Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án cô đặc 2 nồi koh.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBI. MƠÛ ĐẦU:Ngành công nghiệp sản xuất NaOH là một trong những ngành công nghiệp sản xuất hoá chất cơ bản. Nó đóng vai trò rất lớn trong sự phát triển của các ngành công nghiệp khác như dệt , tổng hợp tơ nhân tạo, lọc hoá dầu, sản xuất phèn .NaOH là một baz mạnh, có tính ăn da, khả năng ăn mòn thiết bò cao. Vì vậy cần lưu ý đến việc ăn mòn thiết bò, đảm bảo an toàn lao động trong quá trình sản xuất.Trước đây trong công nghiệp NaOH thường được sản xuất bằng cách cho Ca(OH)2 tác dụng với dung dòch Na2CO3 loãng và nóng . Ngày nay người ta dùng phương pháp hiện đại là điện phân dung dòch NaCl bão hòa. Tuy nhiên dung dòch sản phẩm thu được thường có nồng độ rất loãng , khó khăn trong việc vận chuyển đi xa. Để thuận tiện cho chuyên chở và sử dụng người ta phải cô đặc dung dòch đến một nồng độ nhất đònh theo yêu cầu.Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất hoà tan trong dung dòch bằng cách tách bớt một phần dung môi qua dạng hơi hoặc dạng kết tinh.Trong khuôn khổ đồ án này ta sẽ tiến hành cô đặc theo cách tách dung môi dưới dạng hơi. Quá trình cô đặc thường tiến hành ở trạng thái sôi, nghóa là áp suất hơi riêng phần của dung môi trên mặt thoáng dung dòch bừng với áp suất làm việc của thiết bò.Quá trình cô đặc thường được dùng phổ biến trong công nghiệp với mục đích làm tăng nồng độ các dung dòch loãng, hoặc để tách các chất rắn hoà tan.Quá trình cô đặc thường tiến hành ở các áp suất khác nhau. Khi làm việc ở áp suất thường ( áp suất khí quyển) ta dùng thiết bò hở , còn khi làm việc ở áp suất khác ( vd áp suất chân không ) người ta dùng thiết bò kín.Quá trình cô đặc có thể tiến hành trong hệ thống cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi, có thể làm việc liên tục hoặc gián đoạn.Thiết kế đồ án môn học máy và thiết bò hoá chất giúp sinh viên làm quen với phương pháp tính toán máy thiết bò hoá chất. Tập đồ án này thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi làm việc liên tục xuôi chiều cô đặc dung dòch xút NaOH có nồng độ đầu 15% đến nồng độ cuối 30%. Năng suất đầu vào là 1m3/hour.II. CHỌN QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ :1. Qui trình công nghệ : Trang 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBNăng suất của qui trình cô đặc là 1m3/h. Đây là năng suất nhỏ do đó ta chọn qui trình công nghệ như sau. 2. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống cô đặc: Dung dòch từ bể chứa nguyên liệu được bơm lên bồn cao vò, từ bồn cao vò dung dòch chảy xuống qua thiết bò gia nhiệt và được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi ứng với áp suất làm việc của nồi I. Dung dòch sau đó được đưa vào nồi I. Do có sự chênh lệch áp suất giữa nồi I và nồi II nên dung dòch tiếp tục chảy qua nồi II rồi được bơm hút ra rồi chuyển vào bể chứa sản phẩm. Hơi thứ trong nồi I dùng làm hơi đốt nồi II để tận dụng nhiệt. Hơi thứ nồi II sẽ được đưa qua thiết bò ngưng tụ baromet và được chân không hút ra ngoài. Nguyên lý làm việc của nồi cô đặc : phần dưới của thiết bò là buồng đốt gồm có các ống truyền nhiệt và một ống tuần hoàn trung tâm. Dung dòch đi trong ống, hơi đốt sẽ đi trong khoảng không gian phía ngoài ống. Nguyên tắc hoạt động của ống tuần hoàn trung tâm là : do ống tuần hoàn có đường kính lớn hơn rất nhiều so với các ống truyền nhiệt do đó hệ số truyền nhiệt nhỏ, dung dòch sẽ sôi ít hơn so với dung dòch trong ống truyền nhiệt. Khi sôi dung dòch sẽ có ρds = 0.5 ρdd do đó sẽ tạo áp lực đẩy dung dòch từ trong ống tuần hoàn sang ống truyền nhiệt. Kết quả là tạo một dòng chuyển động tuần hoàn trong thiết bò. Để ống tuần hoàn trung tâm hoạt động có hiệu quả dung dòch chỉ nên cho vào khoảng 0,4 – 0,7 chiều cao ống truyền nhiệt. Phần phía trên thiết bò là buồng bốc để tách hơi ra khỏi dung dòch, trong buồng bốc còn có bộ phận tách bọt để tách những giọt lỏng ra khỏi hơi thứ.A.TÍNH THIẾT BỊ CHÍNHTrang 2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBIII. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT: 1. Chuyển đơn vò năng suất từ (m 3 /h) sang (kg/h) :Năng suất nhập liệu : G’D =1 m3/h.Khối lượng riêng : ρNaOH= 1159 kg/m3 GD = G’D ∗ ρNaOH= 1159 kg/h Nồng độ nhập liệu : xD = 15 %Nồng độ cuối của sản phẩm : xC = 30%Áp dụng phương trình cân bằng vật chất : GD ∗ xD = GC ∗ xCSuy ra:GC=CDDxxG ∗= 30151159∗= 579.5 kg/h .2. lượng hơi thứ bốc lên trong toàn hệ thống :Áp dụng công thức : )1(CDDxxGW −= kg/hTrong đó: W : Lượng hơi thứ của toàn hệ thống kg/hGD : Lượng dung dòch ban đầu kg/hxD,xC : Nồng độ đầu,cuối của dung dòch % khối lượng Thay số vào ta có:5.579)30151.(1159)1( =−=−=CDDxxGW kg/h.3. Giả thiết phân phối hơi thứ trong các nồi :Chọn tỉ số giữa hơi thứ bốc lên từ nồi I và II là : 1.1=IIIWWKhi đó ta có hệ phương trình: 1.1=IIIWW WI + WII = WGiải hệ trên có kết quả :WI = 303.5 kg/hWII = 276 kg/h4. Xác đònh nồng độ dung dòch từng nồi :- Nồng độ cuối của dung dòch ra khỏi nồi I :x’C=32.205.303115915.1159.=−=−IDDDWGxG%- Nồng độ cuối của dung dòch ra khỏi nồi II :x’’C=302765.303115915.1159.=−−=−−IIIDDDWWGxG%Trang 3 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBIV.CÂN BẰNG NHIỆT LƯNG:1. Xác đònh áp suất và nhiệt độ mỗi nồi:Hiệu số áp suất của cả hệ thống cô đặc:Theo đầu bài áp suất ngưng tụ là: Png = 0.5 atChọn áp suất của hơi đốt vào nồi I là : P1= 3.5 atKhi đó hiệu số áp suất của cả hệ thống cô đặc là :∆Pt =P1 – Png = 3.5 – 0.5 = 3 atChọn tỉ số phân phối áp suất giữa các nồi là : 5.121=∆∆PPKết hợp với phương trình : ∆P1 + ∆P2 = ∆Pt = 3 at Suy ra : ∆P1 = 1.8 at∆P2 = 1.2 atDựa vào các dữ kiện trên và tra sổ tay qúa trình thiết bò tập I ta có bảng sau đây :LoạiNồi I Nồi II Tháp ngưng tụÁp suất (at)Nhiệt độ(0C)Áp suất(at)Nhiệt độ(0C)Áp suất (at)Nhiệt độ (0C)Hơi đốtP1= 3.50 T1=137.9 P1=1.70 T2=114.5Hơi thứP’1=1.76 t’1 =115.5 P’2=0.52 t’2 =81.9Png=0.5 tng=80.92. Xác đònh nhiệt độ tổn thất :a. Tổn thất nhiệt do nồng độ tăng cao (∆’):Áp dụng công thức của Tiaxenko:∆’ = ∆’o . fƠÛ đây :∆’o : Tổn thất nhiệt độ ở áp suất thường.f : hệ số hiệu chỉnh vì thiết bò cô đặc làm việc ở áp suất khác với áp suất thường.fiirt2)'273(2.16+=t’i : nhiệt độ hơi thứ của nồi thứ Iri : ẩn nhiệt hoá hơi của hơi ở nhiệt độ t’i .Từ các dữ kiện trên ta lập được bảng sau: Đại lượngNồi IxC (%k.l)∆’o (0C )t’ ( 0C )r.10-3 (j/kg )∆’i (0 C )Trang 4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBNồi I 20.32 8.457 115.5 2218.7 9.33Nồi II 30.00 17.0 81.9 2304.6 15.05Từ đây ta có tổng tổn thất nhiệt do nồng độ tăng cao :Σ∆’ = ∆’I +∆’II = 9.33 +15.05 = 24.38 0Cb. Tổn thất nhiệt do áp suất thuỷ tónh (∆’’ ):Gọi chênh lệch áp suất từ bề mặt dung dòch đến giữa ống là ∆P (N/m2), ta có:∆P = 21ρS.g.Hop N/m2Trong đó:ρs : khối lượng riêng của dung dòch khi sôi , kg/m3ρs =0.5 ρddρdd : Khối lượng riêng của dung dòch ,kg/m3Hop: Chiều cao thích hợp tính theo kính quann sát mực chất lỏng ,mHop = [0.26+0.0014(ρdd-ρdm)].HoTừ ∆P ta sẽ tính được áp suất trung bình của dung dòch ở từng nồi thông qua công thức:Ptbi= P’i+∆Pi( i ): nồi thứ iTra sổ tay ta có được bảng sau:x C ,% t’ ,0C ρdd , kg/m3ρdm ,kg/m3Nồi I 20.32 115.5 1173.4 958Nồi II 30.00 81.9 1276 958Coi ρdd trong mỗi nồi thay đổi không đáng kể trong khoảng nhiệt độ từ bề mặt đến độ sâu trung bình của chất lỏng.Chọn chiều cao ống truyền nhiệt là Ho=1.5 m.Nồi I: Hop1 = [0.26+0.0014(ρdd-ρdm)].Ho=[0.26+0.0014(1173.4-958)]*1.5=0.84234 ,mÁp suất trung bình:Ptb1= P’1+∆P1=1.76+0,5.0,5.1173.4.10-4.0.84234=1.785 at Tra sổ tay tại Ptb1=1.785 (at) ta có t”1=116.03 0C. Suy ra : ∆”1=(t”1+∆’1) – (t’1+∆’1)= 116.03– 115.5 =0.53 0CNồi II: Hop2 = [0.26+0.0014(ρdd-ρdm)].Ho=[0.26+0.0014(1276-958)]*1.5=1.0578 ,mÁp suất trung bình:Ptb2= P’2+∆P2=0,52+0,5.0,5.1276.10-4.1,0578=0,554 atTra sổ tay tại Ptb2 = 0.554 (at) ta có t”2= 83.37 0C.Trang 5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBSuy ra : ∆”2=(t”2+∆’2) – (t’2+∆’2)= 83.37 – 81.9 =1.47 0CVật tổn thất nhiệt của hai nồi là:Σ∆” =∆”1+∆”2 =0.53+1.47 = 2.00 0Cc. Tổn thất nhiệt do trở lực thuỷ lực trên đường ống (∆”’)Chấp nhận tổn thất nhiệt độ trên các đoạn ống dẫn hơi thứ từ nồi này sang nồi nọ và từ nồi cuối đến thiết bò ngưng tụ là 10C. Do đó:∆”’1=1.50C∆”’2 =1.0 0Cd. Tổn thất chung trong toàn hệ thống cô đặc:Σ∆=Σ∆’+Σ∆”+Σ∆”’=24.38+2.00+2.5=28.88 0C 3. Hiệu số hữu ích và nhiệt độ sôi của từng nồi: Hiệu số nhiệt độ hữu ích ở ở mỗi nồi:Nồi I: ∆ti1=TI – (T2+Σ∆1) =137.9 – (114.5+9.33+0.53+1.5)=12.04 0CNồi II: ∆ti2=T2 – (tng +Σ∆2) =114.5– (80.9+15.05+1.47+1)=16.08 0C Nhiệt độ sôi thực tế của dung dòch ở mỗi nồi:Nồi I : ∆ti1=TI –tS1 suy ra tS1=T1 - ∆ti1=137.9 – 12.04 = 125.86 0CNồi II : ∆ti2=T2 –tS2 suy ra tS2=T2 - ∆ti2=114.5 – 16.08 = 98.42 0C 4. Cân bằng nhiệt lượng:a. Tính nhiệt dung riêng của dung dòch ở các nồi:Nồi I: Nồng độ đầu dung dòch xD=15%<20% nên ta áp dụng công thức: CD=4186 (1-xD) =4186 (1- 0.15) =3558.1 ,j/kg.độNồi II:Coi C1≈C2. Do xC=30%>20% nên áp dụng công thức: C1=C2=4186 – ( 4186 – Cht)xC1Cht : Nhiệt dung riêng của chất hoà tan ,j/kg.độM.Cht =n1.c1+ n2.c2+ n3.c3+. . . nn.cn(*)Tra sổ tay tập I ta có:MNaOH =40n1=n2=n3 =1c1=cNa = 26 j/kg n.tửû.độc2=cO = 16.8 j/kg n.tửû.độc3=cH = 9.6 j/kg n.tửû.độThay vào (*) ta có: Cht=131010.406.98.16263=++ j/kg.độNhiệt dung riêng dung dòch ra khỏi nồi II là:C2=C1 =4186 – ( 4186 – Cht )xC2 =4186 – (4186 – 1310)0.3=3323.2 j/kg.độb. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng (CBNL):Trang 6 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBNồi I: D.i+GD.CD.tD=W1.i1+(GD – W1)C1.t1+D.Cng1. θ1+Qxq1 Nồi II:W1.i1+(GD –W1)C1.t1=W2.i2+(GD – W)C2.t2+W1.Cng2.θ2+Qxq2Trong đó:D: lượng hơi đốt dùng co hệ thống ,kg/hi,i1,i2: hàm nhiệt của hơi đốt , hơi thứ nồi I và nồi II ,j/kgtD, t1, t2: nhiệt độ sôi ban đầu, rakhỏi nồi I và nồi II của dung dòch , 0CCD, C1, C2:nhiệt dung riêng ban đầu, ra khỏi nồi I và nồi II của dung dòch , j/kg.độθ1, θ2:nhiệt độ nước ngưng tụ của nồi I và nồi II ,0CCng1, Cng2: nhiệt dung riêng của nước ngưng ở nồi I và nồi II ,j/kg.độ.Qxq1,Qxq2 :nhiệt mất mát ra môi trường xung quanh , JGD : lượng dung dòch lúc ban đầu ,kg/h Chọn hơi đốt , hơi thứ là hơi bão hoà, nước ngưng là lỏng sôi ở cùng nhiệt độ, khi đó ta có:i- Cng1. θ1=r (θ1) và i1- Cng2. θ2=r(θ2)tra sổ tay ta có bảng các thông số sau đây: đầu vào Đầu ra nồi I Đầu ra nồi IIDung dòch NaOH :+ tD=125.33 0C+ CD= 3558.1 j/kg.độ+ GD=1159 kg/hHơi đốt:+ θ1=137.9 0C+ i= 2737000 j/kg+ Cng1=4290 j/kg.độDung dòch NaOH :+ t1=125.86 0C+ C1= 3323.2 j/kg.độHơi thứ :+θ2 =114.5 0C+ i1 =2706000 j/kg+Cng2 = 4290 j/kg.độ+ W1=303.5 kg/hDung dòch NaOH:+ t2=98.42 0C+ C2= 3323.2 j/kg.độ+ G2=579.5 kg/hHơi thứ :+ t’2=81.9 0C+ i2=2643740 j/kg+ W2=276 kg/hCho : Qxp1=0.05.D.(i – Cng1. θ1) =0.05.D.r(θ1).Qxp1=0.05.W.(i1 – Cng2. θ2) =0.05.W1.r(θ2).Vậy lượng hơi thứ bốc lên ở nồi I là :=−+−−+=1121112221.)(.95.0 .).(.tCirtCGtCWGiWWDDθ ==−+−+86.125*2.332326437402156000*95.086.125*2.3323*115942.98*2.3323*5.5792643740*5.579289.9 kg/hLượng hơi thứ bốc lên ở nồi II là:W2=W-W1=579.5 – 289.9 = 289.6 kg/hLượng hơi đốt tiêu đốt chung là:Trang 7 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBD’==−−−+).(95.0 .).(.11111111θngDDDDCitCGtCWGiW =)9.137*42902700600(*95.033.125*1.3558*115986.125*2.3323*)9.2891159(2706000*9.289−−−+ =314.6 kg/h c. Kiểm tra lại giả thiết phân bố hơi thứ ở các nồi:C%(I) = %5%5.4%1005.3039.2895.303<=− C%(II) = %5%7.4%1006.2892766.289<=− Vậy :Lượng hơi thứ nồi I là : WI = 289.9 kg/hLượng hơi thứ nồi II là : WII = 289.6 kg/hLượng hơi đốt nồi I là : D = 314.6kg/hV. TÍNH BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT CỦA BUỒNG ĐỐT1. Tính nhiệt lượng do hơt đốt cung cấp: - Nồi I :Q1= D.r(θ1) =314.6*2156=678277.6 kj/h =188.41 kW - Nồi II:Q2=W1.r(θ2) = 289.9*2221.5=644012.85 kj/h = 178.89 kW2. Tính hệ số truyền nhiệt K của mỗi nồi :tm1 T q2Công thức tổng quát:tT1tT2K=itbtq∆ W/m2.độq1 t2 q tm2Công thức tính tổng nhiệt trở :rΣ =Σrcáu1 +λδ + Σrcáu2Chọn : Σrcáu1 =Σrcáu2 =1/5000 m2.h.độ / Kcal=1/4300 m2 .độ /Wδ = 2 mmỐng làm bằng thép không rỉ mã hiệu 40XH: λ = 44 W/m.độ rΣ = 5.106*10-04 m2.độ /WNhiệt tải riêng trung bình:Trang 8Đáp ứng yêu cầu ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB - Nồi I : qtb1=221qq +Trong đó : + q1 : nhiệt tải riêng phía hơi đốt cấp cho thành thiết bò. Ta có công thức tính q1:q1=α1.∆t1 (1)Hệ số cấp nhiệt của hơi nước bão hoà ngưng tụ trên bề mặt ống thẳng đứng được tính theo công thức của Nusselt:α1=1.13.A.(1. tHr∆).025 Kcal/ m2.h.độ (*)Chọn : tT1 = 137.56 0C.Khi đó : ∆t1= T – tT1 = 137.9 – 137.54 = 0.36 0CTW = 0.5(T+tT1) =137.72 0Cr = r(θ1)=2156 kj/kg =514.95 Kcal/kg ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi đốt.H =1.5 m chiều cao bề mặt truyền nhiệt.A = 2362.02 trò số phụ thuộc nhiệt độ ngưng tụ của nước.Thay các giá trò vào công thức (*) ta có:α1=1.13*2362.05*(36.0*5.195.514)0.25 = 14832.17 Kcal/m2.h.độ. Thay α1 vào công thức (1) ta có:q1 = 14832.17* 0.36 =5339.58 Kcal/m2.h = 6199.85 W/m2+ q2 : nhiệt tải phía dung dòch sôi. Ta có công thức tính q2:q2=α2.∆t2 (2)Hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bò đến dung dòch α2 được tính bởi công thức:α2 = 1.6 .ϕ. p0.4.q2 0.7 kcal/m2.h.độ (**)Trong đó :∆T = q1.rΣ= 6199.85*5.106.10-4=3.16 0Cϕ = 0.76 thừa số kể đến tính chất lý học của NaOH. p = 1.76 at áp suất hơi trên bề mặt thoáng của dung dòch sôiThay vào (**) ta có :α2= 1.6*0.76*(1.76)0.4.(5339.58) 0.7=620 Kcal/m2.h.độ= 719.89 W/m2.độThay vào (2)ta có :q2 = 719.89*(137.54 –3.16 – 125.86) =6133.46 W/m2+ kiểm tra lại giả thiết ∆t1:có %5%07.1%10085.619946.613385.6199%100*121≤=−=−qqqthoả mãn điều kiện sai số.vậy nhiệt tải trung bình nồi I là:Trang 9 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBqtb1=221qq + =246.613385.6199 +=6166.65 W/m2.- Nồi II : qtb2=221qq +Trong đó : + q1 : nhiệt tải riêng phía hơi đốt cấp cho thành thiết bò. Ta có công thức tính q1:q1=α1.∆t1 (3)Hệ số cấp nhiệt của hơi nước bão hoà ngưng tụ trên bề mặt ống thẳng đứng được tính theo công thức của Nusselt:α1=1.13.A.(1. tHr∆).025 Kcal/ m2.h.độ (*)Chọn : tT1 = 114.18 0C.Khi đó : ∆t1= T - tT1= 114.5 – 114.18 = 0.32 0CTW = 0.5(T+tT1) =114.34 0Cr = r(θ1)=2221.5j/kg=530.6 kcal/kg ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi đốt.H =1.5 m chiều cao bề mặt truyền nhiệt.A = 2268.87 trò số phụ thuộc nhiệt độ ngưng tụ của nước.Thay các giá trò vào công thức (*) ta có:α1=1.13*2268.87(32.0*5.160.530)0.25 = 14783.24 Kcal/m2.h.độ. Thay α1 vào công thức (3) ta có:q1 = 14783.24* 0.32 =4730.64 Kcal/m2.h =5492.79W/m2+ q2 : nhiệt tải phía dung dòch sôi. Ta có công thức tính q2:q2=α2.∆t2 (4)Hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bò đến dung dòch α2 được tính bởi công thức:α2 = 1.6 .ϕ. p0.4.q2 0.7 kcal/m2.h.độ (**)Trong đó :∆T = q1.rΣ=5492.79*5.106.10-4=2.8 0Cϕ = 0.76 thừa số kể đến tính chất lý học của NaOH. p = 0.52 at áp suất hơi trên bề mặt thoáng của dung dòch sôiThay vào (**) ta có :α2= 1.6*0.76*(0.52)0.4.(4730.64) 0.7=349.77 Kcal/m2.h.độ= 406.12 W/m2.độThay vào (4)ta có :q2 = 406.12.(114.2 – 2.8 – 98.42) =5271.44 W/m2+ kiểm tra lại giả thiết ∆t1:Trang 10 [...]...ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB có q1 − q 2 54 92. 79 − 527 1.44 *100% = 100% = 4.03% ≤ 5% thoả mãn điều kiện sai số q2 54 92. 79 vậy nhiệt tải trung bình nồi I là: q + q 2 54 92. 79 + 527 1.44 qtb1= 1 = =53 82. 1 W/m2 2 2 a Hệ số truyền nhiệt mỗi nồi: - Nồi I : qtb1 6166.65 = K1= =5 12. 18 W/m2.độ ∆t iI 12. 04 - Nồi II : K2= qtb 2 53 82. 1 = =334.71 W/m2.độ ∆t iII 16.08 3 Hiệu số nhiệt độ hữu ích thực của mỗi nồi: - Công... 3.14 2 2 * 1.5 * (1 .21 2 2 − 1 .2 2 ) = 0.0341 m3 + Buồng đốt : V = H ( Dn − Dt ) = 4 4 → m4=7850*0.0341 =26 7.68 kg π π n 2 2 2 2 H (d n − d t ) = + Ống đốt : V = H ( Dthn − Dtht ) + 4 4 = 3.14 3.14 * 21 0 * 1.5 * (0.33 12 − 0. 325 2 ) + * 1.5 * (0.038 2 − 0.034 2 ) = 0.0759 m3 4 4 → m5= 7850*1.01*0.0759=601.77 kg + Vỉ ống :V =0 .25 *3.14*0.03*[1.3 52 – 21 0*0.03 82- 0.33 12] =0.033 m3 → m6 =2* 7850*1.01*0.033= 526 .69... Grashoft : d 3 γ 2 ∆t 2 β 0 034 3 * (1133.67 * 9.81) 2 * 52. 02 * 0.554 * 10 −3 = Gr = =13784810.1 µ 2 g 9.81 * (1.018 *10 −3 ) 2 Tra có ε = 1 0 .25 Pr 0.33 0.43 0.1 = Nu = 0.15.ε.Re Pr Gr PrW PrW= = 0.15*1*(378.63)0.33*(6. 72) 0.43*(13784810.1)0.1*(6. 72/ 5 .25 7)0 .25 =13 .28 λ Nu 0.5735 *13 .28 = = 22 4.07 W/m.độ 2= d 0.034 q2= 2. ∆t2 =22 4.07* 52. 09=11671.76 W/m2 Kiểm tra : q1 − q 2 11697.37 −... 24 Ứng suất tác dụng lên bulông : qb 14833.33 = = σ= π 2 0 .25 * 3.14 * 20 2 47 .22 N/mm2 .d b 4 Chọn vật liệu làm bulông là thép CT.3 có [σ]100=86 N/mm2 σ =47 .22 N/mm2< [σ]100=86 N/mm2 ( thoả mãn ) + tính bulông nối đáy và buồng đốt: Lực nén trục sinh ra do xiết bulông: Q1=0 .25 .= t2.p+ Dtb.b0.m.p (*) D Trang 22 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB Với : Dt= 120 0 mm p=0.343 N/mm2 thay vào (*) có: Q1=0 .25 *3.14*( 120 0 )2* 0.343+3.14* 121 5*8 *2* 0.343=0.409*106... trình năng lượng : 2 α v 2 p1 α 1 v1 p + + H = Z2+ 2 + 2 2 + h1 -2 Z1+ γ 2g γ 2g p1=1,033 at p2=0, 522 at ρ =1 327 ,4 kg/m3 µ =5,6.10-3 N.s/m2 Chiều cao từ mặt thoáng nồi xuống đất là : Z=4 m Đường kính ống nhập liệu vào nồi là : d = 80 mm Vận tốc dòng chảy trong ống: v= 4.G D 4.7500 = = 0,3 12 m/s 2 π d ρ 3600.3,14.0,08 2. 1 327 ,4 chuẩn số Reynolds : v.d ρ 0,3 12. 0,08.1 327 ,4 = 5, 92. 10 3 Re = µ = −3 5,6.10... 31 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB G n 1 1 = = 0.0011 m3/s ρ 997 Phương trình bernoulli cho hai mặt cắt 1 –1 ( mặt thoáng bể nước) và 2 2 ( mặt thoáng thiết bò baromet ) 2 α v 2 p α v p Z1+ 1 + 1 1 + H = Z2+ 2 + 2 2 + h1 -2 γ 2g γ 2g Q= Với : v1=v2=0 m/s p1=1,033 at p2= 0.5 at µ = 0.801*10-3 N.s/m2 Chiều cao từ mặt thoáng bể nước xuống đất là : Z1 =2 m Chiều cao từ mặt thoáng thiết bò baromet xuống đất là Z2= 12. .. v1 p + + H = Z2+ 2 + 2 2 + h1 -2 Z1+ γ 2g γ 2g Với : 4.Q 4 * 0.000 126 = = 0.091 m/s v1=v= 2 π d 3.14 * 0.0 42 2 v2=0 m/s p1= 0.588 at p2=1.033 at µ = 1. 82* 10-3 N.s/m2 Chiều cao từ ống tháo liệu xuống đất là : Z1=0.9 m Chiều cao từ mặt thoáng bể tháo liệu xuống đất là Z2= 2 m Chọn dhút=dđẩy=đường kính ống tháo liệu d = 42 mm v.d ρ 0.091 * 0.0 42 * 127 6 = Chuẩn số Reynolds : Re = =26 81 µ 1. 82 * 10 −3 Hệ số... số ma sát : 42 = 6* 0 .2 9/8 8/7 = 27 05 42 = 22 0 * 0 .2 9/8 = 90140 0 .25 0 .25 ε 100 0 .2 100 + λ = 0.1 1.46 + = 0.11.46 = 0.0 027 d Re 42 4919 tổng hệ số tổn thất cục bộ : Σξ=ξvào +2. ξkhuỷu 90 +2 ξvan+ξra = 0.5 +2* 1.19 +2* 0.5+1 =4.38 Trang 33 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB Chiều dài ống từ bể chứa đến bồn cao vò là : l= 15 m tổng tổn thất : 2 v2 l 15 0 .20 2 λ + ∑ξ ... (2- 0.9)+ 8 Bề dày lớp cách nhiệt : 2. 8.d 2 λ1.35 t t 2 1 .2 Bề dày lớp cách nhiệt buồng đốt nồi I : δ= 1.3 1.5 q1 Đường kính ngoài buồng đốt : d2= 121 2 mm Chọn lớp cách nhiệt amiăng cactong, hệ số cấp nhiệt λ=0.144 W/m.độ Nhiệt độ ngoài thành buồng đốt , tt2= 0C Diện tích buồng đốt: S= π.d2.H =3.14*1 .21 2 *1.5 =5.7 m2 Nhiệt tổn thất: q1=104.5*0.98*5.7=584.9 W/m 1 .2 1 3 2. 8.d 2 λ1 35 t t 2 2.8 * 1 .21 21 .2. 0.1441.35... ∆tiI+∆tiII = 12. 04+16.08 =28 . 12 0C Qi 188410 178890 + = 367.86 + 534.46 = 9 02. 32 Σ = K i 5 12. 18 334.71 - Tính cho nồi I: ∆t 'iI = QI ∑ ∆t i 28 . 12 = 367.86 * = 11.46 Qi KI 9 02. 32 ∑K i 0 QII ∑ ∆t i 28 . 12 = 534.46 * = 16.66 Qi K II 9 02. 32 ∑K i 0 C - Tính cho nồi II: ∆t 'iII = 4 Kiểm tra lại hiệu số nhiệt độ hữu ích : - Nồi I : ∆t iI − ∆t 'iI 12. 04 − 11.46 *100% = 100% = 4.8% < 5% ∆t iI 12. 04 - Nồi II : Trang . Cng2. 2) =0.05.W1.r( 2) .Vậy lượng hơi thứ bốc lên ở nồi I là :=−+−−+=1 121 1 122 21.)(.95.0...).(.tCirtCGtCWGiWWDDθ ==−+−+86. 125 *2. 3 323 264374 021 56000*95.086. 125 *2. 3 323 *1159 42. 98 *2. 3 323 *5.57 926 43740*5.57 928 9.9. %5%03.4%10079.54 924 4. 527 179.54 92% 100 *22 1≤=−=−qqqthoả mãn điều kiện sai số.vậy nhiệt tải trung bình nồi I là:qtb1 =22 1qq + =24 4. 527 179.54 92 +=53 82. 1 W/m2.a. Hệ số