Đồ án môn học Máy và Thiết bị ĐỀ TÀI THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải SVTH : trang 2 Lời nói đầu Ngày nay, công nghiệp sản xuất hóa chất là một ngành công nghiệp quan trọng ảnh hưởng đến nhiều ngành khác. Một trong những sản phẩm được quan tâm sản xuất khá nhiều là Kali hydroxyt (KOH) do khả năng sử dụng rộng rãi của nó. Trong qui trình sản xuất KOH, quá trình cô đặc thường được sử dụng để thu được dung dịch KOH có nồng độ cao, thỏa mãn nhu cầu sử dụng đa dạng và tiết kiệm chi phí vận chuyển, tồn tr ữ. Nhiệm vụ cụ thể của Đồ án môn học này là thiết kế hệ thống cô đặc chân không gián đoạn dung dịch KOH từ nồng độ 25% đến nồng độ 40%, năng suất 2.5m 3 /mẻ, sử dụng ống chùm. Có thể nói thực hiện Đồ án môn học là một cơ hội tốt cho sinh viên ôn lại toàn bộ các kiến thức đã học về các quá trình và công nghệ hóa học. Ngoài ra đây còn là dịp mà sinh viên có thể tiếp cận với thực tế thông qua việc lựa chọn, tính toán và thiết kế các chi tiết của một thiết bị với các số liệu rất cụ thể và rất thự c tế. Tuy nhiên vì còn là sinh viên nên kiến thức thực tế còn hạn hẹp do đó trong quá trình thực hiện đồ án khó có thể tránh được thiếu xót. Em rất mong được sự góp ý và chỉ dẫn của thầy cô và bạn bè để có thêm nhiều kiến thức chuyên môn. Đồ án này được thực hiện dưới sự giúp đỡ và hướng dẫn trực tiếp của thầy Lê Xuân Hải, và các thầy cô bộ môn Máy và Thiết Bị khoa Công nghệ Hóa học và Dầu khí trường Đại học Bách khoa thành phố Hố Chí Minh. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Xuân Hải và các thầy cô khác cũng như các bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án. Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải SVTH : trang 3 CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN I. NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN Nhiệm vụ cụ thể của Đồ án môn học này là thiết kế hệ thống cô đặc chân không gián đoạn dung dịch KOH từ nồng độ 25% đến nồng độ 40%, năng suất 2.5m 3 /mẻ, sử dụng ống chùm. II. TÍNH CHẤT NGUYÊN LIỆU - KOH là một khối tinh thể trong suốt, màu trắng, ăn da mạnh. - Nhiệt độ nóng chảy là 360.4 0 C (khan). - Nhiệt độ sôi là 1325 0 C (khan). - Độ nhớt là 1.63 Cp ở 20 0 C (dung dịch 20%). - Nó hấp thu mạnh hơi ẩm và CO 2 của không khí, dễ chảy rữa thành K 2 CO 3 . KOH dễ dàng tan trong nước, tỏa nhiều nhiệt tạo dung dịch KOH (dạng dung dịch được sử dụng nhiều). Ap suất hơi của nước trên KOH ở nhiệt độ phòng là 0.002 mmHg III. CÔ ĐẶC 1. Định nghĩa Cô đặc là phương pháp thường dùng để làm tăng nồng độ một cấu tử nào đó trong dung dịch hai hay nhiều cấu tử. Tùy theo tính chất của cấu tử khó bay hơi (hay không bay hơi trong quá trình đó) ta có thể tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp nhiệt hay bằng phương pháp làm lạnh kết tinh. Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hòa tan trong dung dịch b ằng cách tách bớt một phần dung môi qua dạng hơi. 2. Các phương pháp cô đặc Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất tác dụng lên mặt thoáng chất lỏng. Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đó thì một cấu tử sẽ tách ra dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường là kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan.Tùy tính chất cấu tử và áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng mà quá trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đôi khi phải dùng đến máy lạnh. 3. Phân loại và ứng dụng a. Theo cấu tạo Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải SVTH : trang 4 • Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên) dùng cô đặc dung dịch khá loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn tự nhiên của dung dịch dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt. Gồm: - Có buồng đốt trong (đồng trục buồng bốc), có thể có ống tuần hoàn trong hoặc ngoài. - Có buồng đốt ngoài ( không đồng trục buồng bốc). • Nhóm 2: dung dịch đối lưu c ưỡng bức, dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 - 3,5 m/s tại bề mặt truyền nhiệt. Có ưu điểm: tăng cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên bề mặt truyền nhiệt. Gồm: - Có buồng đốt trong, ống tuần hoàn ngoài. - Có buồng đốt ngoài, ống tuần hoàn ngoài. • Nhóm 3: dung dịch ch ảy thành màng mỏng, chảy một lần tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm biến chất sản phẩm. Đặc biệt thích hợp cho các dung dịch thực phẩm như dung dịch nước trái cây,hoa quả ép…Gồm: - Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi tạo bọt khó vỡ. - Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi ít tạo bọt và bọt dễ vỡ. b. Theo phương pháp thực hiện quá trình Cô đặc áp suất thường (thiết bị hở): có nhiệt độ sôi, áp suất không đổi. Thường dùng cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định để đạt năng suất cực đại và thời gian cô đặc là ngắn nhất.Tuy nhiên, nồng độ dung dịch đạt được là không cao. Cô đặc áp suất chân không: Dung dịch có nhiệt độ sôi dưới 100 o C, áp suất chân không. Dung dịch tuần hoàn tốt, ít tạo cặn, sự bay hơi nước liên tục. Cô đặc nhiều nồi: Mục đích chính là tiết kiệm hơi đốt. Số nồi không nên lớn quá vì sẽ làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi. Có thể cô chân không, cô áp lực hay phối hợp cả hai phương pháp. Đặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế . Cô đặc liên tục: Cho kết quả tốt hơn cô đặc gián đoạn. Có thể áp dụng điều khiển tự động, nhưng chưa có cảm biến tin cậy. 4. Ưu điểm và nhược điểm của cô đặc chân không gián đoạn • Ưu điểm - Giữ được chất lượng, tính chất sản phẩm, hay các cấu tử dễ bay hơi. - Nhập liệu và tháo sản phẩm đơn giản, không cần ổn định lưu lượng. - Thao tác dễ dàng. - Có thể cô đặc đến các nồng độ khác nhau. - Không cần phải gia nhiệt ban đầu cho dung dịch. - Cấu tạo đơn giản, giá thành thấp. • Nhược điểm - Quá trình không ổn định, tính chất hóa lý của dung dịch thay đổi liên tục theo nồng độ, thời gian. Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải SVTH : trang 5 - Nhiệt độ hơi thứ thấp, không dùng được cho mục đích khác. - Khó giữ được độ chân không trong thiết bị. IV. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1. Thuyết minh quy trình công nghệ - Khởi động bơm chân không đến áp suất Pck = 0.65 at. - Sau đó bơm dung dịch ban đầu có nồng độ 25% từ bể chứa nguyên liệu vào nồi cô đặc bằng bơm ly tâm. Quá trình nhập liệu diễn ra trong vòng 15 phút đến khi nhập đủ 2.5m 3 thì ngừng. - Khi đã nhập liệu đủ 2.5m 3 thì bắt đầu cấp hơi đốt (là hơi nước bão hòa ở áp suất 3 at) vào buồng đốt để gia nhiệt dung dịch. Buồng đốt gồm nhiều ống nhỏ truyền nhiệt (ống chùm) và một ống tuần hoàn trung tâm có đường kính lớn hơn. Dung dịch chảy trong ống được gia nhiệt bởi hơi đốt đi ngoài ống. Dung dịch trong ống sẽ sôi và tuần hoàn qua ống tuần hoàn (do ống tuần hoàn có đường kính lớ n hơn các ống truyền nhiệt nên dung dịch trong ống tuần hoàn sẽ sôi ít hơn trong ống truyền nhiệt, khi đó khối lượng riêng dung dịch trong ống tuần hoàn sẽ lớn hơn khối lượng riêng dung dịch trong ống truyền nhiệt vì vậy tạo áp lực đẩy dung dịch từ ống tuần hoàn sang các ống truyền nhiệt). Dung môi là nước bốc hơi và thoát ra ngoài qua ống dẫn hơi thứ sau khi qua buồng bốc và thiết b ị tách giọt. Hơi thứ được dẫn qua thiết bị ngưng tụ baromet và được ngưng tụ bằng nước lạnh, sau khi ngưng tụ thành lỏng sẽ chảy ra ngoài bồn chứa. Phần không ngưng sẽ được dẫn qua thiết bị tách giọt để chỉ còn khí không ngưng được bơm chân không hút ra ngoài. Hơi đốt khi ngưng tụ chảy ra ngoài qua cửa tháo nước ngưng, qua bẫy hơi rồi được xả ra ngoài. - Quá trình cứ tiếp tục đến khi đạt nồng độ 40% (sau thời gian cô đặc đã tính: 45 phút) thì ngưng cấp hơi. Mở van thông áp, sau đó tháo sản phẩm ra bằng cách mở van tháo liệu. 2. Các thiết bị được lựa chọn trong quy trình công nghệ a Bơm Bơm được sử dụng trong quy trình công nghệ gồm: bơm ly tâm và bơm chân không. + Bơm ly tâm được cấu tạo gồm vỏ bơm, bánh guồng trên đó có các cánh hướng dòng. Bánh guồng được gắn trên trục truyền động. Ống hút và ống đẩy. Bơm ly tâm được dùng để bơm dung dịch KOH từ bể chứa nguyên liệu vào nồi cô đặc. + Bơm chân không được dùng để tạo độ chân không khi hệ thống bắ t đầu làm việc. b Thiết bị cô đặc Đây là thiết bị chính trong quy trình công nghệ. Thiết bị gồm đáy, nắp, buồng bốc và buồng đốt. Bên trong buồng đốt gồm nhiều ống truyền nhiệt nhỏ và một ống tuần hoàn trung tâm có đường kính lớn hơn. Tác dụng của buồng đốt là để gia nhiệt dung dịch, buồng bốc là để tách hỗn hợp lỏng hơi thành những giọt lỏng rơi trở lại, hơi được dẫn qua ống dẫn hơi thứ. Ống tuần hoàn được sử dụng để tạo một dòng chảy tuần hoàn trong thiết bị. c Thiết bị ngưng tụ Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải SVTH : trang 6 Thiết bị ngưng tụ được sử dụng trong quy trình công nghệ là loại thiết bị ngưng tụ trực tiếp (thiết bị ngưng tụ baromet). Chất làm lạnh là nước được đưa vào ngăn trên cùng thiết bị. Thiết bị thường làm việc ở áp suất chân không nên nó phải được đặt ở một độ cao cần thiết để nước ngưng có thể tự chảy ra ngoài khí quyển mà không cầ n máy bơm. d Thiết bị tách lỏng Thiết bị tách lỏng được đặt sau thiết bị ngưng tụ baromet nhằm để tách các cấu tử bay hơi còn sót lại, chưa kịp ngưng tụ, không cho chúng đi vào bơm chân không. e Các thiết bị phụ trợ khác - Bẫy hơi - Các thiết bị đo áp suất, đo nhiệt độ, các loại van. Đồ án mơn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xn Hải SVTH : trang 7 Tỉ lệ: Chức năng CNBM GVHD SV TT Họ tên Chữ ký Ngày HT Ngày BV VŨ BÁ MINH MA I ANH DŨNG LÊ XUÂN HẢI BẢN VẼ QUI TRÌ NH CÔNG NGHỆ Trường Đại học Bách K hoa Tp.Hồ Chí Mi nh Khoa Công Nghệ Hoá học BỘ MÔN MÁY VÀ THIẾT BỊ Bản vẽ số:02 THIẾT KẾ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC CHÂN KHÔNG GIÁN ĐOẠN DUNG DỊCH KOH NĂNG SUẤT 2.5m /me û PT P PT Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 BỒN CHỨA NGUYÊN LI ỆU1X18H10T BƠM NHẬP LIỆU1 ĐẦU THỬ SA ÛN PHẨM 1 1X18H10T ỐNG DẪN HƠI ĐỐT 1 X18H10T ỐNG THÔNG ÁP1X18H10T ỐNG DẪN HƠI THỨ d=50, δ=3.5 1X18H10T ÁP K Ế 3 NHIỆT KẾ 2 THIẾT BỊ CÔ ĐẶC d=160, δ=5 1X18H10T ỐNG XẢ KHÍ KHÔNG NGƯNG 1X18H10T ỐNG THÁO NƯỚC NGƯNG 1 BỒN CHỨA SẢN PHẨM 1 BẪY HƠI 1 THIẾT BỊ NGƯNG TU Ï BAROMET d=25, δ=3.5 1X18H10T ỐNG DẪN NƯỚC VÀO 1 X18H10T ỐNG DẪN HƠI THỨ VÀO 1X18H10T THIẾT BỊ T HU HỒI 1X18H10T BỂ CHỨA NƯỚC NGƯN G 1 ỐNG NHẬP LI ỆU STT TÊN GỌI ĐẶC TÍ NH KY Õ THUẬT SL VẬT LIỆU 1 2 10 18 19 14 13 15 20 4 5 6 8 9 16 17 12 11 3 7 20 BƠM CHÂN KHÔNG d=400, δ=13 X18H10T 1 D=500, Η=4900 3 d=300 d=100 22/06/05 28/06/05 Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải SVTH : trang 8 CHƯƠNG II. THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH A. CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG I. CÂN BẰNG VẬT CHẤT Các số liệu ban đầu: • Dung dịch KOH có: - Nhiệt độ đầu 25 o C, nồng độ đầu 25%. - Nồng độ cuối 40%. • Chọn hơi đốt là hơi nước bão hòa ở áp suất 3at. • Ap suất ngưng tụ: P ck = 0.65 at. Cô đặc gián đoạn với năng suất 2.5m 3 /mẻ 1. Khối lượng riêng của dung dịch theo nồng độ Nồng độ, % 25 30 35 40 Khối lượng riêng, kg/m 3 1239 1291 1344 1399 2. Cân bằng vật chất cho các giai đoạn G đ = G c + W G đ .x đ = G c .x c Trong đó G đ , G c : lượng dung dịch đầu và cuối mỗi giai đoạn, kg W : lượng hơi thứ bốc lên trong mỗi giai đoạn, kg x đ , x c : nồng độ đầu và cuối của mỗi giai đoạn G đ .x đ , G c .x c : khối lượng KOH trong dung dịch, kg a Giai đoạn 25% đến 30% G đ = 2.5m 3 = 2.5*1239 = 3097.5 kg x đ = 0.25 ; x c = 0.3 • Lượng sản phẩm ( là dung dịch KOH 30% ) G c = G đ . 25.2581 3.0 25.0 *5.3097 x x c ñ == kg • Lượng hơi thứ W = G đ - G c = 3097.5 – 2581.25 = 516.25 kg b Giai đoạn 30% đến 35% G đ = 2581.25 kg ; x đ = 0.3 ; x c = 0.35 ⇒ G c = 5.2212 35.0 3.0 *25.2581 x x .G c ñ ñ == kg W = G đ – G c = 2581.25 – 2212.5 = 368.75 kg c Giai đoạn 35% đến 40% G đ = 2212.5 kg ; x đ = 0.35 ; x c = 0.4 Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải SVTH : trang 9 937 5 .1935 4.0 35.0 *5.2212 x x .GG c ñ ñc ===⇒ kg W = 2212.5 – 1935.9375 = 276.5625 kg • Tổng lượng hơi thứ bốc hơi W t = 516.25 + 368.75 + 276.5625 = 1161.5625 kg • Ta có bảng tóm tắt kết quả cân bằng vật chất Nồng độ dung dịch, % 25 30 35 40 Thể tích dung dịch trong nồi, m 3 2.5 2 1.65 1.38 Khối lượng dung dịch, kg 3097.5 2581.25 2212.5 1935.9375 Lượng hơi thứ đã bốc hơi, kg 0 516.25 885 1161.5625 Khối lượng riêng dung dịch, kg/m 3 1239 1291 1344 1399 II. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Ap suất thiết bị ngưng tụ P o = 0.35 at. ⇒ Nhiệt độ hơi thứ ở thiết bị ngưng tụ t o = 72.05 o C ( Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [1] ). Chọn tổn thất nhiệt độ từ nồi cô đặc về thiết bị ngưng tụ K 1 ''' = Δ . ⇒ Nhiệt độ hơi thứ ở buồng đốt t 1 = 72.05 + 1 = 73.05 o C. Đây cũng là nhiệt độ sôi của dung môi (là nước) trên mặt thoáng dung dịch )P(sdm 1 t = 73.05 o C. ⇒Ap suất trên mặt thoáng dung dịch trong buồng bốc P 1 = 0.3636 at ≈ 0.36 at (Bảng I.250 trang 312 Tài liệu [1]). 1. Các tổn thất nhiệt độ – Nhiệt độ sôi dung dịch Ta có tổn thất nhiệt độ sôi theo nồng độ dung dịch KOH ở áp suất khí quyển (Bảng VI.2 trang 61 Tài liệu [2]). Từ đó suy ra nhiệt độ sôi dung dịch KOH ở áp suất khí quyển theo các nồng độ là: Nồng độ dung dịch, % 25 30 35 40 ' Δ ở Pa, o C 10 12.2 17 23.6 Nhiệt độ sôi dung dịch ở Pa, o C 110 112.2 117 123.6 a Xác định tổn thất nhiệt độ do nồng độ và nhiệt độ sôi dung dịch KOH theo nồng độ ở áp suất P 1 = 0.3636 at Theo phương pháp Babo ( Công thức 5.9 trang 150 Tài liệu [3] ) 2 2 1 2 t OH dd t OH dd P P P P ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải SVTH : trang 10 * Xét dung dịch KOH 25% Nhiệt độ dung dịch KOH 25% ở Pa = 1.033 at là 110 o C Ở 110 o C áp suất hơi nước bão hòa là 1.461 at ( Bảng I.250 trang 312 Tài liệu [1] ). Ta cần xác định nhiệt độ sôi dung dịch ở P 1 = 0.3636 at 110 OH dd t OH dd 22 P P P P ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ 461.1 033.1 P 3636.0 )t(OH 2 = 51.0P )t(OH 2 =⇒ 4 at Vậy nhiệt độ sôi của nước ở 0.51 at là t = 81.54 o C ( Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [2] ) ⇒ Nhiệt độ sôi của dung dịch KOH 25% ở P 1 = 0.3636 at là 81.54 o C Tổn thất nhiệt độ sôi 49.805.7354.81 ' =−=Δ o C Tính tương tự ở các nồng độ 30%, 35%, 40% ta được kết quả sau: Nồng độ dung dịch, % 25 30 35 40 Nhiệt độ sôi dung dịch, o C 81.54 83.43 87.36 92.96 Tổn thất ' Δ , o C 8.49 10.38 14.31 19.91 b Tổn thất nhiệt độ do hiệu ứng thủy tĩnh '' Δ . Nhiệt độ sôi dung dịch ở áp suất trung bình Tính theo ví dụ 4.8 trang 207 Tài liệu [4] )P(sdm)P(sdm)P(sdd)P(sdd '' 1tb1tb tttt −=−=Δ Với: P tb = P 1 + 0.5 hh ρ .g.H op = P 1 + Δ P • Δ P = 0.5 hh ρ .g.H op • ddhh 2 1 ρρ = Trong đó dd ρ : Khối lượng riêng dung dịch tính theo nồng độ cuối ở nhiệt độ )PP(sdd 1 t Δ+ • H op : Chiều cao lớp chất lỏng sôi Trong thiết bị tuần hoàn tự nhiên H op = ( ) [] odmdd H.0014.026.0 ρ ρ − + Với H o : Chiều cao ống truyền nhiệt dm ρ : Khối lượng riêng dung môi ở t sdm * Chọn chiều cao ống truyền nhiệt H o = 1.5m  Tính cho trường hợp dung dịch KOH 25% Do trong khoảng nhiệt độ nhỏ, hiệu số dmdd ρ ρ − thay đổi không đáng kể nên ta chọn tra dmdd , ρ ρ ở 15 o C 3 dm m/kg999= ρ [...]... 25(25oC) 25(83.48oC) 30 trang 13 35 40 Đồ án mơn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH Lê Xn Hải Nhiệt lượng hữu ích, J*10-8 0 6.12 18.06 26.74 33.29 6.44 19.01 28.15 35.04 312.25 921.72 1364.88 1698.95 Tổng nhiệt lượng cung cấp, J*10-8 Lượng hơi đốt sử dụng, kg B TÍNH THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH I HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT 1 Hệ số truyền nhiệt trong q trình sơi 1.1 Các kí hiệu và cơng thức α 1 : hệ số cấp nhiệt khi... Tài liệu [2] Chiều cao gờ : hg = 50 mm Chiều cao phần Elip : ht = 400 mm Diện tích bề mặt trong : Ft = 3.03 m2 C TÍNH CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH I BUỒNG ĐỐT Đường kính trong Chiều cao : Dt = 1100 mm : Hđ = 1500 mm 1 Các thơng số tra và chọn SVTH : trang 26 Đồ án mơn học Máy và Thiết bị 1.1 Ap suất tính tốn Buồng đốt chịu áp suất trong PBĐ = Phơi đốt –Pa = 3 – 1 = 2 at = 0.1962 N/mm2 1.2 GVHD : TSKH Lê Xn... bốc với nắp ( ) ( SVTH : ) trang 34 Đồ án mơn học Máy và Thiết bị V3 = 2* ( GVHD : TSKH Lê Xn Hải ) π π * H bích * D 2 bích − D 2 * (1.742 − 1.622 ) * 0.035 = 0.0222 m3 ng ngbB = 2 * 4 4 ⇒ Tổng thể tích thép làm thiết bị khơng kể ống truyền nhiệt Vthép.1 = 0.0208 + 0.12974 + 17.13*10-3 + 30.3*10-3 + 0.0107 +0.0372 +0.0222 = 0.26807 m3 ⇒ Khối lượng thép làm thiết bị khơng tính ống truyền nhiệt mthép.1... thỏa đồng thời điều kiện áp suất ngồi và lực nén chiều trục Kết luận : Bề dày buồng bốc là SBB = 10 mm III ĐÁY Tính theo cơng thức trang 178-179 Tài liệu [7] Đáy nón chịu cùng áp suất ngồi với buồng bốc PĐ = 0.16 N/mm2 Chọn sơ bộ bề dày đáy SĐ = 10 mm D’ : đường kính tính tốn của đáy nón 0.9D t + 0.1d t 0.9 * 1100+ 0.1* 40 = = 1406 mm D' = cosα cos45 SVTH : trang 29 Đồ án mơn học Máy và Thiết bị GVHD... mK tT1 : nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp bề mặt thiết bị tT2 : nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt về phía khơng khí vào khoảng 40oC tKK : nhiệt độ khơng khí α n : hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngồi của lớp cách nhiệt đến khơng khí α n = 9.3 + 0.058* t T 2 , W / m 2 K (cơng thức VI.67 trang 92 tài liệu [2] ) SVTH : trang 31 50oC Đồ án mơn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH Lê Xn Hải α n = 9.3 + 0.058* (50 +... 500oC 2 Bích nối buồng đốt và đáy Chọn theo bảng XIII.27 trang 420 Tài liệu [2] Bích liền bằng thép, kiểu 1 Dt = 1100 mm D = 1240 mm Dn = 1108 mm h = 22 mm D1 = 1160 mm Số bulong 28 cái Db = 1190 mm db = 20 mm ( M20) 3 Bích nối buồng đốt và buồng bốc Chọn như bích buồng đốt và đáy VII VỈ ỐNG - Chọn vỉ tròn phẳng - Vật liệu X18H10T SVTH : trang 32 Đồ án mơn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH Lê Xn Hải nhiệt... W / m 2 K ) −1 v 2.1.3 Phía dung dịch q 2 = α 2 Δt 2 Nu = Nu.λ dd α 2 l ⇒ α2 = l λ dd Trong đó Nu = C.(Gr Pr) n Pr = SVTH : cdd μ dd λdd trang 18 Đồ án mơn học Máy và Thiết bị Gr = GVHD : TSKH Lê Xn Hải 3 l ρ dd β dd Δt 2 g 2 μ dd * C và n phụ thuộc vào Pr và Gr như sau Gr.Pr ≤ 10−3 thì Nu = 0.5 Gr.Pr = 10−3 → 500 thì Nu = 1.18(Gr Pr) 0.125 Gr Pr = 500 → 2.107 thì Nu = 0.54(Gr Pr) 0.25 Gr.Pr > 2.107... ⎛ 11 ⎞ ⎛ 3.6 * ⎜1 − 0.7 ⎟* ⎜ ⎟ 50.23 ⎠ ⎝ 50.23 ⎠ ⎝ 2 = 3.57 σ u < [σ ] u thỏa - Chọn bề dày vỉ bằng bề dày bích, hvỉ =22 mm VIII KHỐI LƯỢNG VÀ TAI TREO 1 Khối lượng thép làm thiết bị SVTH : trang 33 Đồ án mơn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH Lê Xn Hải m thép= Vthépρ thép - Khối lượng riêng thép khơng gỉ ρ thép= 7900 kg/m3 - Thể tích thép buồng đốt π π VtĐ = D 2 − D 2 H Đ = * 1.1082 − 1.12 * 1.5 =... và ống tuần hồn π * 0.0412 0.3152 * 1.5 = 0.463m3 * 1.5 + π * 4 4 Cuối q trình cơ đặc Vdd = 1.38 > 0.282 +0.463 ⇒ dung dịch vẫn ngập hết bề mặt truyền nhiệt Vơ = 175* IV BUỒNG BỐC SVTH : trang 23 Đồ án mơn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH Lê Xn Hải Đường kính buồng bốc xác định từ điều kiện phân li được giọt lỏng đường kính 0.3 mm trở lên Chiều cao buồng bốc xác định từ cường độ bốc hơi trung bình và. .. dd M dd , W/mK 1 x 1− x + 56 18 Với x : nồng độ dung dịch • cdd và ρ dd xác định theo nồng độ Mdd = Nồng độ dung dịch, % tsdd, oC 25 83.48 30 85.37 35 89.77 40 95.37 ρ dd , kg/m3 1239 1291 1344 1399 cdd , J/kg độ 3376.5 μ dd , Ns/m SVTH : 2 -3 1.31*10 3213.8 1.57*10 -3 3051.1 1.83*10 2888.4 -3 2.09*10-3 trang 15 Đồ án mơn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH Lê Xn Hải Mdd 21.68 22.6 23.61 24.71 λ dd , W/mK . môn học Máy và Thiết bị ĐỀ TÀI THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH chảy tuần hoàn trong thiết bị. c Thiết bị ngưng tụ Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải SVTH : trang 6 Thiết bị ngưng tụ được sử