ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CẤP KHÍ NÉN CHO CƠ SỞ ĐÓNG TÀU PHÀ RỪNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (576.28 KB, 32 trang )
1
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
KHOA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
**********
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN
CẤP KHÍ NÉN
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN THỰC HIỆN
MSSV
LỚP
: HOÀNG THỊ HIỀN
: NGUYỄN VĂN TUẤN
: 883057
: 57HK
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
1
2
Hà Nội ,2015
ĐỒ ÁN CẤP KHÍ NÉN
THIẾT KẾ CẤP KHÍ NÉN CHO CƠ SỞ ĐÓNG TÀU PHÀ RỪNG
ĐỀ SỐ 3
PHẦN I. NHU CẦU DÙNG KHÍ VÀ LƯU LƯỢNG TÍNH TOÁN
1.1. Nhu cầu dùng khí cho các phân xưởng
Thống kê số họng khí sử dụng và lưu lượng một họng:
Bảng 1.1. Nhu cầu dung khí cho ác phân xưởng.
ST
T
Phân xưởng
Số
họng
Lưu lượng 1
họng
Lưu lượng cực
đại
qmax (m3/h)
(m3/h)
1
Phân xưởng vỏ
35
6
210
2
Phân xưởng ống
40
6
240
3
Phân xưởng máy cơ khí
36
6
216
4
Phân xưởng điện
30
6
180
5
Phân xưởng máy
35
6
210
6
Phân xưởng mạ
36
6
216
7
PX gia Công
35
6
210
8
Phân xưởng sơ chế tôn
36
6
216
1.2. Nhu cầu dùng khí tính toán cho từng phân xưởng
- Chọn thời gian thực hiện cấp khí của một họng là 20(s)/lần. Một họng thực hiện cấp
40 lần/h.
Vậy hệ số thời gian 1 họng cấp là:
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
2
3
K1 =
20 × 40
= 0,22
3600
1.3. Sơ đồ cấp khí
TR? M
KHÍ
NÉN
6
6
5
7
PX SO CH? TÔN
8
PX M?
8
PHÂN
XU? NG
V?
1
PX ÐI? N
4
PX ? NG
2
4
3
PX MÁY CO KHÍ
3
2
PX MÁY
5
1
PX SO CH? TÔN
8
PX
GIA
CÔNG
7
Hình 1.1. Sơ đồ mạng lưới giữa các phân xưởng
1.4. Lưu lượng tính toán cho các đoạn ống nhánh, xác định lưu lượng cho
các đoạn ống trên ống tuyến chính
- Lưu lượng cực đại của 1 họng là:
q cd
= 6 (m3/h).
- Lưu lượng cực đại của tất cả họng trong 1 nhánh hay 1 phân xưởng:
Q cd n × q cd
=
(m3/h).
- Lưu lượng trung bình của 1 họng là:
q 0 = q cd × K 1 = 6 × 0,22 = 1,32
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
(m3/h).
3
4
- Lưu lượng trung bình của 1 nhánh hay 1 phân xưởng là:
Q 0 = Q cd × K1
(m3/h).
- Lưu lượng tính toán cực đại của từng nhánh trong phân xưởng được cho bởi công
thức:
q TT = Q cd × K 2
trong đó:
q TT
(m3/h).
3
- lưu lượng tính toán cực đại, (m /h),
q cd
- lưu lượng cực đại của một
K2
3
họng, (m /h), q0 - lưu lượng trung bình, n - số họng,
- hệ số lưu lượng cực đại đồng
thời.
(Tra biểu đồ 3.1 trang 34 giáo trình “Trạm khí nén và mạng lưới khí nén của tác giả
Hoàng Thị Hiền).
- Lưu lượng tính toán cực đại của phân xưởng:
Được xác định như tổng lớn nhất của lưu lượng tính toán cực đại của một trong các
nhóm điểm dùng cộng với lưu lượng trung bình của tất cả các nhóm còn lại.
QTT = max(q TT )i + Q 0 -(q 0 )i
; (m3/h)
(q TT )i
trong đó: max
Lưu lượng tính toán cực đại của nhánh thứ i; (m3/h)
Q0
Lưu lượng tính toán cực đại của phân xưởng
Được xác định bằng tổng lớn nhất của lưu lượng tính toán cực đại của một trong các
phân xưởng cộng với lưu lượng trung bình của tất cả các phân xưởng còn lại.
Dựa trên sơ đồ cấp khí ta lập được bảng sau: (Coi một nhánh như một phân xưởng).
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
4
5
Bảng 1.2. Tính toán lưu lượng khí nén.
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
5
6
Tên
phân
xưởn
g
1.
Phân
xưởn
g vỏ
(35
họng)
2.
Phân
xưởn
g ống
(40
họng)
3.
Phân
Tên
nhánh
Số
họn
g
khí
(n)
Lưu lượng
max (m3/h)
Hệ
số sử
dụng
theo
thời
gian
K1
Lưu lượng
trung bình
(m3/h)
1
họn
g
Toàn
bộ
1
họng
Toà
n bộ
q cd
Q cd
q0
Q0
Lưu
lượn
Hệ số
g
lưu
Lưu
tính
lượn lượng
toán
g cực tính
toàn
đại
toán
phân
đồng
qTT
xưởn
thời (m3/h)
g Qtt
(K2)
(m3/h
)
Nhánh
1.1
12
6
72
0,22
1,32
15.8
4
0,58
41.76
Nhánh
1.2
12
6
72
0,22
1,32
15.8
4
0,58
41.76
Nhánh
1.3
11
6
66
0,22
1,32
14,5
2
0,6
39.6
∑Q
Nhánh
2.1
Nhánh
2.2
Nhánh
2.3
Nhánh
2.4
Nhánh
3.1
46,2
0
10
6
60
0,22
1,32
13,2
0,61
36.6
10
6
60
0,22
1,32
13,2
0,61
36.6
10
6
60
0,22
1,32
13,2
0,61
36.6
10
6
60
0.22
1,32
13,2
0,61
36.6
0,58
41.76
∑Q
12
6
72.12
76.2
52,8
0
72
0,22
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
1,32
15.8
4
15.8
6
7
1.5. Lưu lượng tính toán của cơ sở đóng tàu Phà Rừng
* Lưu lượng tính toán cực đại của cơ sở đóng tàu Phà Rừng..
76,2+46,2+47,52+39,6+46,2+47,52+46,2+47,52= 397 (m3/h).
* Lưu lượng trung bình của cơ sở đóng tàu Phà Rừng.
46,2+52,8+47,52+39,6+46,2+47,52+46,2+47,52= 373,56 (m3/h).
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
7
8
II. TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI KHÍ NÉN BÊN NGOÀI PHÂN XƯỞNG
2.1. Xác định lưu lượng tính toán cho các đoạn ống trên tuyến ống chính
- Để xác định đường kính từng đoạn ống của các mạng lưới giữa các phân xưởng và
mạng lưới bên trong phân xưởng, trước tiên phải xác định lưu lượng khí nén trên từng
đoạn ống riêng biệt của mạng lưới.
- Lưu lượng khí nén có tính đến tổn thất trên đoạn ống (25%) được nhận như tổng lớn
nhất của lưu lượng tính toán cực đại của một trong các phân xưởng cộng với lưu lượng
trung bình của các phân xưởng còn lại.
- Đối với từng đoạn ống lưu lượng tính toán được nhân như tổng lưu lượng lớn nhất của
các phân xưởng với lưu lượng trung bình các phân xưởng còn lại có tính đến tổn thất trên
đoạn. Trường hợp phân xưởng có nhiều nhánh thì lưu lượng tính toán bằng tổng lưu
lượng lớn nhất của một nhánh với lưu lượng trung bình các nhánh còn lại. Các đoạn ống
được kí hiệu trên bản vẽ. Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:
Bảng 2.1. Lưu lượng tính toán cho các đoạn ống trên tuyến ống chính
Phân xưởng (đoạn ống)
PX Gia Công–K1
PX Máy–K1
K1–K2
PX Máy Cơ khí–K2
K2–K3
PX sơ chế tôn–K3
K3-K4
PX ống –K4
K4–K5
PX Mạ–K5
K5–K6
PX Điện –K8
PX Sơ Chế Tôn-K8
K8–K7
PX Vỏ-K7
K7-K6
K6-Trạm Khí Nén
Lưu lượng tính toán
cực đại (m3/h)
72,12 × 1,25 = 73,4
72,12 × 1,25 = 73,4
73,4+73,4= 147
73,44 × 1,25 =91,8
147+91,8= 238,8
73,44 × 1,25 =91,8
238,8+ 91,8= 330,6
76,2×1,25 = 95,25
330,6+95,25= 425,9
73,44 × 1,25 =91,8
425,9+91,8=517,7
63 × 1,25 = 78,8
73,44 × 1,25 =91,8
78,8+91,8= 170,6
72,12 × 1,25 = 73,4
170,6+73,4=244
425,9+244=667
Lưu lượng trung
bình (m3/h)
46,2 × 1,25 = 57,75
46,2 × 1,25 = 57,75
57,75+57,75= 115,5
47,52 × 1,25 = 59,4
115,5+59,4= 175
47,52 × 1,25 = 59,4
175+ 59,4 = 234,4
52,8×1,25 =66
234,4+66=300,4
47,52 × 1,25 =59,4
300,4+59,4= 360
39,6 × 1,25 =49,5
47,52 × 1,25 = 59,4
49,5+59,4= 108,9
46,2×1,25=57,75
108,9+57,75=166,65
360+166,65=526,65
- Việc tính toán thủy lực mạng lưới khí nén có thể tiến hành theo 2 phương pháp:
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
8
9
+ Phương pháp đồ thị.
+ Phương pháp giải tích.
Tính toán đường ống dẫn khí nén bằng giải tích là quá phức tạp, còn lập bảng tính với 4
biến số độc lập là không thể được. Do đó để thuận tiện cho quá trình tính toán ta áp dụng
phương pháp đồ thị.
2.2. Vận tốc các đoạn ống
* Vận tốc cho phép:
- Đối với đường ống giữa các phân xưởng: không vượt quá 25m/s;
- Đối với đường ống bên trong phân xưởng: không vượt quá 8 ÷ 12 m/s;
* Vận tốc hợp lí:
- Đối với đường ống giữa các phân xưởng 8 ÷ 15 m/s và đối với đường ống bên trong
phân xưởng 4 ÷ 8 m/s.
2.3. Tính toán thủy lực - xác định đường kính các đoạn ống và tổn thất áp
suất của mạng lưới khí nén
Tính toán thủy lực được tiến hành nhờ các đồ thị (phụ lục 2 – 5)_Trang 56 sách Trạm khí
nén và mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN.
- Đường kính đoạn ống được xác định đồng thời với vận tốc khí và phụ thuộc vào lưu
lượng, áp suất và vận tốc (đồ thị phụ lục 3 và 4)_Trang 57 sách Trạm khí nén và mạng
lưới khí nén - HOÀNG THỊ HIỀN.
- Tổn thất áp suất tổng cộng từ máy nén đến phân xưởng xa nhất (mạng lưới giữa các
phân xưởng) không vượt quá 10% áp suất công tác (làm việc) của trạm khí nén.
- Đường kính ống được xác định theo công thức:
D=
4 × Q tt
3600 × π × v
(m).
trong đó: D - đường kính tính toán của đoạn ống, (m). Q - lưu lượng tính toán của đoạn
ống, (m3/h). V - vận tốc cho phép chảy trong ống (m/s).
2.3.1. Tổn thất áp suất ma sát
- Từ các đại lượng Q (lưu lượng khí nén), P (áp suất khí nén), D (đường kính chọn theo
tiêu chuẩn) ta đi xác định lại vận tốc thực của đoạn ống.
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
9
10
- Theo (đồ thị_phục lục 2_Trang 56 sách Trạm khí nén và mạng lưới khí nén – HOÀNG
THỊ HIỀN): với P (áp suất khí nén) và v (vận tốc thực) ta đi xác định dòng khí nén nằm
trong miền ống nào. (Miền ống nhám và miền chuyển tiếp)
- Nếu thuộc miền ống nhám thì ta dựa vào (đồ thị_phục lục 4_Trang 58 Trạm khí nén và
mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN) để xác định tổn thất áp suất riêng R (kg/m 2)
trên 1m dài ống.
- Nếu thuộc miền chuyển tiếp thì ta dựa vào (đồ thị_phục lục 3_Trang 57 Trạm khí nén
và mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN) để xác định tổn thất áp suất riêng R (kg/m 2)
trên 1m dài ống.
- Dựa vào công thức:
ΔPms = R × l
; (kg/m2)
trong đó: l - chiều dài ống; (m). R - tổn thất áp suất riêng trên 1 m dài ống.
2.3.2. Tính tổn thất áp suất cục bộ
- Tổn thất áp suất cục bộ trong đường ống dẫn khí nén xác định theo độ dài tương đương
(phục lục 6_Trang 60 sách Trạm khí nén và mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN) kí
hiệu độ dài tương đương là: ltđ (m)
- Dựa vào công thức:
ΔPcb = R× l td
; (kg/m2)
2.3.3. Tính tổn thất áp suất tổng cộng
- Tổn thất áp suất chung (tổng cộng) của đường ống dẫn khí nén bằng tổn thất riêng (trên
1 m dài ống) nhân với độ dài quy ước của đoạn :
ΔP = R × l qu = R × (l +l tđ )
trong đó:
ΔP
2
- tổn thất áp suất chung (tổng cộng) của đoạn ống; (kg/m ).
l td
l
thực tế ( ) và độ dài tương đương ( ) của đoạn ống; (m).
l , l td
- độ dài
2.3.4. Tính toán thủy lực
2.3.4.1. Xác định đường kính đoạn ống bên ngoài phân xưởng
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
10
11
Bảng 2.2. Đường kính các đoạn ống bên ngoài phân xưởng
- Vận tốc thực hầu hết nằm trong khoảng vận tốc hợp lí (8÷15) m/s, nên đường kính ống
đã chọn là có thể chấp nhận được. Nếu giảm đường kính ống để đảm bảo yếu tố kinh tế
thì vận tốc trong ống tăng nên và như thế thì gây phá hoại đường ống.
- Chọn tuyến ống chính là truyến dài nhất và có tổn thất áp suất lớn nhất (tuyến bất lợi
nhất). Dựa vào mặt bằng cấp khí nén cho cơ sở đóng tàu ta xác định được tuyến ống
chính của mạng lưới là tuyến: PX GIA CÔNG →K1→K2→ K3 →K4 →K5 →K6 →Trạm
khí nén.
- Áp suất tại điểm dùng là: P=7 (atm).
- Do yêu cầu chọn máy nén thì áp suất cuối cùng của khí ra khỏi máy nén được phép cao
hơn áp suất tại điểm dùng không quá 3÷4 (atm).Vậy ta chọn 1,6 atm để đảm bảo yếu tố
kinh tế. Suy ra áp suất tại đoạn cuối của đường ống chính tức là đoạn PX Sơ Chế tôn
→K3 có áp suất là: 7 + 1,5 = 8,5 (atm). Và vì tổn thất áp suất tổng cộng từ máy nén đến
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
11
12
phân xưởng xa nhất không vượt quá 10% áp suất công tác của máy nên áp suất máy nén
sơ bộ chọn được 8,5 × 1,1 =9.35
(atm).
2.3.4.2. Tính toán tổn thất áp suất cho tuyến ống chính
a. Xác định chiều dài tương đương của các đoạn ống chính
- Dựa vào phục lục 6_Trang 60 sách trạm khí nén và mạng lưới khí nén_HOÀNG THỊ
HIỀN và các phụ tùng bố trí trên các đoạn ống của tuyến ống chính ta có bảng thống kê
độ dài tương đương như sau:
Bảng 2.3: Độ dài tương đương các đoạn ống bên ngoài phân xưởng.
l td
STT
Số phụ tùng trên đoạn ống
∑l
td
Đường Độ dài tương đương
(m)
(m)
kính
Đoạn ống đoạn
Van
ống D Ngoặt cong Chạc (khóa) Ngoặt cong Chạc Van
(khóa)
(mm) (90°) R= 4d 3
song (90°) R= 4d 3
song song
song
1
PX GIA
CÔNG-1
60
1.14
5.4
0.78
1
0
1
2
1-2
80
1.42
7.2
1.14
0
1
1
8.34
3
2-3
100
1.7
9
1.5
0
1
1
10.5
4
3–4
110
1.86
10
1.6
0
1
1
11.6
5
4–5
110
1.86
10
1.6
1
1
1
13.4
6
6
5- 6
110
1.86
10
1.6
0
1
0
10
7
6 – TRạm
Khí Nén
130
2.18
12.3
1.8
1
1
1
16.2
8
1.92
b. Tính tổn thất áp suất tổng cộng trên đường ống chính.
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
12
13
- Dựa vào phương pháp tính toán đã nêu, chú ý áp suất trên đoạn ống lấy theo áp suất vừa
tính toán được P = 9,35 atm. Từ đó ta có bảng tính toán tổn thất áp suất tổng trên đường
ống chính như sau:
Bảng 2.4. Tính toán tổn thất áp suất tổng cộng trên đường ống chính.
R
Miền (kg/m2
D
P
v
thực
∆P
Qtt
l
ltd
STT Đoạn ống Qtt (m3/h)
chuyển ) trên
(kg/h) (mm) (m/s) (atm)
(m) (m) (kg/m2)
động rối 1m dài
ống
1
PX GIA
CÔNG-1
73.4
2
1-2
147
3
2-3
238.8
2
3–4
330,6
3
4–5
425.9
4
5- 6
517.7
88.0
176.3
286.3
396.4
510.7
620.7
60
9
9,35
Ống
nhám
0.08
80
10
9,35
Ống
nhám
0.08
100
11
9,35
Ống
nhám
0.06
110
12
9,35
Ống
nhám
0.09
110
15
9,35
Ống
nhám
0.1
110
16
9,35
Ống
nhám
0.16
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
45 1.92
3.75
35 8.34
3.47
3
10.5
0.81
35
10
6.3
75 12.8
13.2
70
12.8
10
13
14
5
6
6 – TRạm
Khí Nén
667
799.7
130
17
∑ ΔP
9,35
Ống
nhám
0,19
35 15.1
9.5
49.83
Ghi chú: Đổi đơn vị: 1(m3/h) = 1,199 (kg/h).
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
14
15
III. TÍNH TOÁN THỦY LỰC MẠNG LƯỚI KHÍ NÉN BÊN TRONG PHÂN
XƯỞNG GIA CÔNG
3.1. Xác định lưu lượng tính toán của các đoạn ống trong phân x ưởng Gia
Công
- Tại các đầu nối đường ống nhánh vào phân xưởng lắp các phụ tùng sau:
+ Van khóa: cắt nguồn cung cấp khí (khi cần sửa chữa, thay thế…).
Áp kế: đo áp suất khí vào.
+ Lưu lượng kế: áp kế vi sai đo áp suất động, tĩnh, áp suất toàn phần kế đo lưu lượng:
Pd =
v2
×ρ
2
+ Van giảm áp: khi phân xưởng yêu cầu áp suất khí thấp hơn so với áp suất của mạng
lưới ngoài phân xưởng.
- Đường ống có d ≥ 50 mm thì nối ống bằng phương pháp hàn, d ≤ 50 mm nối ống bằng
phụ tùng nối ống (bích, ren).
- Phân xưởng Gia Công với số họng : 35 họng, lưu lượng mỗi họng là 6 [m 3/h] được cấp
từ trạm khí nén của nhà máy. Bên trong phân xưởng ta chia làm 3 nhánh được phân bố
lần lượt là 12, 12, 10 họng. Đường ống trong nhà được lắp nổi theo kết cấu nhà xưởng
dọc theo dàn cột.
- Cao độ của đường ống là 6(m), tủ cấp khí có cao độ 1,2 (m).
- Do phân xưởng có 2 nhánh giống nhau (7.1, 7.2)và nhánh 7.3 nên ta chỉ cần tính toán
cho 2 nhánh, nhánh còn lại sẽ lấy theo nhánh tính toán. Chọn nhánh tính toán là nhánh
7.1 và 7.2
- Nhánh tính toán bao gồm nhiều đoạn ống, mỗi đoạn ống nối trực tiếp với tủ cấp khí có
chứa một họng khí với lưu lượng cực đại qo= 6 (m3/h).
A,Tính cho nhánh 7.1.
- Lưu lượng tính trung bình đoạn ống: QTB = qo×n×K1= 6×1×0,22= 1,32 (m3/h).
Với K1= 0,22 và n =1 tra biểu đồ hình 3.1 ta được K2 = 0,78 nên:
- Lưu lượng tính toán cực đại đoạn ống: Qtt= q0×n×K2= 6×1×0,78=4,68 (m3/h).
- Lưu lượng tính toán của các đoạn ống trong phân xưởng tính bằng tổng lưu lượng max
của 1 họng cộng với lưu lượng trung bình của các họng còn lại.
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
15
16
8
1875
A
Q6-D20
L10.4
Q12,6-D25
L5
Q6-D20
L5
4413
5000
5000
5000
5000
5000
Q19,2-D30
5000
5000
5000
5000
5000
NHÁNH
7.1
16875
Q35,76-D40
L13,5
B
30000
17
6
7
5455
5
Q8,64-D25
L5,4
5455
NHÁNH
7.2 Q9,96-D25
L5,4
5455
5455
5
5
Q11,28-D25
L5,4
5455
4
3
3
Q12,6-D25
L5,4
Q13,92-D30
L5,4
Q15,24-D30
L5,4
5455
5455
5455
3
13
Q17,88-D30
L4,4
Q16,56-D30
L5,4
5455
15000
4867
5
Q7,32-D25
L5,4
Q6-D20
L5,4
Q6-D20
L10.4
5000
Q6-D20
L5
5000
5000
5000
5000
5000
5000
5000
6250
Q19,2-D30
C
5000
5000
5000
5000
5000
5000
4862
6250
Q12,6-D25
L5
1875
4413
Q6-D20
L10.4
NHÁNH
7.3
5000
5000
5000
5000
5000
5000
75000
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
8
Hình 3.1. Mặt bằng cấp khí nén phân xưởng Gia Công
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
16
17
N1
N0
8
T21
G11
T11
H11
G10
T20
G9
T19
G8
T18
G7
T17
G6
T16
G5
T15
G4
T14
G3
T13
G2
T10
T9
T8
T7
T6
T5
T4
T3
T2
T1
H10
H9
H8
H7
H6
H5
H4
H3
H2
H1
T12
N2
G1
Bảng 3.1. Lưu lượng tính toán của đoạn ống 7.3 và 7.2 bên trong phân xưởng Gia Công
Lưu lượng tính toán cực đại
Lưu lượng trung
3
Q
=
q
×n×K
[m
/h]
tt
0
2
STT
Đoạn ống
bình Qtb [m3/h]
QTB = qo×n×K1
q0
Kết quả
Kết quả
Nhánh ống 7.3
×
×
1
qmax 1họng = 6
4,68
1.32
H12-T11
K1 qmax =0.22 6
×
×
2
qmax 1họng = 6
4,68
1.32
H11-T11
K1 qmax = 0.22 6
3
T11-T10
6
×
×
4
qmax 1họng = 6
4,68
1.32
H10-T10
K1 qmax = 0.22 6
5
T10-T9
7.32
×
×
6
qmax 1họng = 6
4.68
1.32
H9-T9
K1 qmax = 0.22 6
7
T9-T8
8.64
×
×
8
qmax 1họng = 6
4.68
1.32
H8-T8
K1 qmax = 0.22 6
9
T8-T7
9.96
×
×
10
qmax 1họng = 6
4.68
1.32
H7-T7
K1 qmax = 0.22 6
T7-T6
11.28
H6-T6
qmax 1họng = 6
4.68
11
T6-T5
12.6
×
×
12
qmax 1họng = 6
4.68
1.32
H5-T5
K1 qmax = 0.22 6
13
T5-T4
13.92
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
17
18
14
H4-T4
T4-T3
qmax 1họng = 6
H3-T3
T3-T2
qmax 1họng = 6
H2-T2
T2-T1
qmax 1họng = 6
qmax 1họng = 6
21
H1-T1
T1-N2
1
G11-T21
qmax 1họng = 6
4,68
2
G10-T21
T21-T20
qmax 1họng = 6
4,68
G9-T20
T20-T19
qmax 1họng = 6
G8-T19
T19-T18
qmax 1họng = 6
G7-T18
T18-T17
qmax 1họng = 6
G6-T17
T17-T16
qmax 1họng = 6
G5-T16
T16-T15
qmax 1họng = 6
G4-T15
T15-T14
qmax 1họng = 6
G3-T14
T14-T13
qmax 1họng = 6
G2-T13
T13-T12
qmax 1họng = 6
G1-T12
T12-N2
N2-N1
qmax 1họng = 6
15
16
17
18
19
20
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
4.68
15.24
4.68
16.56
4.68
17.88
4.68
19.2
Nhánh ống 7.2
6
4,68
7.32
4.68
8.64
4.68
9.96
4.68
11.28
4.68
12.6
4.68
13.92
4.68
15.24
4.68
16.56
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
4.68
×
×
K1 qmax =0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax =0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax =0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax =0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax =0.22 6
×
×
K1 qmax = 0.22 6
1.32
1.32
×
×
K1 qmax = 0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax = 0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax = 0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax = 0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax = 0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax =0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax =0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax =0.22 6
1.32
×
×
K1 qmax =0.22 6
1.32
17.88
35.76
18
19
3.2. Tính toán thủy lực mạng lưới bên trong phân xưởng GIA CÔNG
3.2.1. Chọn đường kính ống
- Chọn đường ống theo lưu lượng và vận tốc cho phép. Vận tốc hợp lý là đối với đường
ống trong phân xưởng v = 4 ÷ 8 (m/s), không vượt quá 12 (m/s).
- Đường kính được xác định bằng công thức:
D = 1000 ×
4×Q
3600 × π × V
(mm).
trong đó : D - đường kính, (mm). Q - lưu lượng khí nén, (m 3/h). V - vận tốc khí trong
ống, (m/s).
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
19
20
Bảng 3.2. Xác định đường kính các đoạn ống bên trong phân xưởng Gia Công
STT
Đoạn ống
Lưu lượng tính toán
cực đại (m3/h).
vchọn
D
Dchọn
vthực
(m/s)
( mm)
(mm)
(m/s)
Nhánh 7.3
1
H12-T11
4,68
5
18.20
20
4.14
2
H11-T11
4,68
5
18.20
20
4.14
3
T11-T10
6
6
18.81
20
5.31
4
H10-T10
4,68
5
18.20
20
4.14
5
T10-T9
7.32
6
20.78
25
4.14
6
H9-T9
4.68
5
18.20
20
4.14
7
T9-T8
8.64
6.5
21.69
25
4.89
8
H8-T8
4.68
5
18.20
20
4.14
9
T8-T7
9.96
6.5
23.29
25
5.64
10
H7-T7
4.68
5
18.20
20
4.14
11
T7-T6
11.28
6.6
24.59
25
6.39
12
H6-T6
4.68
5
18.20
20
4.14
13
T6-T5
12.6
7
25.24
25
7.13
14
H5-T5
4.68
5
18.20
20
4.14
15
T5-T4
13.92
7
26.53
25
5.47
16
H4-T4
4.68
5
18.20
20
4.14
17
T4-T3
15.24
7.5
26.81
25
8.63
18
H3-T3
4.68
5
18.20
20
4.14
19
T3-T2
16.56
7.5
27.95
30
6.51
20
H2-T2
4.68
5
18.20
20
4.14
21
T2-T1
17.88
8
28.12
30
4.4
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
20
21
22
H1-T1
4.68
5
18.20
20
4.14
23
T1-N2
19.2
8.5
28.27
30
7.55
Nhánh 7.2
1
G11-T21
4,68
5
18.2
20
4.14
2
G10-T21
4,68
5
18.2
20
4.14
3
T21-T20
6
6
18.8
20
5.31
4
G9-T20
4,68
5
18.2
20
4.14
5
T20-T19
7.32
6
20.8
25
4.14
6
G8-T19
4.68
5
18.2
20
4.14
7
T19-T18
8.64
6.5
21.7
25
4.89
8
G7-T18
4.68
5
18.2
20
4.14
9
T18-T17
9.96
6.5
23.3
25
5.64
10
G6-T17
4.68
5
18.2
20
4.14
11
T17-T16
11.28
6.6
24.6
25
6.39
12
G5-T16
4.68
5
18.2
20
4.14
13
T16-T15
12.6
7
25.2
25
7.13
14
G4-T15
4.68
5
18.2
20
4.14
15
T15-T14
13.92
7
26.5
30
5.47
16
G3-T14
4.68
5
18.2
20
4.14
17
T14-T13
15.24
7.5
26.8
30
5.99
18
G2-T13
4.68
5
18.2
20
4.14
19
T13-T12
16.56
7.5
28.0
30
6.51
20
G1-T12
4.68
5
18.2
20
4.14
21
T12-N2
17.88
8
28.1
30
7.03
22
N2-N1
35.76
8.5
38.6
40
7.91
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
21
22
- Vận tốc thực nằm trong miền vận tốc hợp lí đối với đường kính trong và ngoài phân
xưởng, nên đường kính các đoạn ống vừa chọn xem là hợp lí. Nếu ta giảm đường kính
các đoạn ống xuống thì vận tốc sẽ tăng lên và gây ra phá hoại đường ống.
- Dựa vào mặt bằng cấp khí bên trong phân xưởng ống ta xác định được tuyến ống bất lợi
nhất (tuyến ống dài nhất và có tổn thất áp suất lớn nhất) là tuyến:
H12→ T11→ T10→ T9→ T8→ T7→ T6→ T5→ T4→ T3→T2→T1→N2→N1
* Ta tiến hành tính toán thủy lực cho tuyến bất lợi nhất bên trong phân xưởng ống.
3.2.2. Tính tổn thất áp suất ma sát
Ta dùng phương pháp tra đồ thị với các đồ thị sau :
- Từ vận tốc và áp suất khí nén. Dựa vào biểu đồ phụ lục 2 ta xác định được miền chuyển
động rối của khí nén (độ nhám K = 0,1mm).
- Sau khi đã xác định được miền chuyển động rối của khí nén ( miền chuyển tiếp hay
miền ống nhám). Dựa vào biểu đồ phụ lục 3 và 4 tương ứng với các miền chuyển động
rối của khí nén đã xác định được ở trên, kết hợp lưu lượng, vận tốc và đường kính đoạn
ống ta xác định được tổn thất áp suất riêng R trên 1 m chiều dài đoạn ống.
- Khi đã xác định được tổn thất áp suất riêng R thì tổn thất áp suất trên cả đoạn ống được
∆Pms = R × l
xác định:
l
, (với – chiều dài đoạn ống).
3.2.3. Tính tổn thất áp suất cục bộ
- Tổn thất áp suất cục bộ trong đường ống dẫn khí nén xác định theo độ dài tương đương
(phục lục 6_Trang 60 sách Trạm khí nén và mạng lưới khí nén – HOÀNG THỊ HIỀN) kí
hiệu độ dài tương đương là: ltđ (m)
ΔPcb = R× l td
; (kg/m2)
R: là tổn thất áp suất riêng R trên 1 m chiều dài đoạn ống, (kg/m2.m)
- Áp suất làm việc của các tuyến ống trong phân xưởng là P = 7 (atm).
3.2.4. Tính toán tổn thất áp suất cho tuyến ống chính
a. Xác định chiều dài tương đương của các đoạn ống chính
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
22
23
- Dựa vào phục lục 6_Trang 60 sách trạm khí nén và mạng lưới khí nén_HOÀNG THỊ
HIỀN và các phụ tùng bố trí trên các đoạn ống của tuyến ống chính ta có bảng thống kê
độ dài tương đương như sau:
Bảng 3.3.Xác định chiều dài tương đương các đoạn ống trong phân xưởng Gia Công
l td
STT
Số phụ tùng trên đoạn ống
∑l
td
(m)
Đường Độ dài tương đương
(m)
kính đoạn
Đoạn ống
Van
ống D
Van
Ngoặt cong
(khóa) Ngoặt cong Chạc
(mm)
Chạc 3
(khóa)
(90°) R= 4d
song (90°) R= 4d 3
song song
song
1
H12-T11
20
0,42
1,8
0.06
1
0
1
1.4
3
T11-T10
20
0,42
1,8
0.06
0
1
0
1.8
5
T10-T9
25
0,65
2,25
0,15
0
1
0
2.3
7
T9-T8
25
0,65
2,25
0,15
0
1
0
2.3
9
T8-T7
25
0,65
2,25
0,15
0
1
0
2.3
11
T7-T6
25
0,65
2,25
0,15
0
1
0
2.3
13
T6-T5
25
0,65
2,25
0,15
0
1
0
2.3
15
T5-T4
25
0,65
2,25
0,15
0
1
0
2.3
17
T4-T3
30
0.72
2.7
0.24
0
1
0
2.7
19
T3-T2
25
0,65
2,25
0,15
0
1
0
2.3
21
T2-T1
30
0.72
2.7
0.24
0
1
0
2.7
22
T1-N2
30
0.72
2.7
0.24
1
1
1
4.4
23
N2-N1
40
0.86
3.6
0.42
0
1
1
3.6
*) Ghi chú: Trong tủ có 1 van khóa để khóa đường ống dẫn từ ngoài vào tủ khí.
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
23
24
b. Tính tổn thất áp suất tổng cộng trên tuyến ống chính.
Bảng 3.4. Tính toán tổn thất áp suất tổng cộng trên tuyến ống chính.
STT
Đoạn
ống
Qtt Qtt D v
P
thực
(m3/h (kg/h (mm
(m/s) (atm)
)
)
)
Miền
chuyển
động rối
R
∆P
(kg/m2)
l (m) ltd (m) (kg/m2
trên 1m
)
dài ống
1 H12-T11 4,68 2.35 20
4.14
7
Chuyển tiếp
-
10.4
1.4
-
3
T11-T10
3.02 20
5.31
7
Chuyển tiếp
-
5
1.8
-
5
T10-T9 7.32 3.68 25
4.14
7
Chuyển tiếp
-
5
2.3
-
7
T9-T8
8.64 4.34 25
4.89
7
Chuyển tiếp
-
5
2.3
-
9
T8-T7
9.96 5.01 25
5.64
7
Chuyển tiếp
-
5
2.3
-
11
T7-T6 11.28 5.67 25
6.39
7
Chuyển tiếp
-
5
2.3
-
11
T6-T5
12.6 6.33 25
7.13
7
Chuyển tiếp
-
5
2.3
-
13
T5-T4 13.92 6.99 30
5.47
7
Chuyển tiếp
-
5
2.7
-
15
T4-T3 15.24 7.66 25
8.63
7
Chuyển tiếp
-
5
2.3
-
17
T3-T2 16.56 8.32 30
6.51
7
Chuyển tiếp
-
5
2.7
-
19
T2-T1 17.88 8.98 30
7.03
7
Chuyển tiếp
-
17.3
4.4
-
19.2
23.0
2 30
7.55
7
Chuyển tiếp
0.2
13.5
3.6
3.42
37.08
44.4
5 40
7.91
0.3
17.39
3.6
6.3
21
22
T1-N2
N2-N1
6
7
11
Chuyển tiếp
∑ ΔP
9,72
*) Ghi chú: Đổi đơn vị: 1(m3/h) = 1,199 (kg/h).
1(atm) = 10332.275 kg/m²
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
24
25
IV. CHỌN THIẾT BỊ & PHỤ TÙNG CỦA TRẠM KHÍ NÉN.
4.1. Chọn máy nén
4.1.1. Máy nén và cơ sở chọn lựa máy nén
- Máy nén khí dùng để nén và ép – đẩy không khí.
- Nguyên tắc chung để tính chọn máy nén: Chọn kiểu, số hiệu, số lượng và năng suất
máy nén lắp đặt trong gian máy của trạm khí nén được thực hiện trên cơ sở hai thông số:
Tải trọng tính toán trung bình và cực đại lâu dài của trạm khí nén.
Áp suất khí nén yêu cầu tại các điểm dùng.
- Ngoài ra, khi chọn máy nén cần nghiên cứu phương pháp cấp khí nén đến các điểm
dùng và có các khái niệm về kiểu và số hiệu máy nén được xuất xưởng và lưu thông trên
thị trường.
- Khi chọn máy nén theo áp suất cần chú ý sao cho áp suất cuối cùng của khí khi ra máy
nén cao hơn áp suất yêu cầu tại điểm dùng không quá 3÷4 atm, vì giảm áp suất từ cao
xuống thấp là không kinh tế.
- Các máy nén có cùng năng suất nhưng máy nén nào có áp suất nén cuối cùng thấp hơn
sẽ có công suất động cơ thấp hơn. Về vấn đề này khi chọn máy nén cần cố gắng sao cho
chi phí năng lượng riêng (N/Q – tính bằng kW.h/m3) thấp nhất có thể được.
- Phương pháp cấp khí nén đến điểm dùng: cũng ảnh hưởng đến chọn máy nén.
- Thông số chính của một máy nén:
Áp suất môi trường nén, (atm; bar; kg/cm2)
Năng suất máy nén, (m3/ph; m3/h)
Công suất động cơ dẫn động máy nén, (kW; hay mã lực).
- Số máy nén: chọn lựa cho trạm khí nén cấp khí liên tục có số lượng máy (N) thì:
2 ≤ N ≤ 6 ÷8
- Dẫn động máy nén: dẫn động phổ biến nhất là động cơ điện riêng lẻ, truyền cho máy
nén lực quay trực tiếp qua khớp đàn hồi(cùng trục với trục khuỷu của máy nén) hay qua
truyền động bằng đai hay đai hình thang.
Ưu điểm dẫn động bằng điện:
SVTH: NGUYỄN VĂN TUẤN _ MSSV:883057
25
