3.4.1 Đường kính trong của thiết bị ngưng tụ baromet.......................................................29
3.4.2 Kích thước tấm ngăn...................................................................................................29
3.4.3 Chiều cao thiết bị ngưng tụ........................................................................................30
3.4.4 Kích thước ống baromet.............................................................................................31
3.4.4.1 Đường kính ống baromet.....................................................................................31
3.4.4.2 Chiều cao ống baromet........................................................................................32
3.4.5 Đường kính các cửa ra vào của thiết bị baromet.......................................................33
BẢNG TỔNG KẾT THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET........................................................34
CHƯƠNG VI: TÍNH CƠ KHÍ....................................................................................................35
4.1 Bề dày buồng đốt...............................................................................................................35
4.2 Bề dày buồng bốc..............................................................................................................37
4.3 Nắp thiết bị.........................................................................................................................38
4.4 Đáy thiết bị.........................................................................................................................38
4.5 Mặt bích.............................................................................................................................38
4.6 Bề dày vĩ ống.....................................................................................................................39
4.7 Tính tai treo........................................................................................................................40
4.7.1 Khối lượng thân buồng đốt.........................................................................................40

4.7.2 Khối lượng buồng bốc................................................................................................40
4.7.3 Khối lượng ống gia nhiệt............................................................................................41
4.7.4 Khối lượng của đáy và nắp thiết bị............................................................................41
4.7.5 Khối lượng của hai vĩ ống ở buồng đốt......................................................................41

Phan Kim Phụng

Trang II


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

4.7.6 Khối lượng của thành buồng đốt................................................................................42
4.7.7 Khối lượng ống dẫn hơi đốt........................................................................................42
4.7.8 Khối lượng dung dịch trong thiết bị...........................................................................42
4.8 Một số chi tiết khác............................................................................................................43
4.8.1 Chọn cửa vào vệ sinh và cửa sữa chữa là cửa có đường kính 500mm......................43
4.8.2 Kính quan sát..............................................................................................................43
4.8.3 Đệm làm kính..............................................................................................................43
4.8.4 Nồi cô đặc làm việc ở nhiệt độ cao............................................................................44
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................................45

Phan Kim Phụng

Trang III


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, khi nhu cầu con người về thực phẩm và dinh dưỡng ngày càng gia tăng, những nhà
chế biến cung ứng thực phẩm không ngừng nâng cao chất lượng sản phẩm cũng như nâng cao
năng suất sản xuất. Bên cạnh đó việc đa dạng hóa sản phẩm cũng là mục tiêu hướng tới của
các nhà sản xuất.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học và kỹ thuật, việc tạo ra những thiết bị hiện đại
nhằm nâng cao năng suất trong việc sản xuất không chỉ là nhiệm vụ của những kỹ sư công
nghệ thực phẩm hiện tại mà còn của những sinh viên đang theo học ngành này.
Với những kiến thức đã học được và sự giúp đỡ của Thầy Đoàn Anh Dũng cùng các bạn, tôi
xin đưa ra bảng thiết kế về hệ thống cô đặc dung dịch cà chua một nồi làm viêc gián đoạn có
buồg đốt treo. Tôi hy vọng đồ án này có thể đóng góp một phần nhỏ vào hệ thống thiết bị đa
dạng trong ngành chế biến thực phẩm.
Tôi đã cố gắng rất nhiều trong việc thực hiện đồ án, tuy nhiên với kiến thức còn hạn chế và
đây là lần đầu tiên thiết kế một hệ thống cô đặc, chỉ áp dụng lý thuyết để thiết kế cho nên
quyển đồ án này có thể có những thiếu sót không mong muốn. Tôi rất mong nhận được sự
đóng góp của thầy cô cũng như các bạn trong ngành Công Nghệ Thực Phẩm để rút kinh
nghiệm trong đồ án này và thành công hơn trong những đề tài tiếp theo.
Xin chân thành cảm ơn!

Phan Kim Phụng

Trang IV


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông
Ngiệp và SHƯD trường Đại Học Cần Thơ đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện đồ án này. Điều
này đã giúp tôi có nhiều kinh nghiệm cũng như kiến thức hơn trong việc nghiên cứu khoa học.
Đồ án môn học này được hoàn thành là nhờ vào sự giúp đỡ tận tình của Thầy Đoàn Anh Dũng.
Tôi cũng xin cảm ơn các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong thời
gian thực hiện đồ án.

Phan Kim Phụng

Trang V


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU


1.1 Tổng quan về nguyên liệu
Cà chua là một loại rau quả làm thực phẩm. Quả ban đầu có màu xanh, chín ngả màu từ
vàng đến đỏ. Cà chua có vị hơi chua và là một loại thực phẩm bổ dưỡng, giàu vitamin C và
A.Trong cà chua có chứa rất nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho cơ thể như carotene, lycopene,
vitamin và kali Tất cả những chất này đều rất có lợi cho sức khoẻ con người. Đặc biệt cái
loại vitamin B, vitamin C và beta carotene giúp cơ thể chống lại quá trình oxy hoá của cơ
thể, giảm thiểu nguy cơ tử vong do bệnh tim mạch và ung thư.

 Thành phần dinh dưỡng của cà chua
Cà chua đỏ, còn sống
Giá trị dinh dưỡng 100 g (3,5 oz)
Năng lượng

75 kJ (18 kcal)

Carbohydrate

3.89g

Chất xơ thực phẩm

1.2g

Chất béo

0.21g

Protein

0.88g

Tro

0.5g

Nước

94.52g

1.2 Quá trình cô đặc:
1.2.1 Khái niệm
Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hòa tan trong dung dịch bằng cách
tách bớt một phần dung môi qua dạng hơi.
Quá trình cô đặc thường tiến hành ở trạng thái sôi, nghĩa là áp suất hơi riêng phần của
dung môi trên mặt dung dịch bằng áp suất làm việc của thiết bị.
Quá trình cô đặc có thể tiến hành ở các áp suất khác nhau. Khi làm việc ở áp suất
thường (áp suất khí quyển) ta dùng thiết bị hở, còn khi làm việc ở áp suất khác ta dùng thiết
bị kín.
Quá trình cô đặc có thể làm việc gián đoạn hay liên tục, có thể tiến hành ở hệ thống cô
đặc một nồi hoặc hệ thống cô đặc nhiều nồi.
Quá trình cô đặc được sử dụng phổ biến trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm với

Phan Kim Phụng

Trang 1


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

mục đích:
─ Làm tăng nồng độ các dung dịch loãng.
─ Tách chất rắn hòa tan ở dạng tinh thể (kết tinh).
─ Thu dung môi ở dạng nước nguyên chất (cất nước).
1.2.2 Thiết bị cô đặc
1.2.2.1 Các loại thiết bị cô đặc
Người ta thường phân loại thiết bị cô đặc theo các cách sau:

─ Theo sự bố trí bề mặt đun nóng: nằm ngang, thẳng đứng, nghiêng.
─ Theo chất tải nhiệt: đun nóng bằng hơi (hơi nước bão hòa, hơi quá nhiệt), bằng
khói lò, chất tải nhiệt có nhiệt độ cao (dầu, nước có áp suất cao...), bằng dòng điện.
─ Theo chế độ tuần hoàn: tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn cưỡng bức...
─ Theo cấu tạo bề mặt đun nóng: vỏ bọc ngoài, ống xoắn, ống chùm.
Trong công nghiệp hóa chất thường dùng các thiết bị cô đặc đun nóng bằng hơi, loại
này bao gồm các phần chính sau:
─ Phòng đốt – bề mặt truyền nhiệt.
─ Phòng phân ly hơi – khoảng trống để tách hơi thứ ra khỏi dung dịch.
─ Bộ phận tách bọt – dùng để tách những giọt lỏng do hơi thứ mang theo.
Một số loại thiết bị cô đặc chủ yếu:
─ Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm.
─ Thiết bị cô đặc phòng đốt treo.
─ Thiết bị cô đặc loại phòng đốt ngoài.
─ Thiết bị cô đặc loại có tuần hoàn cưỡng bức.
─ Thiết bị cô đặc loại màng.
─ Thiết bị cô đặc có vành dẫn chất lỏng.
─ Thiết bị cô đặc loại roto.
1.2.2.2 Yêu cầu chung đối với thiết bị cô đặc
Thích ứng được đối với tính chất đặc biệt của dung dịch cần cô đặc như độ nhớt cao,
khả năng tạo bọt lớn...
Có hệ số truyền nhiệt lớn, bởi vì khi nồng độ tăng hệ số truyền nhiệt giảm.
Tách ly hơi thứ cấp tốt, đảm bảo hơi thứ cấp sạch để có thể cho ngưng tụ, lấy nhiệt
cho cấp cô đặc tiếp theo.
Hơi đốt hoặc hơi thứ cấp làm hơi đốt đảm bảo phân bố đều trong không gian bên
trong giữa các ống của dàn ống.
Đảm bảo tách các khí không ngưng còn lại sau khi ngưng tụ hơi đốt.

Phan Kim Phụng

Trang 2


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

Dễ dàng cho việc làm sạch bề mặt bên trong các ống vì khi dung dịch bốc hơi bên
trong các ống sẽ bẩn bề mặt bên trong ống (tạo cặn).
Giá thành rẻ, dễ dàng chế tạo...
Thiết bị giới thiệu trong đồ án là thiết bị cô đặc buồng đốt trong kiểu treo.
Phòng đốt treo ở bên trong thiết bị của phòng đốt được đặt trên các giá đỡ. Phòng đốt
kiểu treo này có thể tháo ra khỏi thiết bị để cọ rửa và sửa chữa. Hơi đốt đi vào theo ống dẫn
hơi đốt rồi phun ra không gian bên ngoài các ống truyền nhiệt. Giữa thân thiết bị và thân
buồng đốt tạo thành khe hở hình vành khăn và lúc thiết bị làm việc thì khe hở lúc đó chứa
đầy dung dịch (đóng vai trò như ống tuần hoàn).
Thiết bị cô đặc loại này thường được dùng cô đặc dung dịch có kết tinh, và được ứng
dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất.

1.3 Sơ đồ hệ thống cô đặc một nồi

10

9

3
6
4
5
13

Khí
khoâng
ngöng

Hôi
Hôi ñoát

11

Nöôùc ngöng
Nöôùc ngöng
7
1

2

12

8

Hình: Sơ đồ hệ thống cô 8.
đặc
một nồi
1. Thùng chứa dung dịch
Thùng
chứa sản phẩm
2. Bơm dung dịch đầu
9. Thiết bị ngưng tụ chân cao
3. Thùng cao vị

10. Bộ phận phân ly bọt
4. Lưu lượng kế
11. Ống baromet
5. Thiết bị đung nóng
12. Thùng chứa nước ngưng
6. Thiết bị cô đặc
13. Ống chảy tràn
7. Bơm sản phẩm
Phan Kim Phụng

Trang 3


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

Thuyết minh quy trình sản xuất
Dung dịch đường nồng độ đầu 15% (theo khối lượng) từ thùng (1) được bơm lên
thùng cao vị (3), sau đó chảy qua lưu lượng kế (4) vào thiết bị đun nóng (5), ở đây dung dịch
được đun nóng đến nhiệt độ sôi rồi đi vào thiết bị cô đặc (6) thực hiện quá trình bốc hơi. Hơi
thứ và khí không ngưng đi ra phía trên thiết bị cô đặc vào thiết bị ngưng tụ.
Trong thiết bị ngưng tụ nước lạnh được phun từ trên xuống, ở đây hơi thứ sẽ được
ngưng tụ lại thành chất lỏng chảy qua ống (11) ra ngoài, còn khí không ngưng đi qua thiết bị
thu hồi bọt (10) vào bơm chân không.
Hơi đốt được đưa vào nồi là hơi nước bão hòa có áp suất 1,721at (theo thang áp suất
tuyệt đối). Dung dịch ở phòng đốt đi trong ống còn hơi đốt đi vào khoảng trống phía ngoài
ống. Vì dung dịch đi trong hình vành khăn (khoảng trống trong buồng đốt treo và thân thiết
bị) tiếp xúc với vỏ thiết bị nên nhiệt độ dung dịch nhỏ hơn nhiệt độ dung dịch ở trong các
ống truyền nhiệt. Vì vậy xảy ra hiện tượng đối lưu tự nhiên. Dung dịch đi xuống theo khoảng

trống hình vành khăn ở ngoài và đi lên theo các ống truyền nhiệt ở giữa. Dung dịch sau khi
cô đặc đạt yêu cầu được lấy ra ở dưới thiết bị và đi vào thùng chứa sản phẩm (8).

Phan Kim Phụng

Trang 4


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ CHÍNH
2.1 Cân bằng vật liệu
2.1.1 Lượng hơi thứ bốc lên trong hệ thống
W
Gd = 2500kg

Gc

Cô đặc

Xc = 60%

Xd = 20%

X 

W = Gd ×1 − d ÷
Xc 



Trong đó: W: lượng hơi thứ bốc lên trong hệ thống cô đặc (kg/mẻ/h)
Gd: lượng dung dịch ban đầu (kg/mẻ/h)
xd, xc: nồng độ đầu và cuối của dung dịch (%khối lượng)


Vậy: W = 2500 × 1 −


0,2 
 = 1666,67 kg/mẻ/h
0,6 

2.1.2 Lượng dung dịch sau khi cô đặc
Gọi Gc là lượng dung dịch sau khi cô đặc
Phương trình cân bằng của chất rắn hòa tan
Gd × xd = Gc × xc
Gc =

Gd × xd
xc

Gc =

2500 × 0.2
= 833.33 kg/mẻ/h
0.6

2.2 Cân bằng nhiệt lượng cho toàn hệ thống

Chọn áp suất hơi đốt
P = 0, 071MPa = 0, 721at

Suy ra áp suất tuyệt đối của hơi đốt
P = 1 + 0, 721 = 1, 721at

Nhiệt độ hơi đốt:
thd = 115o C (tra bảng II-7_trang 39_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm)

2.2.1 Chia nồng độ dung dịch từ xd = 20% đến xc = 60% thành 8 khoảng nồng độ
Do lượng nhập liệu ban đầu khá lớn nên ta tiến hành nhập liệu theo từng đợt lần lượt
như sau: 40%, 20%, 13%, 10%, 7%, 5%, 3%, 2%.

Phan Kim Phụng

Trang 5


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

Trong khoảng nồng độ 20% - 25%
Gd 1 = 2500 × 40% = 1000kg

Lượng nước mất đi
 x 
0,2 

W1 = Gd 1 × 1 − d  = 1000 × 1 −

 = 200 kg
 0,25 
 xc 

Lượng dung dịch còn lại sau khi cô đặc đến nồng độ 20%
Gc1 =

Gd 1 × xd 1000 × 0,2
=
= 800 kg
xc
0,25

Sau khi nhập liệu tiếp 25% Gd, lượng dung dịch trong nồi là
Gd 2 = 800 + ( 2500 × 20% ) = 1300 kg

Nồng độ dung dịch lúc này là
x2 =

(0,25 × 800) + ( 0,2 × 500 )
= 23,08%
1300

Lượng nước mất đi khi cô đặc đến nồng độ 25%
 x 
 0,2308 
W2 = Gd 2 × 1 − d  = 1000 × 1 −
 = 300 kg
0,3 


 xc 

Lượng dung dịch còn lại khi cô đặc đến nồng độ 25%
Gc 2 =

Gd 2 × xd 1300 × 0.25
=
= 1000 kg
xc
0,3

Tính toán tương tự cho các khoảng nồng độ còn lại ta được kết quả sau:
Khoảng
nồng độ (%)

Lượng thêm
vào (kg)

Gd (kg)

Gc (kg)

W (kg)

Nồng độ trung
bình (%)

20 – 25

1000

1000

800

200

22,5

23.08 – 30

500

1300

1000

300

26,54

27.55 – 35

325

1325

1042,86

282,14

31,27

32.1 – 40

250

1292,86

1037,5

255,36

36,05

37.11 – 45

175

1212,5

1000

212,5

41,06

42.22 – 50

125

1125

950

175

46,11

47.8 – 55

75

1025

890,91

134,09

51,4

53.14 – 60

50

940,91

833,33

107,58

56,57

2.2.2 Xác định áp suất và nhiệt độ
Chọn áp suất hơi ngưng tụ là 650mmHg. Vậy áp suất hơi ngưng tụ tuyệt đối là
Pngt = 1 −

Phan Kim Phụng

650
= 0,11637at
735, 6

Trang 6


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

(Tra bảng II-7_trang 39_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm) ta được nhiệt độ hơi ngưng tụ
tngt = 48,32 oC
Ta có nhiệt độ hơi thứ bằng nhiệt độ hơi ngưng tụ +(1÷2oC)
tht = 48,32 + 1, 68 = 50 oC
(Tra bảng II-7_trang 39_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm) ta được áp suất hơi thứ Pht = 0,1258
at
2.2.3 Xác định nhiệt tổn thất
2.2.3.1 Tổn thất nhiệt do nồng độ tăng cao
Công thức Tisenco
∆ ' = ∆ 0' . f

Tm2
Với f = 16, 2
r

Trong đó
∆ '0 : tổn thất nhiệt ở áp suất thường (oC)

f: hệ số hiệu chỉnh (vì thiết bị cô đặc thường làm việc ở áp suất khác áp suất
thường).
Tm: nhiệt độ của dung môi nguyên chất ở áp suất làm việc, về giá trị bằng nhiệt độ
hơi thứ.
Tm = 50o C = 323o K

r: ẩn nhiệt hóa hơi của dung môi ở áp suất làm việc (J/kg)
r = 2380.103 J / kg (tra bảng II-7_trang 39_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm)

Thế vào công thức trên ta được
f = 16, 2 ×

Phan Kim Phụng

( 323)

2

2380.103

= 0, 71014

Trang 7

Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

Dựa vào 6 khoảng nồng độ, tra trên website ta được ∆ '0 và
xác định ∆ '
xtb (%)

∆ '0 (oC)

∆ ' (oC)

22,50

0,2

0,142

26,54

0,3

0,213

31,27

0,4

0,284

36,05

0,5

0,355

41,06

0,7

0,497

46,11

0,9

0,639

51,40

1,2

0,852

56,57

1,5

1,065

2.2.3.2 Tổn thất nhiệt do áp suất thủy tĩnh
∆'

h

Dung dịch
h1
Hơi bão hòa
h2

h2
2

∆’’’ ∆’
tng tht

t

∆’’
t**
Σ∆

ttb

t* T
∆ti

∆tch

Hình: Đồ thị biểu diễn sự biến đổi nhiệt độ của hơi đốt và dung dịch

Phan Kim Phụng

Trang 8


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

Ta có:
T: nhiệt độ hơi đốt.
t*: nhiệt độ sôi của dung dịch có giá trị lớn nhất.
t**: nhiệt độ sôi của dung dịch ở bề mặt chất thoáng.
ttb: nhiệt độ sôi của dung dịch, kí hiệu ts.
tht: nhiệt độ hơi thứ.
tng: nhiệt độ hơi thứ đi vào thiết bị ngưng tụ.
∆ ' : tổn thất nhiệt do nồng độ tăng cao.
∆’’: tổn thất nhiệt do áp suất thủy tĩnh.
∆’’’: tổn thất nhiệt do chênh lệch nhiệt độ hơi ngưng tụ và hơi trên bề mặt
Áp suất của dung dịch thay đổi theo chiều sâu lớp dung dịch: ở trên mặt dung dịch thì
bằng áp suất hơi trong phòng bốc hơi, còn ở đáy ống thì bằng áp suất ở trên mặt cộng với áp
suất thủy tĩnh của cột dung dịch kể từ đáy ống. Trong tính toán, ta thường tính theo áp suất
trung bình của dung dịch:
Ptb = P ' + ∆P



Với ∆P =  h1 +

h2 
÷.ρ s .g
2

1
2

Và ρ s = .ρ
Trong đó
Ptb: áp suất trug bình (N/m2)
P’: áp suất trên bề mặt dung dịch (N/m2)
P ' = Pht = 0,1258at = 12337, 206 N / m 2
∆P : áp suất thủy tĩnh kể từ mặt dung dịch đến giữa ống (N/m 2)

h1: chiều cao của lớp dung dịch kể từ miệng ống đốt đến mặt chất thoáng của dung
dịch (m)
Chọn: h1 = 0,45m
h2: chiều cao của ống đốt (m)
Chọn: h2 = 1m
ρ s : khối lượng riêng của dung dịch khi sôi (kg/m3)
ρ : khối lượng riêng của dung dịch (kg/m3)
g: gia tốc trọng trường (m/s2)
g = 9,81m/s2
Dựa vào 6 khoảng nồng độ trung bình tra bảng trang web
ta xác định được các giá trị ρ tương ứng,
từ đó suy ra ρ s , ∆P , Ptb tương ứng

Phan Kim Phụng

Trang 9


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm
ρ (kg/m3)

xtb(%)

GVHD: Đoàn Anh Dũng
ρ s (kg/m3)

∆P (N/m2)

∆P (at)

Ptb (at)

22,5
1094,263
547,132
5098,992
0,052
0,1778
26,54
1114,336
557,168
5192,527
0,053
0,1787
31,27

1138,956
569,478
5307,25
0,054
0,1799
36,05
1164,942
582,471
5428,338
0,055
0,1811
41,06
1193,531
596,766
5561,556
0,057
0,1825
46,11
1224,78
612,39
5707,169
0,058
0,184
51,4
1256,937
628,469
5857,012
0,06
0,1855
56,57

1291,482
645,741
6017,983
0,061
0,1871
Nhiệt độ tổn thất do áp suất thủy tĩnh bằng hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ trung bình
(ttb) và nhiệt độ của dung dịch trên mặt thoáng (tht)
∆’’= ttb – tht = ttb – 50
Có Ptb, tra bảng II-7_trang 39_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm, ta được các t tb tương
ứng, từ đó được các ∆’’ theo công thức trên:
ttb (oC)
’’

∆

57,028

57,14

57,277

57,422

57,581

57,756

57,935

58,127

7,028

7,14

7,277

7,422

7,581

7,756

7,935

8,127

2.2.3.3 Tổn thất nhiệt độ do trở lực thủy học trên đường ống
Thường chấp nhận mức tổn thất nhiệt trên các đoạn ống dẫn hơi thứ đến thiết bị
ngưng tụ là ∆’’’ = 1oC
2.2.3.4 Tổn thất chung cho toàn hệ thống cô đặc
∑ ∆ = ∑ ∆’ + ∑ ∆’’ + ∑ ∆’’’
Loại tổn
thất nhiệt
∆’

1

2

3

4

5

6

7

8

0,142

0,213

0,284

0,355

0,497

0,639

0,852

1,065

∆

’’

7,028

7,140

7,277

7,422

7,581

7,756

7,935

8,127

∆

’’’

1

1

1

1

1

1

1

1

8,17

8,353

8,561

8,777

9,078

9,395

9,787

10,192

∑∆

2.2.4 Hiệu số nhiệt độ hữu ích và nhiệt độ sôi
2.2.4.1 Nhiệt độ sôi của dung dịch
t s = tht + ∆’ + ∆’’

tht = 50oC
2.2.4.2 Hiệu số nhiệt độ hữu ích
∆ti = thd − t s

Phan Kim Phụng

Trang 10


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng
thd = 115oC

Nồng độ
%
ts

22,5

26,54

31,27

36,05

41,06

46,11

51,4

56,57

57,17

57,353

57,561

57,777

58,078

58,395 58,787 59,192

∆ti

57,83
57,647 57,439 57,223 56,922 56,605 56,213 55,808
2.3 Tính bề mặt truyền nhiệt của buồng đốt
Cấu tạo thiết bị cô đặc gồm 2 phần chính là buồng đốt và buồng bốc. Trong thiết bị
này thì hai bộ phận này gắn liền nhau thành một khối.
Bề mặt truyền nhiệt của buồng đốt có thể tính theo công thức tổng quát sau:
F=

Q
K .∆ti

(Bảng III-16_trang 114_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm)

Trong đó:
F: bề mặt truyền nhiệt của buồng đốt (m2)
Q: nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp (W)
K: hệ số truyền nhiệt (W/m2.độ)
∆ti: hiệu số nhiệt độ hữu ích (oC)
2.3.1 Tính nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp
Q = D.r

Trong đó:
r: ẩn nhiệt ngưng tụ (J/kg)
r = 2221.103J/kg (tra bảng III-16_trang 114_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm)
D: lượng hơi đốt (kg/s)

Phan Kim Phụng

Trang 11


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

2.3.1.1 Tính lượng hơi đốt
Ta có hệ thống sơ đồ nhiệt
W, i

Q xq

D,

Gđ, Cđ, tđ

Gc,Cc, tc
D, Cn,

Trong đó:
D: lượng hơi đốt (hơi sống) dùng cho hệ thống (kg/h)
r: hàm nhiệt của hơi đốt (J/kg)
i: nhiệt lượng riên của hơi thứ (J/kg)
td, tc: nhiệt độ sôi ban đầu và ra khỏi nồi của dung dịch (oC)
Cd, Cc: nhiệt dung riêng ban đầu và ra khỏi nồi của dung dịch (J/kg.độ)
Cn: nhiệt dung riêng của nước ngưng tụ (J/kg.độ)
Gd, Gc: lượng dung dịch ban đầu và ra khỏi nồi (kg/h)
Qxq: nhiệt lượng mất mát ra môi trường xung quanh (J/s)
θ : nhiệt độ của nước ngưng tụ (oC)
W: lượng hơi thứ bốc lên (kg/h)
2.3.1.2 Phương trình cân bằng nhiệt lượng
D.r + Gd .Cd .td = W.i + Gc .Cc .tc + D.Cn .θ + Qxq

Với:
Qxq = 0, 05.D. ( r − Cn .θ )
Gc = Gd − W

Thay vào công thức trên ta được
D=

W.i + ( Gd − W ) .Cc .tc − Gd .Cd .t d
0,95.(r − Cn .θ )

Ta có: θ = 115oC

Cn = 4178J/kg.độ (tra bảng II-6_trang 37_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm)
r = 2221.103J/kg (tra bảng II-7_trang 39_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm)
i = 2589,5.103J/kg (tra bảng II-6_trang 37_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm)

Phan Kim Phụng

Trang 12


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

Giả sử nhập liệu ở nhiệt độ sôi, ta có td = tc
Thay các số liệu vào ta tính được D
Từ đó ta tính được lượng nhiệt do hơi đốt cung cấp
ts

57,17

57,353

57,561

57,777

58,078

58,395

58,787

59,192

W

200

300

282,14

255,36

212,5

175

134,09

107,58

Gd

1000

1300

1325

1292,86

1212,5

1125

1025

940,91

Gc

800

1000

1042,86

1037,5

1000

950

890,91

833,33

Cd

3573

3375

3229

3088

2937

2784

2624

2468

Cc

3440

3291

3141

2992

2843

2693

2544

2357

266,413

204,808

163,455

0,074

0,057

0,045

D
(kg/h) 343,538 463,746 430,737 388,472 323,264
D
(kg/s) 0,095
0,129
0,120
0,108
0,090
Từ đó ta tính được lượng nhiệt do hơi đốt cung cấp
xtb (%)

22,5

26,54

31,27

36,05

41,06

46,11

51,4

56,57

Q (W)

211944

286106

265741

239665

199436

164362

126355

100843

2.3.2 Hệ số truyền nhiệt K
K=

1
1
1
+∑r +
α1
α2

Trong đó: K: hệ số truyền nhiệt (W/m2.oC)
α1 , α 2 : hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng tụ và phía chất lỏng sôi (W/m 2.oC)
∑ r : tổng nhiệt trở (m2.oC/W)
r2

tm1
t1

tT2
t2

tT1
r1

q
tm2
q1

q2

Truyền nhiệt qua tường
q=q1=q2
Δt1=t1-tT1
Δt2=tT2- t2

Phan Kim Phụng

Trang 13


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

2.3.2.1 Tính tổng nhiệt trở
∑ r = r1 +

δ
+ r2
λ

(Công thức VIII-10_trang 234_sổ tay thiết kế _Phan Văn Thơm)
Trong đó:
r1: nhiệt trở hơi nước (có lẫn dầu nhớt) (tra bảng II-36_trang 78_sổ tay thiết kế
_Phan Văn Thơm)
r1 = 0,232.10-3m2.oC/W
r2: nhiệt trở lớp cặn bẩn (tra bảng II-36_trang 78_sổ tay thiết kế _Phan Văn Thơm)
r2 = 0,387.10-3m2.oC/W
δ : bề dày ống truyền nhiệt (m)
Chọn ống truyền nhiệt bằng thép có:

+Đường kính ngoài dng=48,26mm
+Đường kính trong dt=40,894mm
+Bề bày δ = 3,683mm = 3,683 ×10 −3 m
Hệ số dẫn nhiệt λ = 50,2 W/m2.oC
⇒ ∑ r = 0,232 × 10 −3 + 0,387 × 10 −3 +

3,683 × 10 −3
= 0,6744 × 10 −3 m2.oC/W
50,2

2.3.2.2 Tính hệ số cấp nhiệt khi hơi ngưng tụ
0,25

 r 
α1 = 2, 04. A. 
÷
 H .∆t1 

(Công thức VIII-26_trang 238_sổ tay thiết kế_ Phan Văn Thơm)
1
4



Với A =  ρ .λ ÷
 µ 
2

3

A: hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ của màng nước ngưng
tm oC

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

A

104

120

139

155

169

179

188

194

197

199

199

Trong đó:
r: ẩn nhiệt của hơi ngưng tụ (J/kg)
r = 2221.103J/kg (tra bảng II-7 _trang 39_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm theo
áp suất hơi đốt 1,7106at)
ρ : khối lượng riêng của nước ngưng (kg/m3)
λ : hệ số dẫn nhiệt của nước ngưng (W/m2.oC)
µ : độ nhớt của nước ngưng (N.s/m2)
H: chiều cao thẳng đứng của ống truyền nhiệt (m). H = h2 = 1m
Phan Kim Phụng

Trang 14

Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

∆ti : hệ số nhiệt độ giữa hơi ngưng tụ và thành thiết bị (oC)

Các đại lượng ρ , µ , λ lấy theo nhiệt độ màng nước ngưng.
tm =

t1 + tT 1
2

(Công thức VIII-27_trang 238_sổ tay thiết kế _ Phan Văn Thơm)
Trong đó:
t1: nhiệt độ hơi đốt (oC)
tT1: nhiệt độ thành thiết bị phía tiếp xúc với hơi đốt (oC)
Giả sử các giá trị ∆t1 ứng với từng nồng độ ta sẽ tính được α1
2.3.2.3 Tính hệ số cấp nhiệt khi chất lỏng sôi
α 2 = ψ .α n
(Công thức VIII-7_trang 234_sổ tay thiết kế_ Phan Văn Thơm)
Trong đó
ψ : hệ số hiệu chỉnh của dung dịch
α n : hệ số cấp nhiệt khi nước sôi sủi bọt, đối lưu tự nhiên và áp suất làm việc

0,2

– 100at.
* Tính hệ số hiệu chỉnh

0,565

λ 
ψ =  dd ÷
 λn 

 ρ  2  C
.  dd ÷ .  dd
 ρn   Cn

  µn  
÷. 
÷
  µdd  

0,435

(Công thức VIII-9_trang 234_sổ tay thiết kế_ Phan Văn Thơm)
Trong đó: λ , ρ , C , µ : lần lượt là độ dẫn nhiệt, khối lượng riêng, nhiệt dung riêng, độ
nhớt tương ứng với nhiệt độ sôi của dung dịch (chỉ số “dd” biểu thị dung dịch, còn chỉ số “n”
biểu thị nước).
Tra bảng II-6_trang 36_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm tìm được các thông số của
nước theo nhiệt độ sôi của dung dịch.

Phan Kim Phụng

Trang 15


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

Nồng độ
trung bình

22,5

26,54

31,27

36,05

41,06

46,11

51,4

56,57

tsdd

57,17

57,353

57,561

57,777

58,078

58,395

58,787

59,192

0,6558

0,6561

0,6563

0,6567

0,6571

0,6575

0,658

984,47

984,37

984,27

984,12

983,97

983,78

983,59

λ (W/m. C) 0,6556
ρ n (kg/m3)
o

984,56

Cn (J/kg.độ) 4180,17 4180,35 4180,56 4180,78 4181,08 4181,40 4181,79 4182,19
µ dd x 10-3
(N.s/m2)
0,491
0,49
0,488
0,486
0,484
0,482
0,479
0,476
Nhiệt dung riêng của dung dịch C dd được tra trên trang wed
dựa theo nồng độ trung bình và
nhiệt độ sôi của dung dịch.
Nồng độ
trung bình %

22,5

26,54

31,27

36,05

41,06

tsdd

57,17

57,353

57,561

57,777

58,078 58,395

Cdd (J/kg. độ)

3506

3384

46,11

3240
3095
2944
2791
Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch λdd được tính theo công thức

51,4

56,57

58,787

59,192

2630

2474

λdd = ( 326, 775 + 1, 0412T − 0, 00337T 2 ) . ( 0, 796 + 0, 009346.% H 2O ) .10 −3

T: nhiệt độ sôi của dung dịch (K)
%H2O: nồng độ % của nước trong dung dịch.
Độ nhớt và khối lượng riêng của dung dịch: tra trang wed và
ta được:
Nồng độ
trung bình % 22,5
%H2O
0,775
o

26,54

31,27

36,05

41,06

46,11

51,4

56,57

0,7346

0,6873

0,6395

0,5894

0,5389

0,486

0,4343
62,59

Tsdd ( C)

60,3

60,51

60,75

61

61,34

61,7

62,14

Tsdd (K)

333,3

333,51

333,75

334

334,34

334,7

335,14 335,59

λdd (W/m.độ)

0,2405

0,2402

0,2398

0,2395

0,239

0,2385

0,2379 0,2373

ρdd (kg/m )

1085,3

1105,6

1130,4

1156,7

1185,7

1216,3

1250,2 1285,1

0,908

1,056

1,284

1,601

2,08

2,817

4,082

3

µ dd x 10-3

(N.s/m2)

6,285

Thay các số liệu trên vào ta được
Phan Kim Phụng

Trang 16

Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm
Nồng độ
trung bình
%

Tsdd (oC)
ψ

22,5

26,54

57,17
3506

GVHD: Đoàn Anh Dũng

31,27

41,06

46,11

51,4

56,57

57,353 57,561 57,777

58,078

58,395

58,787

59,192

3384

2944

2791

2630

2474

3240

36,05
3095

Tính α n
α n = 3,14.P 0,15 .q10,7

Trong đó
P: áp suất làm việc (at)
P = Pht = 0,1258at

q1 : nhiệt tải riêng (W/m2)

Từ ψ và α n ta suy ra được α 2
2.3.2.4 Tính nhiệt tải riêng
Nhiệt tải riêng của hơi đốt cung cấp cho thành thiết bị:
q1 = α1.∆t1 = α1. ( t1 − tT 1 ) (W/m2)

(Công thức VIII-11a_trang 234_sổ tay thiết kế_Phan Văn Thơm)
Trong đó
α1 : hệ số cấp nhiệt khi hơi ngưng tụ (W/m2.độ)
∆t1 : hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi nước và thành thiết bị tiếp xúc với hơi đốt

(oC)
Nhiệt tải riêng phía dung dịch sôi
q2 = α 2 .∆t2

Trong đó:
α 2 : hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bị đến dung dịch (W/m2.độ)
∆t2 : hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ của thành thiết bị phía tiếp xúc với nhiệt độ sôi

của dung dịch (oC)
∆t2 = tT 2 − t2 = tT 2 − t s

Mà tT 2 = tT 1 − ∆t = tT 1 − q1. ∑ r
Vậy ∆t2 = tT 2 − q1. ∑ r − ts
Để đảm bảo truyền nhiệt là ổn định thì q1 và q2 phải gần bằng nhau, do đó ta phải chọn
∆t1 sao cho ứng với giá trị ∆t1 ta có

Phan Kim Phụng

Trang 17


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

η=

q1 − q2
.100 ≤ 5% (nếu q1>q2)
q1

Tóm lại để tính hệ số truyền nhiệt K
Ở nồng độ 22,5%
Giả sử: ∆t1 = 4.2 0 C
Ta có: t1 = t hd = 115 0 C
tT 1 = t1 − ∆t1 = 115 − 4,2 = 110,80 C
tm =

tT 1 + t1 110,8 + 115
=
= 112,9 0 C ⇒ A = 184,805
2
2

Ta có:
r = 2221000J/kg
H = 1m
 r 


α1 = 2,04. A.
 H × ∆t1 

0.25

 2221000 
= 2,04 × 184,805 × 

 1× 4,2 

0.25

= 10166,435 W/m2.độ

q1 = α1 .∆t1 = 10166,435 × 4,2 = 42699,028 W/m2

Ta có

∑ r = 0,6744.10

−3

m2.độ/W

Ta có t 2 = t s = 57,17 0 C

(

)

∆t 2 = tT 1 − q1.∑ r − t s = 110,8 − 42699,028 × 0,6744.10 −3 − 57,17 = 24,054 0 C

ψ = 0,432

α n = 3,14.P 0,15 .q10,7 = 3,14 × ( 0,1258) 0,15 × ( 42699,028) 0, 7 = 4010,277 W/m2.độ
α 2 = ψ .α n = 0,432 × 4010,277 = 1732,14 W/m2.độ
q 2 = α 2 .∆t 2 = 1732,14 × 24,054 = 41672,258 W/m2

Thử lại
η=

q1 − q 2
42699,028 − 41672,258
.100 =
×100 = 2,405 < 5%
q1
42699,028

Hệ số truyền nhiệt K
K=

1
1
1
+ ∑r +
α1
α2

=

1
1
1
+ 0,6744.10 −3 +
10166,435
1732,14

= 730,864

W/m2.độ

Vậy K = 575,75W/m2.độ
Giả sử các giá trị ∆ti tương ứng với từng nồng độ. Tính toán tương tự ta được kết quả
ở bảng sau:
xtb(%) 22,5
4,2
Δt1
Phan Kim Phụng

26,54
4

31,27
3,6

36,05
3,3

41,06

2,8

46,11
2,3

51,4
1,7

56,57
1,1

Trang 18


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

tT1

110,8

111

111,4

111,7

112,2

112,7

113,3

113,9

tm

112,9

113

113,2

113,35

113,6

113,85

114,15

114,45

A

184,805

184,85

184,94

185,008 185,12

α1

10166,4

10293,7 10573,6 10810,1 11270,2 11845,5 12784,6 14264,9

42699,0

41174,8 38064,9 35673,2 31556,5 27244,6 21733,9 15691,4

ts ( C)

57,17

57,353

57,561

57,777

58,078

58,395

58,787

59,192

Δt2
ψ

24,054

25,127

27,473

29,214

32,264

35,434

39,459

43,839

0,432

0,403

0,369

0,334

0,296

0,257

0,217

0,177

αn

4010,28

3909,52 3700,41 3536,07 3245,22 2928,05 2499,64 1989,96

α2

1732,44

1575,54 1365,45 1181,05 960,59

q2
η (%)

41672,3

39588,3 37512,9 34502,7 30992,4 26664,2 21403,3 15441,2

2,405

3,853

K

730,864

701,996 658,07

q1
0

1,45

3,281

1,788

612,793 548,72

185,233 185,368 185,503

752,51
2,13

542,42
1,521

352,22
1,595

474,841 382,488 277,634

2.3.3 Bề mặt truyền nhiệt F
6

F =∑
i =1

F1 =

Qi
K i .∆ti

Q1
219395, 6
=
= 4,581m 2
K1.∆t1 824,953 × 58, 058

Tính toán tương tự như trên ta lần lượt có các giá trị F trong bảng sau:
Xtb(%)

Q (w)

K (w/m2.độ)

Δti

F (m2)

22,5
26,54

211944,1
286105,5

730,864
701,996

57,83
57,647

5,015
7,07

31,27
36,05

265741
239665,4

658,07
612,793

57,439
57,223

7,03
6,835

41,06

199435,8

548,72

56,922

6,385

46,11

164362

474,841

56,605

6,115

51,4

126355

382,488

56,213

5,877

56,57
100842,7

277,634
Ta tính được bề mặt truyền nhiệt:

55,808

6,508

Flt = 5,015 + 7,07 + 7,03 + 6,835 + 6,385 + 6,115 + 5,877 + 6,508 = 50,835m 2

Từ đó suy ra bề mặt truyền nhiệt thực tế:

Phan Kim Phụng

Trang 19


Niên luận Kỹ thuật Thực Phẩm

GVHD: Đoàn Anh Dũng

Ftt = Flt + 10% Flt = 50,835 + 10% × 50,835 = 55,918m 2

Chọn: F = 56m2

2.4 Kích thước buồng bốc và buồng đốt
2.4.1 Kích thước buồng bốc
Db =

4.VKGH
π .H KGH

(Công thức VIII-22_ Trang234_ sổ tay thiết kế_ Phan Văn Thơm)
Trong đó:
Db: đường kính buồng bốc (m)
VKGH: thể tích không gian hơi (m3)
HKGH: chiều cao không gian hơi (m)
HKGH =1,2m = 1200mm
Thể tích không gian hơi:
VKGH =

WMAX
ρ h .U t

Ở đây:
W: lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bị (kg/h)
WMax = 300kg/h
ρh: khối lượng riêng của hơi thứ (kg/m3)
ρh = 0,083kg/m3
(Tra bảng II-7_ Trang 39_ sổ tay thiết kế_ Phan Văn Thơm)
Ut: cường độ bốc hơi thể tích (m3/m3.h)
Nhưng áp suất làm việc có ảnh hưởng đến U t. Do đó, khi áp suất làm việc khác 1at thì
Ut cần nhân thêm với hệ số hiệu chỉnh fp:
U p = f p .U t

(Công thức III-24_ Trang 234_ sổ tay thiết kế_ Phan Văn Thơm)
Trong đó:
Up: cường độ bốc hơi thể tích áp suất khác 1at (m3/m3.h)
Ut: cường độ bốc hơi thể tích ở áp suất p = 1at (m3/m3.h)
Chọn Ut = 1600m3/m3.h
fp: hệ số hiệu chỉnh

Chọn fp = 0,95
(Theo sổ tay thiết kế Phan Văn Thơm trang 120)
U p = 1600 × 0,8 = 1280 m3/m3.h

Phan Kim Phụng

Trang 20