Do An Chinh Thuc

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc

Pháön mäüt: Trçnh baìy lyï thuyãút Chæång 1 LYÙ THUYEÁT CHUNG VEÀ COÂ ÑAËC 1.1.Nhæîng khaïi niãûm cå baín vãö cä âàûc Quá trình bay hơi thường dùng để: – làm tăng nồng độ của chất hòa tan trong dung dịch (làm đậm đặc); – tách các chất hòa tan ở dạng rắn (kết tinh); – tách dung môi ở dạng nguyên chất (nước cất); – lấy nhiệt từ môi trường lạnh khi thay đổi trạng thái của tác nhân làm lạnh… Từ thể lỏng chuyển thành hơi có thể có hai trạng thái: bay hơi hoặc sôi. Khi bay hơi nhiệt độ của dung dịch thấp hơn nhiệt độ sôi, áp suất của dung môi trên mặt dung dịch lớn hơn áp suất riêng phần của nó ở khoảng trống trên mặt thoáng của dung dịch, nhưng nhỏ hơn áp suất chung. Trạng thái bay hơi có thể xảy ra ở các nhiệt độ khác nhau và nhiệt độ càng tăng khi tốc độ bay hơi càng lớn, còn sự bốc hơi ở trạng thái sôi xảy ra ở cả trong dung dịch (tạo thành bọt) khi áp suất hơi của dung môi bằng áp suất chung trên mặt thoáng, trạng thái sôi chỉ có ở nhiệt độ xác định ứng với áp suất chung và nồng độ của dung dịch đã cho. Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm thường làm đậm đặc dung dịch nhờ đun sôi gọi là quá trình cô đặc, đặc điểm của quá trình cô đặc là dung môi được tách khỏi dung dịch ở dạng hơi, còn dung chất hòa tan trong dung dịch không bay hơi, do đó nồng độ của dung dịch sẽ tăng dần lên, khác với quá trình chưng cất, trong quá trình chưng cất các cấu tử trong hỗn hợp cùng bay hơi chỉ khác nhau về nồng độ trong hỗn hợp. Hơi của dung môi được tách ra trong quá trình cô đặc gọi là hơi thứ, hơi thứ ở nhiệt độ cao có thể dùng để đun nóng một thiết bị khác, nếu dùng hơi thứ đung nóng một thiết bị ngoài hệ thống cô đặc thì ta gọi hơi đó là hơi phụ. Truyền nhiệt trong quá trình cô dặc có thể trực tiếp hoặc gián tiếp, khi truyền nhiệt trực tiếp thường dùng khói lò cho tiếp xúc với dung dịch, còn truyền nhiệt gián tiếp thường dùng hơi nước bão hòa để đốt nóng.

1.2.Caïc phæång phaïp cä âàûc

Quá trình cô đặc có thể tiến hành trong thiết bị một nồi hoặc nhiều nồi làm việc gián đọan hoặc liên tục. Khi cô đặc gián đoạn: dung dịch cho vào thiết bị một lần rồi cô đặc đến nồng yêu cầu, hoặc cho vào liên tục trong quá trình bốc hơi để giữ mức dung dịch không đổi đến khi nồng độ dung dịch trong thiết bị đã đạt yêu cầu sẽ láy ra một lần sau đó lại cho dung dịch mới để cô. Khi cô đặc liên tục trong hệ thống một nồi hoặc nhiều nồi dung dịch và hơi đốt cho vào liên tục, sản phẩm cũng được lấy ra liên tục. Quá trình cô đặc có thể thực hiện ở các áp suất khác nhau tùy theo yêu cầu kỹ thuật, khi làm việc ở áp suất thường (áp suất khí quyển) thì có thể dùng thiết bị hở; còn làm việc ở các áp suất khác thì dùng thiết bị kín cô đặc trong chân không (áp suất thấp) vì có ưu điểm là: khi áp suất giảm thì nhiệt độ sôi của dung dịch cũng giảm, do đó hiệu số nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch tăng, nghĩa là có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt. Cô đặc chân không có thể dùng hơi đốt ở áp suất thấp, điều đó rất có lợi khi ta dùng hơi thải của các quá trình sản xuất khác Cô đặc chân không cho phép ta cô đặc những dung dịch ở nhiệt độ sôi cao (ở áp suất thường) có thể sinh ra những phản ứng phụ không cần thiết (oxy hóa, nhựa hóa, đường hóa …). Mặt khác do nhiệt độ sôi của dung dịch thấp thì tổn thất nhiệt ra môi trường chung quanh sẽ nhỏ hơn khi cô đặc ở áp suất thường.

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

1

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc 1.3.Cä âàûc nhiãöu näöi Cô đặc nhiều nồi là quá trình sử dụng hơi thứ thay hơi đốt, do đó nó có ý nghĩa kinh tế caovề sử dụng nhiệt. Nguyên tắc cô đặc nhiều nồi có thể tóm tắt như sau: Nồi thứ nhất dung dịch được đun bằng hơi đốt, hơi thứ của nồi này đưa vào đun nồi thứ hai, hơi thứ nồi thứ hai được đưa vào đun nồi thứ ba,…hơi thứ ở nồi cuối cùng đi vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch đi vào lần lượt từ nồi nọ sang nồi kia, qua mỗi nồi đều bốc hơi một phần, nồng độ tăng dần lên. Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt trong các nồi là phải có chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch sôi, hay nói cách khác là chênh lệch áp suất giữa hơi đốt và hơi thứ trong các nồi nghĩa là áp suất làm việc trong các nồi phải giảm dần vì hơi thứ của nồi trước là hơi đốt của nồi sau. Thông thường thì nồi đầu làm việc ở áp suất dư còn nồi cuối làm việc ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển (chân không). Cô đặc nhiều nồi có hiệu quả kinh tế cao về sử dụng hơi đốt so với một nồi, vì nếu ta giả thiết rằng cứ 1kg hơi đưa vào đốt nóng thì được 1kg hơi thứ, như vậy 1kg hơi đốt đưa vào nồi đầu sẽ làm bốc hơi số kg hơi thứ tương đương với số nồi trong hệ thống cô đặc nhiều nồi, hay nói cách khác là lượng hơi đốt dùng để làm bốc 1kg hơi thứ tỷ lệ nghịch với số nồi. Ví dụ khi cô đặc hai nồi: 1kg hơi đốt vào nồi đầu làm bốc hơi 1kg hơi thứ trong nồi đầu, 1kg hơi thứ này đưa vào đốt nóng nồi sau cũng bốc hơi 1kg hơi thứ nữa, như vậy đối với hai nồi ta được 2kg hơi thứ và lượng hơi đốt tính theo 1kg hơi thứ la

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

2

1 = 0,5 kg. 2

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc

Chæång 2

Giåïi Thiãûu Chung Vãö NaOH

2.1 Tênh cháút váût lyï vaì hoaï hoüc cuía NaOH Các hiđroxit MOH là chất rắn màu trắng, nóng chảy ở nhiệt độ tương đối thấp tạo nên chất lỏng linh động và trong suốt. Ở trạng thái nóng chảy, chúng ăn mòn thủy tinh, sứ và (khi có mặt không khí) cả platin cho nên để nấu chảy chúng, cần phải dùng các dụng cụ bằng sắt, niken hoặc bạc. Tất cả hiđroxit đều hút ẩm mạnh. Khi để trong không khí, thọat đầu chúng bị ướt và sau một thời gian có thể tan thành dung dịch. Quá trình hòa tan phát ra những lượng nhiệt lớn, vào khoảng 40kJ/mol. Theo nguyên lý Lơ Satơliê, độ tan của chúng phải giảm xuống khi nhiệt độ tăng lên. Nhưng thực tế độ tan của NaOH vẫn tăng theo nhiệt độ. Hiđroxit MOH cũng dễ tan trong rượu metylic, rượu etylic. Ở nhiệt độ cao hơn, KOH có kiến trúc lập phương kiểu muối ăn, còn LiOH có kiến trúc lớp. Ở trạng thái rắn cũng như trạng thái dung dịch các hiđroxit MOH đều gồm hoàn toàn các ion. Là chất kiềm mạnh, các hiđroxit MOH tương tác dễ dàng với các oxit axit và axit tạo nên muối. Natri hiđroxit là chất rắn không trong suốt, có màu trắng, hút ẩm rất mạnh. Nó tan dễ dàng trong nước và rượu. Quá trình tan trong nước phát nhiệt nhiều. Người ta biết được một số hiđrat của nó như NaOH.H2O, NaOH.3H2O và NaOH.2H2O. Nước trong các hiđrat đó chỉ mất hoàn toàn khi chúng nóng chảy.

2.2 Âiãöu chãú vaì æïng duûng cuía NaOH Trước kia trong công nghiệp, người ta điều chế NaOH bằng cách cho canxi hiđroxit tác dụng với dung dịch natri cacbonat loãng và nóng: Ca(OH)2 + Na2CO3 = 2NaOH + CaCO3 Ngày nay người ta dùng phương pháp hiện đại là điện phân dung dịch NaCl bão hòa: dòng điện 2NaCl + 2H2O Cl2 + H2 + 2NaOH NaOH được dùng để sản xuất xenlulozơ từ gỗ, sản xuất xà phòng, giấy và tơ nhân tạo, tinh chế dầu thực vật và các sản phẩm chưng cất dầu mỏ, chế phẩm nhuộm và dược phẩm, làm khô các khí và là thuốc thử rất thông dụng trong phòng thí nghiệm hóa học.

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

3

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc

Chæång III SÔ ÑOÀ VAØ NGUYEÂN LYÙ HOAÏT ÑOÄNG CUÛA HEÄ THOÁNG COÂ ÑAËC HAI NOÀI XUOÂI CHIEÀU

Trçnh baìy åí baín veî A3.

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

4

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc

Pháön II: Tênh Toaïn Caïc thäng säú vaì säú liãûu ban âáöu: Dung dëch cä âàûc: NaOH Näöng âäü âáöu(xâ): 5% Näöng âäü cuäúi(xc): 16% Aïp suáút håi âäút(tæû choün): 2.6 at Aïp suáút ngæng tuû åí Baromet 0.25 at

Chæång 1 CAÂN BAÈNG VAÄT CHAÁT 1.1 Lượng dung môi nguyên chất bốc hơi (lượng hơi thứ) khi nồng độ dung dịch thay đổi từ xđ đến xc : xd ),kg/h;(VI.1 STQTTB T2) xc 5 =7000*(1)=4812.5, kg/h; 16

W=Gâ(1-

Gđ - lượng dung dịch đầu, kg/s; xđ , xc - nồng độ đầu và nồng độ cuối của dung dịch, % khối lượng. Choün tè lãû phán bäú håi thæï cho caïc näöi nhæ sau:

W1 1 = W2 1.1

Læåüng håi thæï bäúc ra åí tæìng näöi 1

W1=Wâ. (1 +1.1) =2291.7, kg/h; 1.1

W2=Wâ. (1 +1.1) = 2520.8, kg/h; 1.2

Nồng độ cuối của dung dịch trong từng nồi: x1 = =

7000 ⋅ 5 7000 − 2291.7

x2 = =

Gd ⋅ xd , % khối lượng; Gd − W1

=7.434 , % khối lượng;

G1 ⋅ x d , % khối lượng; G − ( W1 + W2 )

7000 ⋅ 5 7000 − 2520.8

=16.000 , % khối lượng;

x1, x2 - nồng độ cuối của dung dịch trong các % khối lượng; W 1, W2 - lượng hơi thứ bốc lên từ các nồi kg/h; xđ - nồng độ đầu của dung dịch, % khối lượng; G đ - lượng dung dịch đầu, kg/h; 1.3

Phán phäúi chãnh lãûch aïp suáút cho tæìng näöi

Aïp suáút håi âäút(tæû choün): Aïp suáút ngæng tuû åí Baromet

ph = 2.6 at pnt = 0.25 at

Choün tè lãû phán bäú aïp suáút cho caïc näöi nhæ sau:

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

5

p1 p2

=

1. 7 1

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Chãnh lãûch aïp suáút cuía näöi 1: ∆ p1 =

1.7( p h − p nt ). = 1.480, at; (1 +1.7)

Aïp suáút laìm viãûc cuía tæìng näöi: Näöi 1: p1 = ph - ∆ P1 = 1.120 ,at; Näöi 2: p2= pnt = 0.25 ,at; Nhiãût âäü håi næåïc baîo hoaì theo aïp suáút ( tra baíng I.251 STQTTB T1 ): Nồi i Áp Suất(at) Nhiệt độ(0C) 1 1.120 102.2 2 0.25 64.2 Hơi đốt 2.6 127.6

1.4 Täøn tháút nhiãût âäü: Täøn tháút nhiãût âäü trong hãû thäng cä âàûc bao gäöm: täøn tháút do näöng âäü, täøn tháút do aïp suáút thuyí ténh vaì täøn tháút do tråí læûc âæåìng äúng.

1.4.1 Täøn tháút nhiãût do näöng âäü Nhæ váûy täøn tháút nhiãût âäü do näöng âäü âæåüc tênh: ∆ ’= t t0 ,0C; Trong âoï t - Nhiãût âäü säi cuía dung dëch åí aïp suáút laìm viãûc cuía näöi,0 C; t0 - Nhiãût âäü säi cuía dung mäi åí aïp suáút laìm viãûc cuía näöi ,0 C; Tính tổn thất nhiệt độ sôi do nồng độ ở áp suất khác có thể dùng quy tắc Babô. Theo quy tắc Babô thì quan hệ giữa áp suất hơi bão hòa của dung môi trên dung dịch loãng p với áp suất hơi bão hòa của dung môi nguyên chất p0 ở cùng nhiệt độ là không đổi và đối với dung dịch có nồng độ nhất định quan hệ đó không phụ thuộc nhiệt độ sôi. p

( p )t = const; 0 ÅÍ aïp suáút (1 at) æïng våïi näöng âäü nháút âënh cuía tæìng näöi dung dëch NaOH coï nhiãût âäü säi vaì aïp suáút cuía dung mäi tæng æïng nhæ sau: Nhiệt độ của dung môi tương NồI i x(%) Nhiệt độ của dung dịch (1 at) ứng 1 7.434 102.0 1.113 2 16.000 105.8 1.268 Aïp duïng qui tàõc BaBo: p

1

p

1

Näöi 1: ( p )t = = 0.8984 1.113 0 Näöi 2: ( p )t = = 0.7889 1.268 0 Aïp suáút cuía dung mäi taûi aïp laìm viãûc cuía näöi: p 1.120 )t = = 1.247,at; 0.8984 0.8984 p 0.250 Näöi 2: : p0 = ( )t = = 0.317,at; 0.7899 0.7899

Näöi 1: p0 = (

Nhiãût âäü säi cuía dung dëch tra theo aïp suáút cuía dung mäi tênh theo BaBo:

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

6

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Nồi 1 Nồi 2 Áp suất của dung môi ở áp suất làm việc( C) 1.247 0.317 0 Nhiệt độ sôi của dung dịch( C) 105.3 69.8 Täøn tháút nhiãût âäü do näöng âäü tênh åí baíng sau: 0

Nhiệt độ sôi của dung dịch Nhiệt độ sôi của dung môi Tổn thất nhiệt độ do nồng độ(∆ ’)

Nồi 1 Nồi 2 Hệ thống 105.3 69.8 102.2 64.2 3.1 5.6 8.7

1.4.2 Täøn tháút nhiãût âäü do aïp suáút thuyí ténh: Nhiệt độ sôi của dung dịch cô đặc tăng cao vì hiệu ứng thủy tĩnh ∆’’ (tổn thất nhiệt độ

do áp suất thủy tĩnh tăng cao): Áp suất thủy tĩnh ở lớp giữa của khối chất lỏng cần cô đặc: Ptb = P0 + ( h1 +

h2 ) ρ dds ⋅ g , N/m2; 2

trong đó P0 – áp suất hơi thứ trên mặt thoáng dung dịch, N/m2; h1 - chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ miệng trên ống truyền nhiệt đến mặt thoáng của dung dịch, m; h2 - chiều cao ống truyền nhiệt, m; ρdds - khối lượng riêng của dung dịch khi sôi, kg/m3; g – gia tốc trọng trường, m/s2. Vậy ta có: ∆’’ = ttb – t0 , độ; ở đây ttb - nhiệt độ sôi dung dịch ứng với áp suất ptb, 0C; t0 - nhiệt độ sôi của dung môi ứng với áp suất p0, 0C. t0 - nhiệt độ sôi của dung môi ứng với áp suất p0, 0C tra âæåüc åí baíng sau: Áp Suất Nồi i Nhiệt độ to(0C) p0(at) 1 1.120 102.2 2 0.25 64.2 Hơi đốt 2.6 127.6 Âãø tênh Pth : Choün h1 = 0.3 ,m; Choün h2 = 2 ,m; Âäü nhåït cuía dung dëch tra theo näöng âäü nhæ sau: NồI i Nồng độ (%) ρ dd(kg/m3) 1 7.434 541.4 2 16.000 578.5 Aïp suáút thuyí ténh cuía tæìng näöi: Näöi 1: Ptb = P0 + (h1 +

h2 2 ) ρ dds ⋅ g = 1.120 + (0.3 + )541 .4 * 9.81 = 1.191, 2 2

at; Näöi2:

Ptb = P0 + (h1 +

h2 2 ) ρ dds ⋅ g = 0.250 + (0.3 + )578 .5 * 9.81 = 0.325, at; 2 2

AÏp duûng qui tàc BaBo âãø tênh p th cho dung dëch åí nhiãût âäü säi vaì baíng tra nhiãût âäü säi cuía dung dëch theo ptb âaî BaBo: Nồi i ptb(at) pbb BaBo(at) ts(theo BaBo)

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

7

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc 1 1.191 1.325 107.0 2 0.325 0.412 76.1 Täøn tháút nhiãût nhiãût âäü do aïp suáút thuyí ténh tênh åí baíng dæåïi:

1.4.3 Täøn

Nồi i tháút ts(theo BaBo) Nhiệt độ to(0C) nhiãût 1 107.0 102.2 âäü do 2 76.1 64.2 sæïc caín Hệ thống thuyí læûc trong caïc äúng dáùn: 2 0C ;

∆ ''(0C ) 4.9 11.9 16.7

Choün täøn tháút nhiãût âäü mäùi näöi: 1 0C ; Täøn tháút nhiãût âäü do sæïc caín thuyí læûc caí hãû thäúng ∆ ’’’ =

1.4.4 Täøn tháút nhiãût âäü caí hãû thäúng:

Σ ∆ = ∆ ’ + ∆ ’’ + ∆ ’’’ , 0C ; = 8.7+16.1+2 = 27.4 , 0C ; 1.4.5 Chãnh lãûch nhiãût âäü hæîu êch cuía tæìng näöi vaì caí hãû thäúng:

;

Täøng chãnh lãûch nhiãût âäü cuía hãû thäúng: ∆ t = th - tnt , 0C ; = 127.6 - 64.2 = 63.4 , 0C ; Täøng chãnh lãûch hæîu êch cuía caí hãû thäúng: ∆ thi = ∆ t - Σ ∆ , 0C = 63.4 - 27.4 = 35.9 , 0C ; Nhiãût âäü håi âäút cuía mäùi näöi: Näöi 1: th1 = 127.6 , 0C ; Näöi 2: th2 = thth1 -1 = 102.2 - 1 = 101.2 , 0C ; Nhiãût âäü säi cuía dung dëch tæìng näöi: Näöi 1: ts1 = thth1 + ∆ ’1+∆ ’’1 = 102.2+3.1+4.9 = 110.1 , 0C ; Näöi 2: t s2 = thth2 + ∆ ’2+∆ ’’2 = 64.2+ 5.6+11.9 = 81.7, 0C ; Chãnh lãûch hæîu êch cuía tæìng näöi: Näöi 1: ∆ h1 = th1 - ts1 = 127.6 - 110.1 = 17.5, 0C ; Näöi 2: ∆ h2 = th2 - ts2 = 101.2 - 81.7 = 19.5, 0C ;

Chæång 3

CAÂN BAÈNG NHIEÄT LÖÔÏNG

Mä hçnh quaï trçnh cán bàòng nhiãût læåüng 2 näöi cä âàûc nhæ hçnh dæåïi: SVTH: Giaïp vàn Thàõng

8

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc

Wi

2 2

Wi

1 1

G ct

â â â

Q

Q

2m

1m

Di

h

Dc θ n1

Wc θ

1

1 n2

2

(G -W )c t â

1

1 s1

(G -W -W )c t â

1

2

2 s2

Phæång trçnh cán bàòng nhiãût læåüng: Σ nhiãût vaìo = Σ nhiãût ra Nhiãût læåüng vaìo gäöm coï: Näöi 1: - Nhiãût do håi âäút mang vaìo: D.ih - Nhiãût do dung dëch âáöu mang vaìo: Gâcâtâ Näöi 2: - Nhiãût do læåüng håi thæï mang vaìo: W1i1 - Nhiãût do dung dëch sau näöi 1 mang vaìo: (Gâ-W1)c1ts1 Nhiãût mang ra gäöm: Näöi 1: - Håi thuï mang ra: W1i1 - Do dung dëch mang ra: (Gâ-W1)c1ts1 - Do håi næåïc ngæng tuû: D1cn1θ 1 - Do täøn tháút chung: Qm1=0.05.D1(i1- cn1θ 1) Näöi 2: - Håi thuï mang ra: W2i2 - Do dung dëch mang ra: (Gâ-W)c2ts2 - Do håi næåïc ngæng tuû: D2cn2θ 2 - Do täøn tháút chung: Qm2=0.05.W1(i2- cn2θ 2) Trong âoï : D- Læåüng håi âäút tiãu täún, kg/h; Gâ- Læåüng dung dëch âáöu, kg/h; W,W1,W2- Læåüng håi thæï bäúc lãn åí caí hãû thäúng vaì tæìng näöi, kg/h;

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

9

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc ih,i1,i2- Haìm nhiãût cuía håi âäút vaì håi thuï åí tæìng näöi, J/kg; cn,c1,c2- Nhiãût dung riãng cuía næåïc vaì dung dëch âi vaìo caïc näöi, J/kg.âäü; ts1,ts2- Nhiãût âäü säi cuía dung dëch caïc näöi,0C; θ 1,θ 2- Nhiãût âäü cuía næåïc ngæng åí caïc näöi, 0C; Phæång trçnh cán bàòng nhiãût læåüng åí mäùi näöi nhæ sau: Näöi 1: D1i1+ Gâcâtâ = W1i1+ (Gâ-W1)c1ts1+ D1cn1θ 1+ Qm1 (1) Näöi 2: D2i2+ (Gâ-W1)c1(ts1-1)= W2i2 + (Gâ-W)c2ts2+ D2cn2θ 2 + Qm2 (2) Ngoaìi ra: W = W1+W2 (3) Nhiãût dung riãng cuía dung dëch coï näöng âäü nhoí hån 20% tênh theo cäng thæïc sau: c = 4186.(1 - x), J/kg.âäü; ( 1.43-STQTTB T1) x näöng cháút hoaì tan, pháön khäúi læåüng(%); Näöi 1: c1 = 4186.(1 - 7.434) = 3874.8, J/kg.âäü; Näöi 2: c2 = 4186.(1 - 16.000) = 3516.2, J/kg.âäü; Nhiãût dung riãng âáöu: câ = 4186.(1 - 5.000) = 3976.7, J/kg.âäü; Haìm nhiãût cuía håi thæï vaì håi âäút tra theo nhiãût âäü tæång åí baíng I.251 ( STQTTB T1): Nồi i Nhiệt độ(0C) i(j/kg) 1 102.2 2679979 2 64.2 2613521 Hơi đốt 127.6 2719765 Haìm nhiãût cuía næåïc ngæng theo nhiãût âäü cuía håi âäút åí baíng I.148 ( STQTTB T1) θ (0C) 127.6 101.2

Nồi i 1 2

cn(j/kg.độ) 4227.86 4202.74

Giaíi hãû phæång trçnh gäöm ba phæång trçnh (1),(2),(3) ta âæåüc læåüng håi âäút vaì håi thæï tæìng näöi dæåïi baíng sau: Nồi i

Hơi đốt(kg/h) Hơi thứ(kg/h) Sai lệch 1 2530.2 2360.7 3.013 2 2451.8 2451.8 2.740

Chæång 5 TÍNH BEÀ MAËT TRUYEÀN NHIEÄT Bãö màût truyãön nhiãût cuía tæìng näöi cä âàûc tênh theo cäng thæïc: Q

F = K .∆t ,m2; (V.2 STQTTB T2) Q- Nhiãût bäúc håi cuía hi tæìng näöi, W; K- Hãû säú truyãön nhiãût, W/m.âäü;

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

10

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc ∆ thi- Chãnh lãûch nhiãût âäü hæîu êch cuía

tæìng näöi, C; 0

5.1 Nhiãût bäúc håi åí mäùi näöi cä âàûc

Âæåüc tênh: thiãút, kg/s;

Q = D.r , W; D - Læåüng håi âäút cáön

r - ÁØn nhiãût ngæng tuû cuía håi âäút åí aïp suáút håi âäút J/kg; Tra áøn nhiãût ngæng tuû cuía håi næåïc baîo hoaì theo nhiãût âäü säi cuía dung dëch åí baíng I.251 ( STQTTB T1): Nhiệt độ sôi dung Nồi i r(j/kg) dịch(0C) 1 110.1 2231267.6 2 81.7 2303047.3 Nhiãût bäúc håi åí mäùi näöi: Nồi i D(kg/s) r(j/kg) Q(W) 1 0.702833 2231267.6 1568208.8 2 0.681048 2303047.3 1568486.5 5.2 Hãû säú truyãön nhiãût

Hãû säú truyãön nhiãût K tênh theo cäng thæïc V.5 ( STQTTB T2) : 1 1 δ 1 K= + r1 + ∑ + r2 +

α1

λ

α2

,W/m2.âäü; α 1 - Hãû säú cáúp

nhiãût tæì phêa håi âäút âãún bãö màût äúng âäút, W/m2.âäü; α 2 - Hãû säú cáúp nhiãût tæì bãö màût äúng âäút âãún dung dëch, W/m2.âäü; r1, r2 - Nhiãût tråí cuía càûn báøn åí hai phêa äúng âäút, W/m2.âäü; δ − bãö daìy cuía äúng âäút, m; λ - Hãû säú dáùn nhiãût cuía váût liãûu laìm äúng âäút, W/m.âäü; 5.2.1 Tênh hãû säú α

Hãû säú α

1

1

tênh theo cäng thæïc 7-64 (QT vaì TBCNHH T1 ):

α 1 = 2.04A(

r ) 0.25 ,W/m2.âäü; H∆t

Trong âoï r - áøn nhiãût ngæng tuû cuía håi næåïc baîo hoaì, J/kg; H - Chiãöu cao äúng âäút, m; ∆ t = tn - tT1 ,0C(tn - Nhiãût âäü næåïc ngæng tuû(Choün tn = th) ; tT1 Nhiãût âäü bãö màût äúng âäút) ; A - Phuû thuäüc vaìo tm ,0C; Tra áøn nhiãût ngæng tuû cuía håi næåïc baîo hoaì theo nhiãût âäü cuía håi âäút åí baíng I.251 ( STQTTB T1): Nồi i 1 2

Nhiệt độ hơi đốt (0C) 127.6 101.2

Choün ∆ t cho tæìng näöi, ta tênh âæåüc tm =

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

11

r(j/kg) 2184027.08 2254893.32 (t n + t T 1 ) 2

nhæ baíng sau:

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc ∆ t(0C ) 1 1.000 2 1.075 Tæì giaï trë cuía tm TBCNHH T1 ) trang 231:

tn(0C)

Nồi i

tT1(0C)

tm(0C)

127.6 126.6 127.1 101.2 100.1 100.6 tra A theo baíng A phuû thuäüc vaìo tm (QT vaì

Nồi i tm(0C) A 1 127.1 190.124 2 100.6 179.284 Dæûa vaìo caïc âaûi læåüng âaî tênh thç α 1 âæåüc tênh dæåïi baíng sau: ∆ t1(0C α Nồi i A r(j/kg) H(m) (W/m2.độ) ) 190.12 2184027.0 1 1.000 2 4 8 12537.8802 179.28 2254893.3 2 1.075 2 4 2 11704.2744 5.2.2 Choün nhiãût tråí cuía càûn vaì váût liãûu laìm äúng

âäút Choün nhiãût tråí cuía hai näöi giäúng nhau nhæ baíng sau: Nồi i r1(m2.độ/W) r2(m2.độ/W) 1 0.0002 0.000387 2 0.0002 0.000387 Choün äúng laìm bàòng theïp CacBon coï bãö daìy vaì tra hãû säú dáùn nhiãût nhæ sau: λ (W/m.đ Nồi i δ (m) ộ) 1 0.002 54.4 2 0.002 54.4 5.2.3 Tênh hãû säú cáúp nhiãût α

)

2

Cäng thæïc tênh: α 2 = ψ. α n , W/m2.âäü; (7-70) (QT vaì TBCNHH T1 ) Våïi α n = 45.3p0.50∆ t2.33, W/m2.âäü; (7-69) (QT vaì TBCNHH T1 λdd

ρdd

c dd

µdd

ψ = ( λ )0.565[( ρ )2( c ) ( µ )]0.435 (7-71)(QT vaì TBCNHH n n n n T1 ) Trong âoï α n - Hãû säú cáúp nhiãût cuía næåïc; p - ÁÚp suáút laìm viãûc cuía näöi cä âàûc, at; ∆ t = tT2-ts(hiãûu säú nhiãût âäü säi giæîa thaình äúng âäút vaì dung dëch),0C; λ , ρ , c, µ − Âäü dáùn nhiãût, khäúi

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

12

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc læång riãng, nhiãût dung riãng, âäü nhåït tæång æïng våi nhiãt âäü säi cuía dung dëch; dd - laì cuía dung dëch; n - Laì cuía næåïc; Tênh α n : tT2 âæåüc tênh theo cäng thuïc sau: tT1 - tT2 = ∆ t2,0C; maì tT2 = q1Σ r - tT1, 0C; q1 - Nhiãût læåüng truyãön qua tæåìng, q1 = ∆ t1α 1, W/m2; Σ r - Täøng nhiãût tråí cuía tæåìng, m2.độ/W , våïi Σ r = r1+

δ + r2, m2.độ/W; λ

Baíng tênh tT2 nhæ sau: ∆ t1(0 Σ r(m2.độ/ q1(W/m2) C) W) 1 12537.88021 1 12537.88 0.0006558 2 11704.27437 1.075 12582.09 0.0006558 Váûy hãû säú cáúp nhiãût cuía næåïc åí mäùi Nồi i p(at) tT2(0C) ts(0C) 1 1.120 118.4 110.1 2 0.250 91.8 81.7 α1 (W/m2.độ)

Nồi i

λdd

ρdd

c dd

µdd

tT1(0C)

tT2(0C)

126.6 100.1 näöi: ∆ t2(0C) 8.2 10.1

118.4 91.8 α n(W/m2.độ) 6542.104631 5003.176601

Tênh ψ = ( λ )0.565[( ρ )2( c ) ( µ )]0.435 n n n n Hãû säú dáùn nhiãût cuía dung dëch tênh theo cäng thæïc I.32 ( STQTTB T1): λ

dd

= Acpρ

3

ρ M

, (W/m.âäü)

A - Hãû säú phuû thuäüc vaìo mæïc âäü liãn kãút cuía cháút loíng; A=3.58.10-8; Cp - Nhiãût dung âàóng aïp cuía dung dëch, j/kg.âäü; ρ - Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch, kg/m3; M - Phán tæí læåüng cua cháút tan; λ

(W/m.độ ) 3.58E-08 3874.828 541.4 40 0.179 3.58E-08 3516.240 578.5 40 0.177 Hãû säú dáùn nhiãût cuía næåïc theo nhiãût âäü tra baíng I.129 ( STQTTB T1): Nồi i ts(0C) λ n(W/m.độ) 1 110.1 0.685 2 81.7 0.676 Nhiãût dung riãng cuía næåïc vaì dung dëch láúy tæì kãút quaí tênh cán bàòng nhiãût læåüng åí trãn. Âäü nhåït cuía dung dëch tênh theo cäng thæïc Pavolop: A

cp(j/kg.độ)

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

ρ (kg/m3)

13

M

dd

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc t1 − t 2 = K = const; t1,t2 - Nhiãût âäü taûi âoï dung dëch coï θ1 − θ 2

âäü nhåït tæång æïng µ 1,µ 2; θ 1,θ 2- Nhiãût âäü taûi âoï cháút loíng chuáøn coï âäü nhåït µ 1 vaì µ 2; Muốn tìm độ nhớt µ 3 ở nhiệt độ t3 nào đó ta thay giá trị t3 vào phương trình trên, tìm được nhiệt độ θ 3 của nước: t3 − t2 t −t = K → θ3 = 3 2 + θ2 θ3 − θ2 K

sau đó từ trị số θ 3 tra bảng độ nhớt của chất lỏng tiêu chuẩn là µ 3, đó cũng chính là độ nhớt của chất lỏng A tại nhiệt độ t3 cần tìm. Aïp duûng cäng thæïc Pavolop âãø tênh hãû säú K cuía dung dëch NaOH nhæ baíng sau: θ 2( 0C t1(0C) t2(0C) θ 1(0C) ) K 20.000 40.000 4 20.2 1.235 Âäü nhåït cuía dung dëch NaOH åí 2 näöi cä âàûc tra theo âäü nhåït cuía næåïc åí baíng I.104 ( STQTTB T1) Nồi i θ 3(0C) µ dd(N.s/m2) 1 77.0 0.0003655 2 54.0 0.0005229 Âäü nhåït cuía næåïc theo nhiãût âäü säi cuía dung dëch tra åí baíng I.104 ( STQTTB T1): Nồi i µ n(N.s/m2) 1 0.00024232 2 0.00035386 Khäúi læåüng riãng cuía næåïc vaì dung dëch tra baíng I.5 vaì I.22 ( STQTTB T1): Nồi i ρ n(kg/m3) ρ dd(kg/m3) 1 971.448 541.4 2 946.670 578.5 Hãû säú ψ tênh åí baíng sau: Nồi i ψ 1 0.226692236 2 0.23887598 Hãû säú cáúp nhiãût α 2 : Nồi i αn α2 ψ Nhiãût 1 6542.104631 0.226692236 1483.044329 læåüng q1 2 5003.176601 0.23887598 1195.138712 vaì q2 cuía quaï trçnh truyãön nhiãût qua låïp äúng âäút: α 1(W/m2.độ 0 Nồi i ∆ t1( C) ) ∆ t2(0C) α2 q1 q2 sai số(%)

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

14

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc 1

1

12537.88

8.25

1483.044 12537.88

1223 0 1212 0

2 1.075 11704.274 10.14 1195.139 12582.09 Hãû säú truyãön nhiãût K åí tæìng näöi: Nồi i α 1(W/m2.độ) Σ r(m2.độ/W) α2 1 12537.88021 0.000655765 1483.04 2 11704.27437 0.000655765 1195.14

2.45329 3.672526

K(W/m.độ) 709.3145929 633.7430648

5.3 Phán phäúi nhiãût âäü hæîu êch trong tæìng näöi theo

phæång phaïp bãö màût truyãön nhiãût cuía mäùi näöi bàòng nhau Phân bố nhiệt độ hữu ích trong các nồi đảm bảo bề mặt đun nóng bằng nhau: trong trường hợp này hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi tỉ lệ bậc nhất với tỉ số Q/K của các nồi tương ứng: ∆t hii = ∆t hi .

Qi / K i i =n Qi , độ; ∑ i =1 K i

trong đó Qi - lượng nhiệt cung cấp, W; Ki - hệ số truyền nhiệt, W/m2. độ; i - số thứ tự của nồi; n - số nồi. ∆ hii(0C Nồi i Q(j/h) K(W/m.độ) Q/K So sánh ∆ hi(0C) ) 564555181 7959164.9 1 709.3145929 35.93563315 16.955 2.9392 7 1 564655149 8909843.4 2 633.7430648 35.93563315 18.98 2.4995 1 4 5.4 Bãö màût truyãön nhiãût cuía tæìng näöi Q

F = K .∆t ,m2; hi Nồi i 1 2

Q(j/h) 564555181 7 564655149 1

K(W/m.độ)

F(m2)

Chọn chuẩn F(m2)

709.3145929

130.395

160

633.7430648

130.395

160

5.5 Kiãøm tra laûi nhiãût âäü håi âäút, håi thæï, nhiãût âäü

säi, aïp suáút laìm viãûc vaì aïp suáút håi âäút theo tênh toaïn Nồi i 1 2

th(0C) 127.6 101.7

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

ts(0C) 110.6 83.7

15

thth(0C) 102.7 66.2

p(at) 1.140 0.270

ph(at) 2.6 1.1

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc

Chæång 3 Tênh Thiãút Bë Chênh 3.1. Buäöng âäút näöi cä âàûc

3.1.1 Tênh säú äúng truyãön nhiãût Säú äúng truyãön nhiãût tênh theo cäng thæïc: n =

F f

, äúng; F -

Diãûn têch bãö màût truyãön nhiãût, m2; cuía mäüt äúng truyãön nhiãût, m ; Säú äúng tênh âæåüc åí baíng dæåïi: 2

H(m)

dn(m)

f(m2)

F(m2)

f = dnπ H - Diãûn têch

n(äúng)

Choün chuáøn äúng

130.395 546.40983 547 244 92 Choün âæåìng kênh vaì chuáøn äúng âäút theo baíng VI.6 ( STQTTB T2) 3.1.2 Âæåìng kênh trong cuía buäöng âäút Tênh theo cäng thæïc VI.140 ( STQTTB T2) : Dt = t (b-1) + 4dn, m; b: Säú äúng trãn âæåìg cheïo cuía hçnh luûc giaïc; n: Täøng säú äúng; dn: Âæåìng kênh ngoaìi cuía äúng âäút, m; t: bæåïc äúng, choün t = 1.3dn = 1.3*0.038 = 0.0494,m; Choün b theo chuáøn äúng baíng V11 ( STQTTB T2): b = 27 äúng; Âæåìng kênh ngoaìi cuía buäöng âäút tênh nhæ sau: Dt quy t(m) b(äúng) dn(m) Dt(m) chuáøn(m) 0.0494 27 0.038 1.436 1.5 3.1.3 Bãö daìy cuía buäöng âäút Choün váût liãûu laìm buäöng âäúït laì theïp CacBon CT3. Tênh bãö daìy theo cäng thæïc XIII.8 ( STQTTB T2): 2

0.038

0.23864

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

16

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc S=

Dt .P + C, m; 2[σ ]ϕ − P

Dt : Âæåìng lênh tronh thiãút bë,m; ϕ: Hãû säú bãön cuía thán hçnh truû theo phæång

doüc;

P: Aïp suáút trong cuía thiãút bë, N/m2; C: Hãû säú bäø sung do àn moìn vaì dung sai ám vãö chiãöu daìy, m; [σ]: ÆÏng suáút cho pheïp, N/m2; Tênh C = C1+ C2+ C3,m; XIII ( STQTTB T2) C1 - Bäø sung do àn moìn, m; Choün C1 = 1 mm/nàm; C2 - Chè tênh cho nguyãn liãûu coï haût ràõn chuyãøn âäüng, C2 = 0; C3 - Phuû thuäüc vaìo chiãöu daìy táúm váût liãûu, tra baíng XIII.9 ( STQTTB T2) C3 = 0.8 mm; C = C1+ C2+ C3 = 0.001+0+0.0008 = 1.8*10-3,m; Tênh æïng suáút: σk

ÆÏng suáút keïo: [σ κ ]= n η, N/m2; b σ k - Giåïi haûn keïo, tra baíng XII.4 ( STQTTB T2) σ k 6 2 = 380*10 N/m ; nb - Hãû säú an toaìn theo giåïi haûn bãön, tra baíng XIII.3 ( STQTTB T2) , nb = 2.6 ; η - Hãû säú âiãöu chènh, Tra baíng XIII.2 ( STQTTB T2) , η = 0.9 ; Baíng tênh σ κ nb σk [σ k] η 3800000 1315384 2.6 0.9 00 62 σ ÆÏng suáút chaíy: [σ c]= c η, N/m2; nc

σ c - Giåïi haûn chaíy, tra baíng XII.4 ( STQTTB T2) σ kc= 240*10 N/m ; nb - Hãû säú an toaìn theo giåïi haûn chaíy, tra baíng XIII.3 ( STQTTB T2) , nb = 1.5 ; η - Hãû säú âiãöu chènh, Tra baíng XIII.2 ( STQTTB T2) , η = 0.9 ; Baíng tênh σ c nc σc [σ c] η 2400000 1440000 1.5 0.9 00 00 Choün æïng suáút keïo âãø tênh bãö daìy thán hçnh truû. Tênh bãö daìy buäöng âäút näöi 1 6

2

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

17

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Aïp suáút trong thiãút bë: P = ph + ρ gH, N/m2; ph - Aïp suáút håi âäút, N/m2; ρ - Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch, kg/m3; H - Chiãöu cao äúng âäút, m; g = 9.81 m/s2; Baíng tênh nhæ sau: ρ (kg/ 2 ph(N/m ) m3) G(m/s2) H(m) P(N/m2) 255060 541.4 9.81 2 255060

[σ]

Vç p ϕ < 50 nãn boí giaï trë P dæåïi máùu trong cäng thæïc tênh S Bãö daìy cuía buäöng âäút näöi 1: baíng dæåïi:

S=

Dt P + C, m; Tênh åí 2[σ]ϕ

S(cho ün)

P(N/m ) [σ k] C(m) S(m) ϕ 1315384 0.00333 1.500 255060 62 0.95 0.0018 08 0.004 Kiãøm tra æïng suáút thæí theo aïp suáút cuía håi næåïc taïc duûng lãn thaình thiãút bë theo cäng thæïc XIII.26 ( STQTTB T2) : Dt(m)

2

σ =

[ Dt

+ ( S − C )] P0 σ c ≤ ; 2( S − C )ϕ 1.2

Våïi P0= Pth+Pl ,N.m2; Pth - Aïp suáút thuyí læûc Pth = 1.5ph = 1.5*255060 = 382590, N/m2; Pl - Aïp suáút thuyí ténh cuía næåïc Pl = ρ hgH = 0.732*9.81*2 = 14.4, N/m2; Aïp suáút thæí P0 = 382604.36 , N/m2; Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2: σ c/1.2 σ 1374995 2000000 87 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. Tênh bãö daìy buäöng âäút näöi 2 Aïp suáút trong thiãút bë: P = ph + ρ gH, N/m2; ph - Aïp suáút håi âäút, N/m2; ρ - Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch, kg/m3; H - Chiãöu cao äúng âäút, m; g = 9.81 m/s2; Baíng tênh nhæ sau: ρ (kg/ ph(N/m2) G(m/s2) H(m) P(N/m2) 3 m) 107907. 107907.88 578.5 9.81 2 889 9

[σ]

Vç p ϕ < 50 nãn boí giaï trë P dæåïi máùu trong cäng thæïc tênh S

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

18

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Bãö daìy cuía buäöng âäút näöi 1:

S=

baíng dæåïi: Dt(m)

P(N/m2)

ϕ

[σ k]

C(m)

Dt P + C, m; Tênh åí 2[σ]ϕ

S(m)

S(cho ün)

107907. 1315384 0.00244 0.95 0.0018 0.003 89 62 76 Kiãøm tra æïng suáút thæí theo aïp suáút cuía håi næåïc taïc duûng lãn thaình thiãút bë theo cäng thæïc XIII.26 ( STQTTB T2) : 1.500

σ =

[ Dt

+ ( S − C )] P0 σ c ≤ ; 2( S − C )ϕ 1.2

Våïi P0= Pth+Pl ,N.m2; Pth - Aïp suáút thuyí læûc Pth = 1.5ph = 1.5*107907.89 = 161861.8342, N/m2; Pl - Aïp suáút thuyí ténh cuía næåïc Pl = ρ hgH = 1.5903*9.81*2 = 31.2009, N/m2; Aïp suáút thæí P0 = 161893.035, N/m2; Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2: σ c/1.2 σ 1065937 2000000 83 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. 3.1.4 Tênh âaïy cuía buäöng âäút Choün váût liãûu laìm âaïy buäöng âäút daûng hçnh noïn coï gåì laì theïp CacBon CT3. Baïnh kênh uäún cuía âaïy: Rσ = 0.15Dt = 0.15*1.5 = 0.225,m; Dæûa vaìo Dt tra caïc thäng säú âaïy theo baíng XIII.22 nhæ sau: Rσ (mm Dt(mm) H(mm) h(mm) d(mm) α ) 1500 843 225 50 49.6 45 Bãö daìy cuía âaïy tênh theo 2 cäng thæïc XIII.52 vaì XIII.53 ( STQTTB T2): S=

Dt .P + C, m; 2[σ ]ϕ − P D'.P

S = 2 cos α([σ ]ϕ − P ) + C, m; D’: Âæåìng kênh âäúi våïi âaïy coï gåì D’ = Dt - 2[Rσ (1-cosα ) +10cosα ]; Rσ

y: yãúu täú hçnh daûng, tra theo α = 4 5 vaì D = 0.15 åí hçnh XIII.15 t ( STQTTB T2); y = 1.3; Caïc âaûi læåüng [σ ], ϕ , P, C tênh nhæ åí muûc bãö daìy cuía thán buäöng âäút. Tênh bãö daìy âaïy näöi 1:

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

19

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Theo cäng thæïc XIII.52: S = Dt(m)

P(N/m2)

1.5

255060

σ

y(tra)

æ

Dt .P + C, m; 2[σ ]ϕ − P

ϕ

13153846 0.95 1.5 Theo cäng thæïc XIII.53: 1.3

C(m)

S(m)

S(m)choü n

0.0018

0.003 79

0.004 S(m)ch oün

D'(m) p(N/m ) y(tra) σ æ C(m) S(m) ϕ 1.43171 13153846 0.00 0.00 1.5 41 255060 1.3 1.5 0.95 18 46 0.005 Theo cäng thæïc XIII.53 S coï giaï trë låïn hån nãn liãøm tra æïng suáút theo cäng thæïc XIII.54 ( STQTTB T2) : [ D' P0 + (S − C ) + P0 ] 1 ≤ σ c σ = , N/m2; 2 cos α ( S − C ) ϕ h 1.2 Caïc giaï trë P0 , C, ϕ h tênh åí trãn bãö daìy thán buäöng âäút; Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2: σ c/1.2 σ 1719078 2000000 51 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. Tênh bãö daìy âaïy näöi 2: Dt(m)

2

Theo cäng thæïc XIII.52: S = Dt(m) 1.5 Dt(m)

P(N/m2) 107907. 89

Dt .P + C, m; 2[σ ]ϕ − P

σæ ϕ 1.3E+0 1.3 0.95 8 Theo cäng thæïc XIII.53:

D'(m)

y(tra)

p(N/m2)

Y(tra)

σ

æ

C(m) 0.0018 ϕ

S(m) 0.002 64 C(m)

S(m)choün 0.003 S(m)

S(m)ch oün

1.44873 107907. 13153846 0.00 0.00 1.3 0.95 0.003 22 89 1.5 18 3 Theo cäng thæïc XIII.53 S coï giaï trë låïn hån nãn liãøm tra æïng suáút theo cäng thæïc XIII.54 ( STQTTB T2) : [ D' P0 + (S − C ) + P0 ] 1 ≤ σ c σ = , N/m2; 2 cos α ( S − C ) ϕ h 1.2 Caïc giaï trë P0 , C, ϕ h tênh åí trãn bãö daìy thán buäöng âäút; Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2: σ c/1.2 σ 1959898 2000000 73 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. 1.5

3.2 Tênh buäöng bäúc håi näöi cä âàûc

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

20

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc 3.2.1 Thãø têch khäng gian bay håi Theo cäng thæïc VI.32 ( STQTTB T2): W

Vkgh = ρ U , m3; W - Læåüng håi thæï bäúc lãn trong h tt thiãút bë, kg/h; Utt - Cæåìng âäü bäúc håi, Utt = f Utt(1at) m /m .h; Choün Utt(1at) = 1700 m3/m3.h; Giaï trë f tra taûi âäö thë VI.3 ( STQTTB T2) , f1 = 0.9, f2 = 1.8; ρ h - Khäúi læåüng riãng cuía håi 3 thæï, kg/m ; Caïc giaï trë ρ h tra theo aïp suáút håi thæï åí baíng I.251 ( STQTTB T1); Baíng tênh khäng gian nhæ sau: Näöi W(kg/h ρ h(kg/ Utt(m3/m Vkgh(m 3 3 i ) h) ) m3) 2360.7 1 0.643 1530 2.398 26 2451.7 2 0.158 3060 5.073 74 3.2.2 Chiãöu cao cuía buäöng bäúc Choün âæåìng kênh cuía buäng bäúc Dbb = 1.8, m; Chiãöu cao cuía buäöng bäúc âæåüc tênh: 4Vkgh Hkgh = ,m; πD 2 bb Baíng tênh Hkgh cho tæìng näöi: Dbb(choün Hkgh(m)ch Näöi i V(m3) Hkgh(m) )m; oün 0.9428 1 2.398 1.8 1 38 1.9944 2 5.073 1.8 2 57 3.2.3 Tênh bãö daìy thán buäöng bäúc Choün váût liãûu laìm thán buäöng bäúc laì theïo CacBon CT3. Bãö daìy thán buäöng bäúc xaïc âënh tæång tæû bãö daìy thán buäöng âäút theo cäng thæïc sau: 3

3

S=

Dt .P + C, m; 2[σ ]ϕ − P

Tênh bãö daìy buäöng bäúc näöi 1 Aïp suáút trong thiãút bë: P = ph + ρ gH, N/m2; ph - Aïp suáút håi thæï, N/m2; ρ - Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch, kg/m3; H - Chiãöu cao maì dung dëch chiãúm chäù, m; g = 9.81 m/s2; Baíng tênh nhæ sau: ρ (kg/ ph(N/m2) G(m/s2) H(m) P(N/m2) 3 m) 10990.8 541.4 9.81 0.0 10990.8 33

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

21

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc

[σ]

Vç p ϕ < 50 nãn boí giaï trë P dæåïi máùu trong cäng thæïc tênh S Bãö daìy cuía buäöng âäút näöi 1:

S=

baíng dæåïi: Dt(m)

P(N/m2)

ϕ

[σ k]

Dt P + C, m; Tênh åí 2[σ]ϕ

C(m)

S(m)

S(cho ün)

10990.8 131538461. 0.0018 0.950 0.0018 0.002 33 538 7 Kiãøm tra æïng suáút thæí theo aïp suáút cuía håi næåïc taïc duûng lãn thaình thiãút bë theo cäng thæïc XIII.26 ( STQTTB T2) : 1.800

σ =

[ Dt

+ ( S − C )] P0 σ c ≤ ; 2( S − C )ϕ 1.2

Våïi P0= Pth+Pl ,N.m2; Pth - Aïp suáút thuyí læûc Pth = 1.5ph = 1.5*10990.833 = 16486.25, N/m2; Pl - Aïp suáút thuyí ténh cuía næåïc Pl = ρ hgH = 0.64325*9.81*2 = 12.6, N/m2; Aïp suáút thæí P0 = 16498.8706, N/m2; Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2: σ c/1.2 σ 78161228 2000000 .64 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. Tênh bãö daìy buäöng bäúc näöi 2 Aïp suáút trong thiãút bë: P = ph + ρ gH, N/m2; ph - Aïp suáút håi thæï, N/m2; ρ - Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch, kg/m3; H - Chiãöu cao maì dung dëch chiãúm chäù, m; g = 9.81 m/s2; Baíng tênh nhæ sau: ρ (kg/ ph(N/m2) G(m/s2) H(m) P(N/m2) 3 m) 24525 578.5 9.81 0.0 24525

[σ]

Vç p ϕ < 50 nãn boí giaï trë P dæåïi máùu trong cäng thæïc tênh S Bãö daìy cuía buäöng âäút näöi 2:

S=

baíng dæåïi: Dt(m)

P(N/m2)

ϕ

[σ k]

C(m)

Dt P + C, m; Tênh åí 2[σ]ϕ

S(m)

S(cho ün)

1315384 0.0019 0.95 0.0018 0.002 62 7 Kiãøm tra æïng suáút thæí theo aïp suáút cuía håi næåïc taïc duûng lãn thaình thiãút bë theo cäng thæïc XIII.26 ( STQTTB T2) : 1.8

24525

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

22

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc σ =

[ Dt

+ ( S − C )] P0 σ c ≤ ; 2( S − C )ϕ 1.2

Våïi P0= Pth+Pl ,N.m2; Pth - Aïp suáút thuyí læûc Pth = 1.5ph = 1.5*24525 = 36787.5, N/m2; Pl - Aïp suáút thuyí ténh cuía næåïc Pl = ρ hgH = 0.15614*9.81*2 =3.063, N/m2; Aïp suáút thæí P0 = 36790.5635, N/m2 Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2: σ c/1.2 σ 17429045 2000000 3.6 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. 3.2.4 Tênh nàõp buäöng bäúc Choün nàõp cuía buäöng bäúc hçnh elip laìm bàòng theïp CacBon CT3. Bãö daìy nàõp tênh theo cäng thæïc XIII.47 ( STQTTB T2): S=

Dt .P Dt + C, m; 3.8[σ k ] kϕ h − P 2hb

hb= 0.25Dt= 0.25*1.8 = 0.45 m - Chiãöu cao pháön loîm cuía âaïy, m; d

0.15

k=1- D = = 0.9 Hãû säú khäng thæï 1.8 t nguyãn ; d - Âæåìng kênh läù khäng phaíi hçnh troìn låïn nháút, m; Caïc hãû säú khaïc trong cäng thæïc tênh giäúng nhæ âaî tênh åí bãö daìy thán buäöng âäút. Bãö daìy cuía nàõp tênh cho näöi 1: Dbb(m) p(N/m2) hb C(m) S(m) σk ϕh Κ 109908. 1315384 0.001 0.002 1.8 0.9 0.95 0.45 33 62 8 7 So saïnh: S - C < 10 nãn âäü daìy S âæåüc tênh thãm nhæ sau: C = C+2, mm; S = C + S, mm; S(mm C(mm ) ) Tênh toaïn Âiãöu chènh theo aïp suáút thuyí læûc: σ

[D =

2.71

1.8

6.51

3.8

So saïnh 10mm 0.91

Kiãøm tra æïng suáút thaình

]

+ 2hb ( S − C ) P0 σ c ≤ , N/m2; XIII.49 ( STQTTB 7.6kϕ h hb ( S − C ) 1.2 2

t

T2) Giaï trë P0 láúy kãút quaí åí muûc tênh bãö daìy

thán buäöng bäúc . Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2:

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

23

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc σ c/1.2 σ 116027. 2000000 29 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. Bãö daìy cuía nàõp tênh cho näöi 2: Dbb(m) p(N/m2) hb C(m) S(m) σk ϕh Κ 1315384 0.001 1.8 24525 0.9 0.95 0.45 0.002 62 8 So saïnh: S - C < 10 nãn âäü daìy S âæåüc tênh thãm nhæ sau: C = C+2, mm; S = C + S, mm; S(mm C(mm ) ) Tênh toaïn Âiãöu chènh aïp suáút thuyí læûc: σ T2)

[D =

2.00

1.8

5.80

3.8

So saïnh 10mm 0.20

Kiãøm tra æïng suáút thaình theo

]

+ 2hb ( S − C ) P0 σ c ≤ , N/m2; XIII.49 ( STQTTB 7.6kϕ h hb ( S − C ) 1.2 2

t

Giaï trë P0 láúy kãút quaí åí muûc tênh bãö daìy

thán buäöng bäúc. Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2: σ c/1.2 σ 31099.2 2000000 49 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. 3.2.5 Tênh bãö daìy cuía âaïy buäöng bäúc Choün âaïy buäöng bäúc hçnh noïn khäng gåì laì theïp CacBon CT3. Tênh toaïn tæång tæû nhæ tênh bãö daìy cuía âaïy buäöng âäút. Dæûa vaìo Dt tra caïc thäng säú âaïy theo baíng XIII.22 nhæ sau: Dt(mm) H(mm) h(mm) d(mm) α 1800 300 0 49.6 30 Bãö daìy cuía âaïy tênh theo cäng thæïc XIII.52 vaì XIII.53 ( STQTTB T2): S=

Dt .P + C, m; 2[σ ]ϕ − P D'.P

S = 2 cos α([σ ]ϕ − P ) + C, m; D’: Âæåìng kênh âäúi våïi âaïy khäng coï gåì D’ = Dt;

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

24

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Rσ

y: yãúu täú hçnh daûng, tra theo α = 3 0 vaì D = 0 åí hçnh XIII.15 ( t STQTTB T2); y = 0; Caïc âaûi læåüng [σ ], ϕ , P, C tênh åí muûc bãö daìy cuía thán buäöng âäút. Tênh bãö daìy âaïy näöi 1: Dt .P + C, m; 2[σ ]ϕ − P

Theo cäng thæïc XIII.52: S = Dt(m)

P(N/m2)

y(tra)

1.800

111501. 674

0.000

Dt(m) 1.8

σ

131538461. 0.950 538 Theo cäng thæïc XIII.53:

D'(m)

P(N/m2)

C(m)

S(m)

S(m)choü n

0.0018

0.018

0.002

ϕ

æ

σ

y(tra)

ϕ

æ

C(m)

S(m)

S(m)ch oün

111501. 13153846 0.00 0 0.95 0.007 0.007 674 1.5 18 Theo cäng thæïc XIII.53 S coï giaï trë låïn hån nãn liãøm tra æïng suáút theo cäng thæïc XIII.54 ( STQTTB T2) : [ D' P0 + (S − C ) + P0 ] 1 ≤ σ c σ = , N/m2; 2 cos α ( S − C ) ϕ h 1.2 Caïc giaï trë P0 , C, ϕ h tênh åí trãn bãö daìy thán buäöng bäúc; Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2: σ c/1.2 σ 1948947 2000000 13 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. Tênh bãö daìy âaïy näöi 2: 1.8

Theo cäng thæïc XIII.52: S = , Dt(m)

P(N/m2)

1.8

26227.5 255

Dt(m)

D'(m)

σ

y(tra)

Dt .P + C, m; 2[σ ]ϕ − P

ϕ

æ

13153846 0.95 1.5 Theo cäng thæïc XIII.53: 0

p(N/m2)

σ

y(tra)

æ

ϕ

C(m)

S(m)

S(m)ch oün

0.0018

0.001 8

0.002

C(m)

S(m)

S(m)ch oün

26227.5 13153846 0.00 0.00 0 0.95 0.003 255 1.5 18 3 Theo cäng thæïc XIII.53 S coï giaï trë låïn hån nãn kiãøm tra æïng suáút theo cäng thæïc XIII.54 ( STQTTB T2) : [ D' P0 + (S − C ) + P0 ] 1 ≤ σ c σ = , N/m2; 2 cos α ( S − C ) ϕ h 1.2 Caïc giaï trë P0 , C, ϕ h tênh åí trãn bãö daìy thán buäöng âäút;

1.8

1.8

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

25

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Baíng so saïnh kãút quaí tênh σ vaì σ c/1.2: σ c/1.2 σ 18454075 2000000 0.4 00 Nhæ váûy chiãöu daìy S væìa tênh thoaí maîn. 3.2.6 Âæåìng kênh caïc äúng dáùn 3.2.6.1 Âæåìng kênh äúng tuáön hoaìn trung tám Choün diãûn têch thiãút diãûn äúng tuáön hoaìn trung tám chiãúm 20% diãûn têch thiãút diãûn cuía caïc äúng truyãön nhiãût. fth = 0.2n

πd 2 4

, m2; d - Âæåìng kênh cuía äúng truyãön

nhiãût, m; n - Säú äúng truyãön nhiãût; = 0.2*547*

3.14 (0.038 ) 2 = 0.124, m2; 4

Âæåìng kênh äúng tuáön hoaìn trung tám âæåüc tênh nhæ sau: dth =

4 f th , m2; Trong âoï fth - Diãûn têch thiãút π

diãûn äúng tuáön hoaìn trung tám, m2; fth(m2) dth(m) 0.124 0.397 Nhæ váûy säú äúng truyãön nhiãût cáön bäú trê laûi trãn hçnh luûc giaïc: n = 547 -

f no − f th = 547 f 1o

547 *

3.14 (0.038 ) 2 − 0.124 4 = 3.14 (0.038 ) 2 4

110 äúng; 3.2.6.2 Âæåìng kênh äúng dáùn håi âäút vaì håi thæï Tênh theo cäng thæïc VI.42 ( STQTTB T2) : d=

W Vs , m; Trong âoï Vs = ρ - Læu læåüng håi 0.758 ω

chaíy trong äúng,m3/s; ρ - khäúi læåüng riãng cuía håi âäút tra theo nhiãût âäü håi âäút, kg/m3; ϖ = 2 0−40 âäúi våïi håi, m/s; Baíng tênh d nhæ sau: Âæåìng kênh håi âäút dáùn vaìo näöi 1: d(choü ρ (kg/ ω (choün) W(kg/s) Vs(m3/s) d(m) 3 n) m) m 0.703 1.414 0.497 30.000 0.145 0.200 Âæåìng kênh håi âäút dáùn vaìo näöi 2(cuîng äúng dáùn håi thæï vaìo näöi 2): d(choü ρ (kg/ ω (choün) W(kg/s) Vs(m3/s) d(m) n) m3) m

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

26

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc 0.681 0.633 1.075 35.000 Âæåìng kênh dáön håi thæï ra khoíi näöi 2: ρ (kg/ ω (choün) W(kg/s) Vs(m3/s) 3 m) m 0.681 0.170 3.995 35.000 3.2.6.3 Âæåìng kênh dáùn dung dëch ϖ = 1 - 2 âäúi våïi cháút loíng êt nhåït, m/s; Tênh cho näöi 1: Âæåìng kênh äúng dáùn dung dëch vaìo ρ (kg/ ω (choün) Gâ(kg/s) Vs(m3/s) 3 m) m 527.00 1.944 0.004 1.000 0 Âæåìng kênh äúng dáùn dung dëch ra ρ (kg/ ω (choün) G1(kg/s) Vs(m3/s) 3 m) m 541.40 1.308 0.002 1.200 0 Tênh cho näöi 2: Âæåìng kênh äúng dáùn dung dëch vaìo ρ (kg/ ω (choün) G1(kg/s) Vs(m3/s) 3 m) m 541.40 1.308 0.002 1.200 0 Âæåìng kênh äúng dáùn dung dëch ra ρ (kg/ ω (choün) G2(kg/s) Vs(m3/s) 3 m) m 578.50 0.608 0.001 1.500 0 3.2.6.4 Âæåìng kênh äúng dáùn næåïc ngæng Tênh cho näöi 1: Gnn(kg/s) Tênh cho Gnn(kg/s) 0.681

0.703 ρ ( kg/ m3) 957.13 8

ρ ( kg/ m3) 937.16 8

0.198 d(m) 0.381

0.200 d(choü n) 0.400

d(m)

d(choü n)

0.069

0.070

d(m)

d(choü n)

0.051

0.060

d(m)

d(choü n)

0.051

0.060

d(m)

d(choü n)

0.030

0.030

Vs(m3/s)

ω (choü n)m

d(m)

d(choü n)

0.001

1.000

0.031

0.030

Vs(m3/s)

ω (choü n)m

d(m)

d(choü n)

0.001

1.000

0.030

0.030

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

27

näöi2:

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc

3.3 Bãö daìy låïp caïch nhiãût

Choün váût liãûu caïch nhiãût laì bäng thuyí tinh. λ (W/m. tt2(0C) q1(W/m) δ (mm) âäü) 0.060 0.122 83.702 44.056 6.047 Bãö daìy caïch nhiãût cho caïc äúng tênh theo cäng thæïc V.137 ( STQTTB T2): d 21.2 λ1.35 t T1.23 δ = , mm; Trong âoï d - Âæåìng kênh ngoaìi q11.5 cuía äúng dáùn, mm; λ - Hãû säú dáùn nhiãût cuía cháút caïch nhiãût, tra toaïn âäö I.36 ( STQTTB T1) W/m.âäü; tT2 - Nhiãût âäü màût ngoaìi cuía äúng dáùn chua kãø låïp caïch nhiãût,0C; q1 - Nhiãût læåüng täøn tháút tênh theo chiãöu daìi cuía äúng, W/m tra theo baíng V.7 ( STQTTB T2) ; 3.3.1 Bãö daìy låïp caïch nhiãût cuía äúng dáùn håi âäút Tênh cho näöi 1: λ (W/m. d2(m) tt2(0C) q1(W/m) δ (mm) âäü) 0.200 0.140 127.600 103.008 14.860 Tênh cho näöi 2: λ (W/m. d2(m) tt2(0C) q1(W/m) δ (mm) âäü) 0.200 0.128 101.700 87.986 12.462 3.3.2 Bãö daìy låïp caïch nhiãût cuía äúng dáùn dung dëch Tênh cho näöi 1: λ (W/m. d2(m) tt2(0C) q1(W/m) δ (mm) âäü) 0.070 0.134 110.625 63.072 6.901 Tênh cho näöi 2: d2(m)

3.3.3 Bãö daìy låïp caïch nhiãût cho thán thiãút bë Choün nhiãût âäü cuía mäi træåìng xung quanh tkk = 250C; Choün nhiãût âäü voí ngoaìi cuía låïp caïch nhiãût tT2 = 500C; Nhiãût taíi riãng cuía låïp voí caïch nhiãût cáúp ra mäi træåìng q1 = α ∆ ttt , W/m2; Våïi α = 9.3+0.058tT2 , W/m2âäü; ∆ t = tT2-tkk , 0C; Nhæ váûy: q1 = (9.3+0.058*50)*(50-25) = 305, 2 W/m ; Nhiãût taíi riãng cuía låïp càûn, thaình thiãút bë vaì voí caïch nhiãût q2 = q1(theo cán bàng nhiãût læåüng).

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

28

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Maì q2 =

∆t ,W/m2; ∆ t = thâ - tT2 = 127.6 - 50 = 77.58, 0C; R δ1 δ 2 1 R= r + + , m2.âäü/W; Våïi r1 - Nhiãût tråí cuía λ λ 1 1 2

càûn, m2.âäü/W; λ 1 , δ 1 − Hãû säú dáùn nhiãût vaì bãö daìy cuía thaình thiãút bë; λ 2 , δ 2 − Hãû säú dáùn nhiãût vaì bãö daìy cuía låïp caïch nhiãût; ∆t 1 δ1 Bãö daìy låïp caïch nhiãût âæåüc tênh: δ 2 = λ 2( q - r - λ ), mm; 2 1 1 2 r1(m .âäü λ 1(W/m. /W) δ 1(m) âäü) ∆t q2 δ 2(m) λ 2 0.000232 0.00400 54.40000 77.580000 305.0000 0.03456 0 00 00 0.1360465 0 000 33 Vç näöi 1 laìm viãûc åí aïp suáút cao hån näöi 2 nãn coï thãø choün âäü daìy caïch nhiãût cuía näöi 1 cho näöi 3.4 Tênh vè äúng

Bãö daìy cuía vè äúng tênh theo cäng thæïc: h =

dn + 5 ,mm; dn 8

Âæåìng kênh ngoaìi cuía äúng truyãön nhiãût, dn = 38 mm; Nhæ váûy:

h=

38 +5 = 9.75,mm; 8

3.5 Choün màût bêch

Caïc thäng säú màût Bêch choün nhæ sau: Choün Bêch liãön kiãøu 1 coï caïc thäng säú nhæ sau: Kêch thæåïc äúng näúi P.1 Dt 6 Thiãút Näö 0 h(m D Db Dl D0 Buläng bë i i N/m m) dB(mm Z(caï Mm 2 ) i) 0.2 150 164 159 156 151 1 M20 32 25 5 0 0 0 0 3 Buäön g âäút 0.1 150 164 159 156 151 2 M20 32 30 1 0 0 0 0 3 0.1 180 194 189 186 181 1 M20 40 28 Buäön 1 0 0 0 0 5 g 0.0 180 194 189 186 181 bäúc 2 M20 40 28 3 0 0 0 0 5 Choün Bêch kiãøu 1 âãø näúi caïc äúng dáùn coï caïc thäng säú nhæ sau: ÄÚn Kêch thæåïc äúng näúi g ÄÚng P.10 Dy Buläng h Dn D Dd Dt dáùn ^6 dB z(caïi) Mm Håi 0.25 200 219 290 255 232 M16 8 16

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

29

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc âäút Håi thæï Dung dëch Næåïc tæåïi

0.11

400

426

535 495 465

M20

16

22

0.11

70

76

160 130 110

M12

4

14

0.09 8

30

38

M12

4

12

12

90

70

3.6 Tênh tai treo cuía buäöng âäút

Choün tai treo âæïng laìm bàòng theïp CacBon CT3 cho mäüt buäöng âäút. Taíi troüng mäüt tai treo mäüt tai treo phaíi chëu: G1 =

G , N; G - Täøng 4

taíi troüng cuía näöi cä âàûc, N; G = Gäúng+3 Gvè + 2Gâaïy+ 2Gthaình + 3GBêch + Gloíng + Gp , N; Tênh Gäúng = n.d.ρ . π . S.H.g ; g(m/s Gäúng(N ρ (kg/m3 n(äúng) d(m) H(m) S(m) 2 ) ) ) 20104 547 0.038 7850 2 0.002 9.81 .8 Tênh Gvè = F.H ρ . g ; ρ (kg/m3 g(m/s2 F(m2) h(m) Gvè ) ) 0.009 860.60 1.146 7850 9.81 75 74 Tênh Gâaïy = M.g ; V(m3).10- ρ (kg/ Gâaïy(N 3 3 m) M(kg) ) 680 7850 370 3629.7 Tênh Gthaình = Dt.S.H.ρ .g ; Dt(m) 1.500 Tênh GBêch =

S(m) 0.004 2 2 h( D − D0 )π .ρ.g 4

h(m)

D(m)

0.025 Tênh Gloíng = n(äúng)

H(m) 2

Gthaình(N) 924.102

; D0(m)

GBêch(N) 605.1680 1.513 918

1.64

n.π.d .H .ρ.g ; 4 2

d(m)

Gloíng(N) 6586.298 547 0.038 2 821 Taíi troüng cuía caïc pháön khaïc Gp = 2000 N;

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

H(m)

30

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Váûy taíi troüng lãn mäüt tai treo: G1 = 4

N; Caïc thäng säú tai treo choün nhæ sau: Taíi troüng cho pheïp trãn mäüt tai treo G.10-4 N

Bãö màût âåî F.104 m2

G = 10333.849 N = 1.033*104

Taíi troüng cho pheïp lãn bãö màût âåî q.10-6 N/m2;

2.5 173.0 Kêch thæïåc cuía tai treo: L B B1 H S mm 150 120 130 215 8

Khäúi læåüng mäüt tai treo kg

1.5

3.48

l

a

d

60

20

30

Chæång 4 Tênh Thiãút Bë Phuû 4.1 Thiãút bë ngæng tuû Baromet

4.1.1 Cán bàòng váût liãûu 4.1.1.1 Læåüng næåïc laûnh cáön ngæng tuû Tênh theo cäng thæïc VI.51 ( STQTTB T2): Gn =

W (i − c n t 2 c ) , kg/h; W - læåüng håi ngæng âi vaìo c n (t 2 c − t 2 d )

thiãút bë ngæng tuû, kg/h; i - Nhiãût læåüng riãng cuía håi ngæng, tra theo nhiãût âäü håi thæï åí baíng I.251 ( STQTTB T1) j/kg; t2d , t2c - Nhiãût âäü âáöu vaì cuäúi cuía næåïc laûnh, 0C;

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

31

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Cn - Nhiãût dung riãng trung bçnh cuía næåïc, j/kg.âäü; Baíng tênh Gn nhæ sau: W2(kg/h i(i/kg) C(i/kgâäü t2â(choün) t2c(choün Gn(kg/h) ) ) ) 2451.77 2617103. 4108.978 25.000 40.000 97568.0 4 944 83 4.1.1.2 Thãø têch khäng khê vaì khê khäng ngæng cáön huït ra khoíi thiãút bë Theo cäng thæïc VI.49 ( STQTTB T2) thãø têch khäng khê vaì khê khäng ngæng cáön láúy huït ra: Vkk =

288 Gkk (273 + t kk ) , m3/s; R = 288 hàòng säú khê âäúi våïi P − ph

khäng khê, j/kg.âäü; tkk - Nhiãût âäü ngæng tuû cuía khäng khê; Gkk - Læåüng khäng khê cáön huït, kg/s; P - Aïp suáút chung cuía häön håüp trong thiãút bë ngæng tuû, N/m2; ph - Aïp suáút riãng pháön cuía håi næåïc trong häùn håüp, N/m2; Tênh tkk = t2â + 4 + 0.1(t2c- t2â),0C; VI.50 ( STQTTB T2) = 25 + 4 + 0.1*(40 - 25) = 30.5, 0C; Aïp suáút chung cuía häön håüp láúy P = Pnt = 0.25 at; Aïp suáút riãng pháön tra theo nhiãût âäü cuía khäng khê ph = 0.0447, at; Læåüng khäng khê cáön huït tênh theo cäng thæïc VI.47 ( STQTTB T2): Gkk = 0.000025W + 0.000025Gn + 0.01W, kg/s; W2(kg/s) Gn(kg/s) Gkk(kg/s) 0.6810483 27.102245 0.0136030 3 22 71 Váûy thãø têch khäng khê tênh âæåüc åí baíng dæåïi: Rkk Gkk(kg/s) tkk(0C) p(at) ph(at) Vkk(m3/s ) 288.000 0.0136 30.5000 0.2500 0.0447 0.0590 0 4.1.2 Kêch thæåïc cuía thiãút bë ngæng tuû 4.1.2.1 Âæåìng kênh trong cuía thiãút bë ngæng tuû Thæåìng ngæåìi ta láúy nàng suáút tênh toaïn thiãút bë ngæng tuû låïn gáúp ræåîi nàng suáút thæûc tãú cuía noï; Khi âoï âæåìng kênh trong thiãút bë ngæng tuû coï thãø tênh theo cäng thæïc: W

Dtr = 1.383 ρ ω , m; W - læåüng håi ngæng tuû, kg/s; h h ρ h - Khäúi læåüng riãng cuía håi, tra theo nhiãût âäü cuía håi trong thiãút bë ngæng tuû åí baíng I.251 ( STQTTB T1) kg/m3; ϖ − Váûn täúc cuía håi trong thiãút bë ngæng tuû, m/s; Choün ϖ = 3 0 m/s âäúi våïi thiãút bë ngæng tuû laìm viãûc åí aïp suáút tæì 0.2 - 0.4 at; Baíng tênh âæåìng kênh trong nhæ sau: W2(kg/s) ρ (kg/m3 ω (m/s) Dtr(m) )

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

32

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc 0.681

0.157

30.000

0.525

4.1.2.2 Kêch thæåïc táúm ngàn Choün táúm ngàn coï daûng hçnh viãn phán âãø thiãút bë laìm viãûc täút. Nhæ váûy chiãöu räüng cuía táúm ngàn tênh theo cäng thæïc VI.53 ( STQTTB T2): Dtr + 50,mm; Dtr - Âæåìng kênh trong cuía thiãút bë 2

b= ngæng tuû, mm;

525 + 50 = 312.6 mm; 2

=

Trãn táúm ngàn coï âuûc nhiãöu läù nhoí. Thiãút bë ngæng tuû laìm nguäüi bàòng næåïc saûch nãn choün âæåìng kênh läù d = 2 mm; Täøng diãûn têch bãö màût cuía caïc läù trong toaìn bäü màût càõt ngang cuía thiãút bë ngæng tuû, nghiaî laì trãn mäüt càût táúm ngàn: Gc

, m2; Gc - Læu læåüng næåïc, kg/m3; ϖ = ωc m/s Khi choün chiãöu cao gåì ngàn bàòng 40 mm; f=

Tênh Gc =

Gn

ρn

, Gn , ρ

n

0.62

læu læåüng vaì khäúi læåüng riãng

cuía næåïc, kg/s vaì kg/m3; =

27.102 997.080

= 0.046, kg/m3;

Baíng tênh f nhæ sau: f(m2) ϖ c(m/s) Gc(m3/s) 0.620 0.027 0.044 Chiãöu daìy táúm ngàn choün δ = 4 mm; Caïc läù xãúp theo hçnh luûc giaïc. Nãn bæåïc cuía caïc läù xaïc âënh theo cäng thæïc: f

f

t = 0.866 d f , mm; d - Âæåìng kênh läù,mm; f - Tè tb tb säú giæîa täøng säú diãûn têch tiãút diãûn caïc läù våïi diãûn têch tiãút diãûn cuía thiãút bë ngæng tuû, thæåìng bàòng 0.025 - 0.1; Giaï trë f

choün f = 0.05; tb Bæåïc äúng tênh nhæ dæåïi: d(m) f/ftb(m2) t(mm) 0.002 0.1 0.548 4.1.2.3 Chiãöu cao cuía thiãút bë ngæng tuû Mæïc âäü âun noïng âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc: P=

t 2c − t 2 d ; t2â , t2c - Nhiãût âäü âáöu vaì cuäúi cuía næåïc t bh − t 2 d

tæåïi vaìo thiãút bë, 0C; tbh - Nhiãût âäü cuía håi baîo hoaì ngæng tuû, 0C; Baíng tênh P nhæ sau:

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

33

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc

Dæûa vaìo P ta tra âæåüc caïc thäng säú cuía thiãút bë ngæng tuû theo baíng VI.7 ( STQTTB T2): Khoaíng Mæïc âäü âun caïch Thåìi gian råi Säú Säú noïng khi âæåìng giæîa caïc qua tæìng báûc ngàn kênh cuía tia ngàn(mm báûc(s) næåïc laì 2 mm ) 2 4 300 0.35 0.383 Chiãöu cao hæîu êch t2â(0C) t2c(0C) tbh(0C) P 25 40 64.2 0.383 cuía thiãút bë ngæng tuû: H = 4*300 = 1200 mm; Caïc thäng säú cuía Baromet theo âæåìng kênh tra åí baíng VI.8 ( STQTTB T2): Âæåìng kênh trong mm Kê hiãûu kêch thæåïc 600 Chiãu daìy cuía thiãút bë(S) 5 Khoaíng caïch tæì ngàn trãn cuìng âãún 1300 nàõp thiãút bë(a) Khoaíng caïch tæì ngàn cuäúi cuìng âãún 1200 âaïy thiãút bë(P) Khoaíng caïch giæîa tám thiãút bë ngæng 725 tuû vaì thiãút bë thu häöi Chiãöu cao cuía hãû thäúng thiãút bë 4550 ngæng tuû(H) Chiãöu räüng cuía hãû thäúng thiãút bë(T) 1400 Âæåìng kênh cuía thiãút bë thu häöi(D1)û 400 Chiãöu cao cuía thiãút bë thu häöi(h1) 1440 4.1.2.4 Caïc kêch thæåïc cuía äúng Baromet Âæåìng kênh trong cuía äúng Baromet tênh theo cäng thæïc VI.57 ( STQTTB T2): d=

0.004 (Gn + W ) ,m; ϖ − Täúc âäü cuía häùn håüp π.ω

næåïc vaì cháút loíng âaî ngæng chaíy trong äúng Baromet, m/s; Thæåìng láúy ϖ = 0.5 - 0.6 m/s; Baíng tênh âæåìng kênh trong cuía äúng Baromet tênh dæåïi baíng sau: Gn(kg/s) W2(kg/s) w(m/s) dB(m) 27.102 0.681 0.600 0.243 Chiãöu cao cuía äúng Baromet xaïc âënh theo cäng thæïc: H = h1+ h2 + 0.5 m , m;(1)

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

34

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Trong âoï h1 - chiãöu cao cäüt næåïc trong äúng Baromet cán bàòng våïi hiãûu säú giæîa aïp suáút khê quyãøn vaì aïp suáút trong thiãút bë ngæng tuû. h1 = 10.33

b , m;(2) 760

VI.59 ( STQTTB T2) ; b - Âäü

chán khäng trong thiãút bë ngæng tuû. mmHg;

1 − 0.25 = 10.33* 760 = 7.7475,m; 760

Vaì h2 - Chiãöu cao cäüt næåïc trong äúng Baromet cáön khàõc phuûc toaìn bäü tråí læûc khi næåïc chaíy trong äúng: h2 =

ω2 2g

( 2.5 + λ

H +) ,m;(3) d

VI.61 ( STQTTB T2) Våïi λ -

Hãû säú tråí læûc do ma saït khi næåïc chaíy trong äúng. Âãø tênh λ thç cáön kiãøm tra chãú âäü chaíy cuía doìng cháút loíng trong äúng, cuû thãø laì chuáøn Re tênh nhæ sau: Re =

dρωc

µ

;

d(m)

Re ρ (kg/m3 wc(m/s) µ ) 0.243 997.080 0.620 0.00045 329259.4 60 60 So saïnh tháúy Re > 100000 nãn doìng chaíy trong äúng laì chaíy xoaïy. Hãû säú λ tênh cho træåìng håüp naìy nhæ sau: 1

λ

0.5

= 1.738+2lg(

r ) ; 1-112 (QT vaì TBCNHH T1 ) n

r - Baïn kênh trong cuía äúng Baromet, m; n =

ε r

-

Âäü nhaïm tæång âäúi; Choün ε = 0.1 mm - Âäü nhaïm cuía bãö màût äúng, mm; Âaûi læåüng λ tênh åí baíng dæåïi nhæ sau: r(m) n ε (m) λ 0.121 0.100 0.823 0.086 Dæûa vaì caïc giaï trë tênh âæåüc åí (1), (2), (3) ta coï chiãöu cao äúng Baromet H = 10.320,m; 4.2 Båm

4.2.1 Båm chán khäng Choün Båm chán khäng laì loaûi Båm chán khäng voìng næåïc. Quaï trênh tênh toaïn nhæ sau: Cäng tiãn hao trong quaï trçnh âa biãún: p m Lâa = p1Vkk[ ( 2 ) m −1 p1

m −1 m

−1] , j/kg; II.243a( STQTTB T1)

Trong âoï: m - Chè säú âa biãún, thæåìng láúy m=1.2-1.62; p1, p2- Aïp suáút trong Baromet vaì aïp suáút khäng khê, N/m2; Vkk- Thãø têch khäng khê cáön huït ra khoíi Baromet, m3/s;

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

35

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Cäng âa biãún tênh åí baíng dæåïi: m p1(N/m2) p2(N/m2) 1.500

20139.930

Vkk(m3/s)

98100.000

0.059

L 2479.57 4

Cäng suáút trãn truûc cuía maïy båm: Nhd = j/kg; η

ck

Lda

ηck

,W; II.249(( STQTTB T1); Lâa- Cäng nãún âa biãún,

- Hiãûu suáút cå khê cuía Båm, thæåìng choün η η

Lâa(W)

= 0.8-0.95;

ck

Nhd(W) 2755.0 2479.574 0.900 82 Cäng suáút thæûc tãú choün Båm tênh theo cäng thæïc II.250 ( STQTTB T1) nhæ sau: ck

N hd

Nâc= β η η ,W; β − Hãû säú dæû træî cäng suáút, tr dc thæåìng láúy bàòng 1.5 - 2; η tr- Hiãûu suáút truyãön âäüng, choün tæì 0.96 - 0.99; η âc- Hiãûu suáút âäüng cå âiãûn, khoaíng 0.95; Nhd (W) Nâc(W) η tr η dc β 4185.69 2755.082 0.970 0.950 1.400 2 Dæûa vaìo kãút quaí tênh åí trãn, choün Båm chán khäng voìng næåïc coï caïc thäng säú sau: Nàng suáút Cäng Læu åí âäü Säú voìng Cäng suáút læåün Nhaîn hiãûu chán quay, suáút trãn âäüng g, khäng, voìng/phuït; truûc, kW; 3 cå, kW; m /h; m3/h; PMK-1 0.15 1540 3.75 4.5 0.01 4.2.2 Båm dung dëch Choün Båm dung dëch laì loaûi Båm Litám. Quaï trçnh tênh toaïn nhæ sau: Cäng suáút thæûc tãú cuía Båm tênh theo cäng thæïc 2-25 (QT vaì TBCNHH T1 ): N T=

QT ρgH T 1000 η

, kW; Trong âoï: QT- Nàng suáút thæûc tãú, m3/s;

ρ - Khäúi læåüng cuía cháút loíng, kg/m3; g - Gia täúc troüng træåìng, g = 9.81 N/m2; HT - Aïp suáút toaìn pháön cuía Båm, m; η − Hiãûu suáút chung tæì khoaíng 0.72 âãún 0.93; Nàng suáút thæûc tãú cuía Båm: QT =

Gd

ρ

, m3/s; Gâ - Læu læåüng dung

dëch âáöu vaìo näöi 1, kg/s; ρ − Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch, kg/m3; Gâ(kg/s) 1.944 SVTH: Giaïp vàn Thàõng

ρ (kg/m3) 1054 36

QT(m3/s) 0.00184

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Aïp suáút toaìn pháön cuía Båm tênh nhæ sau: HT = Hhh+ Hc+ Hm, m; Hhh - Aïp suáút huït âáøy cuía Båm, Hhh= Hh+ Hâ, m; Hc - Chãnh lãûch aïp suáút âáöu vaìo vaì ra cuía Båm, m; Hm - Aïp suáút âãø khàõc phuûc tråí cuûc bäü âæåìng äúng, m; Tênh Hhh : Choün Hhh = 10, m; ( p1 − p 2 ) ,m; Choün p1 = p2 => Hc = 0,m; ρg λ.l w2 ; λ - Hãû säú tråí læûc cuía dung dëch = ( + Σξ)

Tênh Hc: Hc = Tênh Hm: Hm

d

2g

khi chaíy trong äúng;l- Chiãöu daìi maûng äúng maì dung dëch âi qua,m; d - Âæåìng kênh äúng dáùn dung dëch, m; ξ - Tråí læûc cuûc bäü äúng dáùn; w - Váûn täúc cuía dung dëch, m/s; Trong âoï:

1

λ

= -2[ (

dρw 6.81 0.9 ∆ ) + ) ]; Våïi Re = µ ;∆ = Re 3.7

ε

d td

;

ε − Âäü nhaïm cuía äúng, thæåìng choün tæì 0.1 âãún 0.5 mm; dtâ Âæåìng kênh äúng tæång âæång, choün bàòng âæåìng kênh äúng trong træåìng håüp äúng troìn, m; ρ − Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch, kg/m3; Baíng tênh Re: d(m) wc(m/s) Re ρ (kg/m3) µ 1054.0000 62195.12 0.05000 1.50000 0.00127 0 195 Baíng tênh ∆ : dtd(m) ε (m) ∆ 0.0001 0.05 0.002 Váûy λ = 0.0262 Dæûa vaìo kãút quaí tênh λ , tra âæåüc hãû säú tråí læûc cuûc bä nhæ sau: ξ cæía vaìo ξ cæía ra ξ khuyí(9002khuyí) ξ van chàõn ξ tiãu chuáøn(2 van) Σ ξ

0.06 1 1.26 0.05 4.5 12.63

äúng:

Aïp suáút täøn tháút âãø chäúng tråí læûc cuía âæåìng

l(m) d(m) wc(m/s) Hm λ ∆ξ 0.0261856 12 0.05 12.63 1.5 2.169 05 Aïp suáút toaìn pháön cuía Båm: HT = Hhh+ Hc+ Hm= 10 + 0 + 2.198 = 12.169, m;

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

37

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc Cäng suáút thæûc tãú cuía Båm QT tênh åí baíng sau: QT(m3/s) g(N/m2) HT (m) ρ (kg/m3) η

N(kW) 0.3316 0.00184 1054 9.81 12.169 0.7 1 Cäng suáút choün Båm tênh theo cäng thæïc 3-20 (QT vaì TBCNHH T1 ) : N

Nch = β η η , kW; β − Hãû säú dæû træî cäng tr dc suáút, thæåìng láúy bàòng 1.5 - 2; η tr- Hiãûu suáút truyãön âäüng, choün tæì 0.96 - 0.99; η âc- Hiãûu suáút âäüng cå âiãûn, khoaíng 0.95; N(kW) Nch(kW) η tr η âc β 0.360 0.97 0.95 1.4 0.503 Dæûa vaìo kãút quaí tênh toaïn choün Båm li tám mäüt cáúp thàóng âæïng våïi caïc thäng säú sau: Nàng Aïp suáút Nhiãût Chiãöu Säú voìng 3 Loaûi suáút(m toaìn âäü cháút cao quay(v/ph) /h) pháön(m) loíng(0C) huït(m) 4IIX-4P 30 30 1150 40 3 4.2.3 Båm næåïc tæåïi thiãút bë ngæng tuû Baromet Choün Båm dung dëch laì loaûi Båm Litám. Quaï trçnh tênh toaïn nhæ sau: Cäng suáút thæûc tãú cuía Båm tênh theo cäng thæïc 2-25 (QT vaì TBCNHH T1 ): N T=

QT ρgH T 1000 η

, kW; Trong âoï: QT- Nàng suáút thæûc tãú, m3/s;

ρ - Khäúi læåüng cuía cháút loíng, kg/m3; g - Gia täúc troüng træåìng, g = 9.81 N/m2; HT - Aïp suáút toaìn pháön cuía Båm, m; η − Hiãûu suáút chung tæì khoaíng 0.72 âãún 0.93; Nàng suáút thæûc tãú cuía Båm: QT = Baromet, kg/s; cuía dung dëch, kg/m3;

Gn

ρ

, m3/s;

Gn - Læu læåüng næåïc tæåïi thiãút bë ρ − Khäúi læåüng riãng

Gn(kg/s) QT(m3/s) ρ (kg/m3) 27.1022 997.0800 0.0272 Aïp suáút toaìn pháön cuía Båm tênh nhæ sau: HT = Hhh+ Hc+ Hm, m; Hhh - Aïp suáút huït âáøy cuía Båm, Hhh= Hh+ Hâ, m; Hc - Chãnh lãûch aïp suáút âáöu vaìo vaì ra cuía Båm, m; Hm - Aïp suáút âãø khàõc phuûc tråí cuûc bäü âæåìng äúng, m; Tênh Hhh : Choün Hhh = 10, m; Tênh Hc: Hc =

( p1 − p 2 ) ,m; p1, p2 - Aïp suáút ngoaìi mäi træåìng vaì ρg

trong Baromet, at; ρ - Khäúi læåüng riãng cuía næåïc, kg/m3; p2(at) p1(at) g(N/m2) Hc(m) ρ (kg/m3)

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

38

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc 0.25

1

Tênh Hm: Hm =

(

λ.l d

997.08

+ Σξ)

w2 ;λ 2g

9.81

-7.522

- Hãû säú tråí læûc cuía dung dëch khi

chaíy trong äúng;l- Chiãöu daìi maûng äúng maì dung dëch âi qua,m; d Âæåìng kênh äúng dáùn dung dëch, m; ξ - Tråí læûc cuûc bäü äúng dáùn; w - Váûn täúc cuía næåïc, m/s; Trong âoï:

1

λ

= -2[ (

dρw 6.81 0.9 ∆ ) + ) ]; Våïi Re = µ ;∆ = Re 3.7

ε

d td

;

ε − Âäü nhaïm cuía äúng, thæåìng choün tæì 0.1 âãún 0.5 mm; dtâ Âæåìng kênh äúng tæång âæång, choün bàòng âæåìng kênh äúng trong træåìng håüp äúng troìn, m; ρ − Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch, kg/m3; Baíng tênh Re: d(m) wc(m/s) Re ρ (kg/m3) µ 65847.66 0.030 997.080 1.500 0.001 7 Baíng tênh ∆ : dtd(m) ε (m) ∆ 0.0001 0.0300 0.0033 Váûy λ = 0.0290 Dæûa vaìo kãút quaí tênh λ , tra âæåüc hãû säú tråí læûc cuûc bä nhæ sau: ξ cæía vaìo ξ cæía ra ξ khuyí(9002khuyí) ξ van chàõn ξ tiãu chuáøn(2 van) Σξ

0.06 1 1.26 0.05 4.5 11.37

äúng:

Aïp suáút täøn tháút âãø chäúng tråí læûc cuía âæåìng

l(m) d(m) wc(m/s) Hm λ ∆ξ 0.029 15.000 0.030 11.370 1.500 2.967 Aïp suáút toaìn pháön cuía Båm: HT = Hhh+ Hc+ Hm= 10 - 7.552 + 2.967 = 1 5.445, m; Cäng suáút thæûc tãú cuía Båm QT tênh åí baíng sau: QT(m3/s) g(N/m2) HT (m) N(kW) ρ (kg/m3) η 0.0272 997.0800 9.81 5.445 0.7 2.068 Cäng suáút choün Båm tênh theo cäng thæïc 3-20 (QT vaì TBCNHH T1 ) : N

Nch = β η η , kW; β − Hãû säú dæû træî cäng tr dc suáút, thæåìng láúy bàòng 1.5 - 2; η tr- Hiãûu suáút truyãön âäüng, choün

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

39

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc tæì 0.96 - 0.99; η N(kW) 2.068

âc

- Hiãûu suáút âäüng cå âiãûn, khoaíng 0.95; η

η

tr

0.970

âc

0.950

β 1.400

Nch(kW) 3.142

Dæûa vaìo kãút quaí tênh toaïn choün Båm li tám mäüt cáúp thàóng âæïng våïi caïc thäng säú sau: Nàng Aïp suáút Säú voìng Nhiãût Chiãöu 3 Loaûi suáút(m toaìn quay(vp/p âäü cháút cao 0 /h) pháön(m) h) loíng( C) huït(m) (55B 29-90 250-750 < 35 10-12 58).103 4.3 Thiãút bë âun noïng

4.3.1 Cán bàòng váût liãûu Choün mäüt säú thäng säú âáöu vaìo vaì ra nhæ sau: - Håi âäút: Aïp suáút 2.6 at æïng våïi nhiãût âäü 127.6 0 C; - Dung dëch: Nhiãût âäü vaìo 25 0C; Nhiãût âäü ra åí traûng thaïi säi laì 110.10C; Phæång trçnh cán bàòng váût liãûu: Σ Qvaìo=Σ Qra Dih+ Gâcddt2â = Gâcddt2c + Dcnθ + Qm; Læåüng håi næåïc cáön thiãút âãø âun noïng: D=

G d c dd (t 2 c − t1d ) kg; Gâ - Læu læåüng dung dëch cáön 0.95 (ih − cθ )

âun noïng,kg/h; câ, c - Nhiãût dung riãng cuía dung dëch vaì næåïc ngæng, j/kg.âäü; Qm= 0.05D(ih - cθ ) - Täøn tháút nhiãût ra mäi træåìng xung quanh, W; ih - Haìm nhiãût cuía håi næåïc, j/kg; θ - Nhiãût âäü cuía næåïc ngæng, 0C; 7000 * 3976 .7(110 .1 − 25 )

D = 0.95 * (2719765 − 4227 .86 * 127 .6) = 1143.657, kg/h; 4.3.2 Bãö màût truyãön nhiãût Choün chiãöu hai læu thãø chaíy cheïo doìng. Bãö màût truyãön nhiãût cuía tæìng näöi cä âàûc tênh theo cäng thæïc: Q

F = K .∆t ,m2; (V.2 STQTTB T2) Q- Nhiãût taíi, W; tb K- Hãû säú truyãön nhiãût, W/m.âäü; ∆ ttb- Hiãûu säú nhiãût âäü trung bçnh giæîa 0 hai læu thãø, C; 4.3.1 Tênh ∆ ttb

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

40

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc ∆t d − ∆t c ∆ ttb = 2.303 lg( ∆t d ) = ∆t c ((127 .6 − 25 ) − (127 .6 −110 .1)) 127 .6 − 25 = 48.1, 0C; 2.303 lg( ) 127 .6 −110 .1

4.3.2 Tênh Q

Q = Gâcdd(t2â - t2c) =

7000 3600

*3796.7*(110.1 - 25) = 658033.39,

W; 4.3.3 Tênh K Hãû säú truyãön nhiãût K tênh theo cäng thæïc V.5 ( STQTTB T2) : 1 1 δ 1 K= + r1 + ∑ + r2 +

α1

λ

α2

,W/m2.âäü; α 1 - Hãû säú cáúp

nhiãût tæì phêa håi âäút âãún bãö màût äúng âäút, W/m2.âäü; α 2 - Hãû säú cáúp nhiãût tæì bãö màût äúng âäút âãún dung dëch, W/m2.âäü; r1, r2 - Nhiãût tråí cuía càûn báøn åí hai phêa äúng âäút, W/m2.âäü; δ − bãö daìy cuía äúng âäút, m; λ - Hãû säú dáùn nhiãût cuía váût liãûu laìm äúng âäút, W/m.âäü; Tênh hãû säú α 1: Hãû säú α 1 tênh theo cäng thæïc 7-64 (QT vaì TBCNHH T1 ): α 1 = 2.04A(

r ) 0.25 ,W/m2.âäü; H∆t

Trong âoï r - áøn nhiãût ngæng tuû cuía håi næåïc baîo hoaì, J/kg; H Chiãöu cao äúng âäút, m; ∆ t = tn - tT1 ,0C(tn - Nhiãût âäü næåïc ngæng tuû(Choün tn = th) ; tT1 Nhiãût âäü bãö màût äúng âäút) ; A - Phuû thuäüc vaìo tm ,0C; Tra áøn nhiãût ngæng tuû cuía håi næåïc baîo hoaì theo nhiãût âäü cuía håi âäút åí baíng I.251 ( STQTTB T1): Nhiệt độ hơi đốt (0C) r(j/kg) 127.6 2184027.08 Choün ∆ t nhæ dæåïi, ta tênh âæåüc tm =

(t n + tT 1 ) 2

nhæ baíng sau:

∆ t(0C tn(0C) tT1(0C) tm(0C) ) 1.000 127.6 126.6 127.1 Tæì giaï trë cuía tm tra A theo baíng A phuû thuäüc vaìo tm (QT vaì TBCNHH T1 ) trang 231: tm(0C) 127.1 α

1

A 190.124

Dæûa vaìo caïc âaûi læåüng âaî tênh thç âæåüc tênh dæåïi baíng sau: A r(j/kg) ∆ t1(0C H(m) α

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

41

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc (W/m2.độ)

)

190.12 2184027.0 1.000 2 4 8 12537.8802 Choün nhiãût tråí cuía càûn vaì váût liãûu laìm äúng âäút: Choün nhiãût tråí cuía hai näöi giäúng nhau nhæ baíng sau: r1(m2.độ/W) r2(m2.độ/W) 0.0002 0.000387 Choün äúng laìm bàòng theïp CacBon coï bãö daìy vaì tra hãû säú dáùn nhiãût nhæ sau: λ (W/m.đ δ (m) ộ) 0.002 54.4 Tênh hãû säú cáúp nhiãût α 2 Cäng thæïc tênh: α 2 = ψ. α n , W/m2.âäü; (7-70) (QT vaì TBCNHH T1 ) Våïi α n = 45.3p0.50∆ t2.33, W/m2.âäü; (7-69) (QT vaì TBCNHH T1 ) λdd

ρdd

c dd

µdd

ψ = ( λ )0.565[( ρ )2( c ) ( µ )]0.435 (7-71)(QT vaì TBCNHH n n n n T1 ) Trong âoï α n - Hãû säú cáúp nhiãût cuía næåïc; p - ÁÚp suáút laìm viãûc cuía thiãút bë âun noïng, at; ∆ t = tT2-ts(hiãûu säú nhiãût âäü säi giæîa thaình äúng âäút vaì dung dëch),0C; λ , ρ , c, µ − Âäü dáùn nhiãût, khäúi læång riãng, nhiãût dung riãng, âäü nhåït tæång æïng våi nhiãt âäü säi cuía dung dëch; dd - laì cuía dung dëch; n - Laì cuía næåïc; Tênh α n : tT2 âæåüc tênh theo cäng thuïc sau: tT2 = ∆ t2 - tT1,0C; maì ∆ t2 = q1Σ r - t1, 0C; q1 - Nhiãût læåüng truyãön qua tæåìng, q1 = ∆ t1α 1, W/m2; Σ r - Täøng nhiãût tråí cuía tæåìng, m2.độ/W , våïi Σ r = r1+

δ + r2, m2.độ/W; λ

Baíng tênh tT2 nhæ sau: α1 (W/m2.độ Σ r(m2.độ/ tT1(0C) ∆ t1(0C) q1(W/m2) ) W) 12537.88021 1 12537.88 0.0006558 126.6 Váûy hãû säú cáúp nhiãût cuía næåïc: p(at) tT2(0C) ts(0C) ∆ t2(0C) 2.6 118.4 110.1 8.2 λdd

ρdd

c dd

µdd

tT2(0C) 118.4 α n(W/m2.độ) 9966.057

Tênh ψ = ( λ )0.565[( ρ )2( c ) ( µ )]0.435 n n n n Hãû säú dáùn nhiãût cuía dung dëch tênh theo cäng thæïc I.32 ( STQTTB T1):

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

42

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc λ

dd

= Acpρ

3

ρ M

, (W/m.âäü)

A - Hãû säú phuû thuäüc vaìo mæïc âäü liãn kãút cuía cháút loíng; A=3.58.10-8; Cp - Nhiãût dung âàóng aïp cuía dung dëch, j/kg.âäü; ρ - Khäúi læåüng riãng cuía dung dëch, kg/m3; M - Phán tæí læåüng cua cháút tan; λ

(W/m.độ ) 3.58E-08 3976.700 541.4 40 0.1835 Hãû säú dáùn nhiãût cuía næåïc theo nhiãût âäü tra baíng I.129 ( STQTTB T1): ts(0C) λ n(W/m.độ) 110.1 0.685 Nhiãût dung riãng cuía næåïc vaì dung dëch láúy tæì kãút quaí tênh cán bàòng nhiãût læåüng åí trãn. Âäü nhåït cuía dung dëch tênh theo cäng thæïc Pavolop: A

cp(j/kg.độ)

ρ (kg/m3)

M

dd

t1 − t 2 = K = const; t1,t2 - Nhiãût âäü taûi âoï dung dëch coï âäü θ1 − θ 2

nhåït tæång æïng µ 1,µ 2;

θ 1,θ 2- Nhiãût âäü taûi âoï cháút loíng chuáøn

coï âäü nhåït µ 1 vaì µ 2; Muốn tìm độ nhớt µ 3 ở nhiệt độ t3 nào đó ta thay giá trị t3 vào phương trình trên, tìm được nhiệt độ θ 3 của nước: t3 − t2 t −t = K → θ3 = 3 2 + θ2 θ3 − θ2 K

sau đó từ trị số θ 3 tra bảng độ nhớt của chất lỏng tiêu chuẩn là µ 3, đó cũng chính là độ nhớt của chất lỏng A tại nhiệt độ t3 cần tìm. Aïp duûng cäng thæïc Pavolop âãø tênh hãû säú K cuía dung dëch NaOH nhæ baíng sau: θ 2( 0C t1(0C) t2(0C) θ 1(0C) ) K 20.000 40.000 4 20.2 1.235 Âäü nhåït cuía dung dëch NaOH åí 2 näöi cä âàûc tra theo âäü nhåït cuía næåïc åí baíng I.104 ( STQTTB T1) θ 3(0C) µ dd(N.s/m2) 77.0 0.0003655 Âäü nhåït cuía næåïc theo nhiãût âäü säi cuía dung dëch tra åí baíng I.104 ( STQTTB T1): µ n(N.s/m2) 0.00024232 Khäúi læåüng riãng cuía næåïc vaì dung dëch tra baíng I.5 vaì I.22 ( STQTTB T1): ρ n(kg/m3) ρ dd(kg/m3)

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

43

Âäö aïn quaï trçnh vaì thiãút bë cäng nghãû hoaï hoüc 971.448 541.4 Hãû säú ψ tênh åí baíng sau: ψ 0.226692236 Hãû säú cáúp nhiãût α 2 : αn α2 ψ 6542.104631 0.226692236 1483.044329 Nhiãût læåüng q1 vaì q2 cuía quaï trçnh truyãön nhiãût qua låïp äúng âäút: α 1(W/m2.độ ∆ t1(0C) ) ∆ t2(0C) α2 q1 q2 sai số(%) 1223 1 12537.88 8.25 1483.044 12537.88 0 2.45329 Hãû säú truyãön nhiãût K: K(W/m.độ) α 1(W/m2.độ) Σ r(m2.độ/W) α2 12537.88021 0.000655765 1483.04 709.3145929 Bãö màût truyãön nhiãût cuía thiãút bë ngæng tuû: Q

F = K .∆t ,m2; tb Q(W) K(W/m.độ) ∆ ttb(0C) 658033.3 48.1 709.3145929 9 4.3.4 Säú äúng truyãön nhiãût

F(m2)

Choün F(m2)

15.96

16 F

Säú äúng truyãön nhiãût tênh theo cäng thæïc sau: n = 3.14 hd = n 16 = 51 äúng; 3.14 * 2 * 0.05

Våïi h - Chiãöu cao äúng, m; dn - Âæåìng kênh ngoaìi cuía äúng, m; F - Bãö màût truyãön nhiãût, m2; Choün caïch bäú trê äúng theo hçnh luûc giaïc. Caïc thäng säú cuía thiãút bë âun noïng tra âæåüc nhæ sau:

Säú hçnh saïu caûnh

4

Säú äúng trãn âæåìng xuyãn tám cuía hçnh saïu caûnh

9

SVTH: Giaïp vàn Thàõng

44

Säú äúng trong caïc hçnh viãn phán Åí daîy thæï nháút 61

Åí daîy thæï hai 61

Åí daîy thæï ba 61

Täøng säú äúng cuía thiãút bë

61