Yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bịtrong sản xuất hố chất - Thực phẩm

Chiều dài ống 70mm: Chọn tổng chiều dài ống dẫn lỏng vào tháp là 10m. Chiều dài ống 150mm: Chọn tổng chiều dài ống hơi ở đỉnh tháp và ống hơi ở đáy tháp là L4= 10m. Chiều dài ống 50mm: Chọn tổng chiều dài ống chảy tràn và ống xả đáy từbồn cao vị, ống nhập liệu và ống hồn lưu là 40m. Bơm ly tâm: chọn 2 bơm ly tâm  Nb= 2. 27,3 = 54,6 W

pdf53 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 22/11/2013 | Lượt xem: 2200 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bịtrong sản xuất hố chất - Thực phẩm, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ho thiết bị, ta chọn: Gc = 1000 N Tra bảng XIII.35, trang 437, [2]  chọn chân đỡ có các thông số sau: L B B1 B2 H h s l d 70 60 60 90 150 105 4 30 14 Khối lượng một chân đỡ: mchân đỡ = 3,32 kg VIII. Tai treo tháp : Chọn tai treo: tai treo được gắn trên thân tháp để giữ cho tháp khỏi bị dao động trong điều kiện ngoại cảnh. Chọn vật liệu làm tai treo là thép CT3. Ta chọn bốn tai treo, tải trọng cho phép trên một tai treo: Gt = Gc = 1000 (N). Tra bảng XIII.36, trang 438, [2]  chọn tai treo có các thông số sau: L B B1 H S l a d 80 55 70 125 4 30 10 14 Khối lượng một tai treo: mtai treo = 0,53 kg IX. Cửa nối ống dẫn với thiết bị- bích nối các bộ phận của thiết bị và ống dẫn: Ống dẫn thường được nối với thiết bị bằng mối ghép tháo được hoặc không tháo được. Trong thiết bị này, ta sử dụng mối ghép tháo được. Đối với mối ghép tháo được, người ta làm đoạn ống nối, đó là đoạn ống ngắn có mặt bích hay ren để nối với ống dẫn: Loại có mặt bích thường dùng với ống có đường kính d > 10mm. Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 26 Loại ren chủ yếu dùng với ống có đường kính d  10mm, đôi khi có thể dùng với d  32mm. Ống dẫn được làm bằng thép X18H10T. Bích được làm bằng thép CT3 , cấu tạo của bích là bích liền không cổ. 1. Ống nhập liệu: Khối lượng riêng của hỗn hợp: F = 933,0 kg/m3 Chọn loại ống nối cắm sâu vào thiết bị. Chọn vận tốc chất lỏng trong ống nối là vF = 1 m/s Đường kính trong của ống nối: Dy = 0188,0 10,9333600 0,933.4 3600 .4 =×××= ππρ FF F v G m  Chọn ống có Dy = 20 mm Tra bảng XIII.26, trang 409, [2]  Các thông số của bích ứng với P = 0,055 N/mm2 là: Dy Dn D D Dl h Bu lông db Z (mm) (cái) 20 25 90 65 50 12 M10 4 2. Ống hơi ở đỉnh tháp: - Nồng độ trung bình của pha hơi ở đỉnh tháp yP = xP = 0,9144  Nhiệt độ trung bình của pha hơi ở đỉnh tháp: THP = 67,8 oC - Khối lượng mol trung bình của pha hơi trong phần luyện: MHL = yL. MR + (1 – yL). MN = 0,9144.32 + (1 – 0,9144). 18 = 30,80 kg/kmol - Khối lượng riêng trung bình của pha hơi trong phần luyện: 3/101,1 )2738,67( 273 4,22 80,30.1 mkg RT PM HL HL HL = +⋅ ==ρ Chọn vận tốc hơi ra khỏi đỉnh tháp là vHD = 50 m/s Đường kính trong của ống nối: Dy = 023,050.14,3.101,1.3600 57,83.4 3600 .4 == HDHD HD v G πρ m  Chọn ống có Dy = 25 mm Tra bảng XIII.32, trang 434, [2]  Chiều dài đoạn ống nối l = 90 mm Tra bảng XIII.26, trang 409, [2]  Các thông số của bích ứng với P = 0,055 N/mm2 là: Dy Dn D D Dl h Bu lông db Z (mm) (cái) 25 32 100 75 60 12 M10 4 3. Ống hồn lưu: - Nồng độ trung bình của pha lỏng ở đỉnh tháp xP = 0,9144 Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 27  Nhiệt độ trung bình của pha hơi ở đỉnh tháp: THP = 65,8 oC - Tra bảng 1.249, trang 311, [1] Khối lượng riêng của nước ở 65,8oC: ρ N = 981,2 kg/m3 - Tra bảng 1.2, trang 9, [1] Khối lượng riêng của metanol ở 65,8oC: ρ R = 752,8 kg/m3 - Áp dụng trong công thức (1.2), trang 5, [1] 310.30,1 2,981 95,01 8,752 95,011 −=−−=−+= N C R C LC xx ρρρ ρ LC = 768,1 kg/m3 Chọn loại ống nối cắm sâu vào thiết bị. Chọn vận tốc chất lỏng trong ống nối là vLD = 0,5 m/s Đường kính trong của ống nối: Dy = 017,05,01,7683600 71,3.57,83.4 3600 .4 =×××= ππρ LPLP LP v G m  Chọn ống có Dy = 20 mm Tra bảng XIII.26, trang 409, [2]  Các thông số của bích ứng với P = 0,055 N/mm2 là: Dy Dn D D Dl h Bu lông db Z (mm) (cái) 20 25 90 65 50 12 M10 4 4. Ống hơi ở đáy tháp: - Nồng độ trung bình của pha hơi ở đáy tháp yW = xW = 0,0085  Nhiệt độ trung bình của pha hơi ở đáy tháp: THP = 99,6 oC - Khối lượng mol trung bình của pha hơi trong phần luyện: MHW = yW. MR + (1 – yW). MN = 0,0085.32 + (1 – 0,0085).18 = 18,12 kg/kmol - Khối lượng riêng trung bình của pha hơi trong phần luyện: 3/593,0 )2736,99( 273 4,22 12,18.1 mkg RT PM HW HW HW = +⋅ ==ρ Chọn vận tốc hơi vào đáy tháp là vHW = 120 m/s Đường kính trong của ống nối: Dy = 064,0120..593,0.3600 1,827.4 3600 .4 == ππρ HWHW HW v G m  Chọn ống có Dy = 70 mm Tra bảng XIII.32, trang 434, [2]  Chiều dài đoạn ống nối l = 110 mm Tra bảng XIII.26, trang 409, [2]  Các thông số của bích ứng với P = 0,055 (N/mm2) là: Dy Dn D D Dl h Bu lông db Z (mm) (cái) 70 76 160 130 110 14 M12 4 5. Ống dẫn lỏng ra khỏi đáy tháp: - Nồng độ trung bình của pha lỏng ở đáy tháp Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 28 xW = 0,0085  Nhiệt độ của pha lỏng ở đáy tháp: TLW = 98,5 oC - Tra bảng 1.249, trang 311, [1] Khối lượng riêng của nước ở 98,50C: ρ N = 959,2 kg/m3 - Tra bảng 1.2, trang 9, [1] Khối lượng riêng của metanol ở 98,5oC: ρ R = 716,8 kg/m3 - Áp dụng trong công thức (1.2), trang 5, [1] 310.05,1 2,959 015,01 8,716 015,011 −=−−=−+= N W R W LW xx ρρρ ρ LW = 954,4 kg/m3 Chọn vận tốc chất lỏng trong ống nối là vLW = 0,5 m/s Đường kính trong của ống nối: Dy = 025,05,0..4,954.3600 1,827.4 3600 .4 == ππρ LWLW LW v G m  Chọn ống có Dy = 25 mm Tra bảng XIII.32, trang 434, [2]  Chiều dài đoạn ống nối l = 90 mm Tra bảng XIII.26, trang 409, [6]  Các thông số của bích ứng với P = 0,055 N/mm2 là: Dy Dn D D Dl h Bu lông db Z (mm) (cái) 25 32 100 75 60 12 M10 4 Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 29 CHƯƠNG 5: Tính thiết bị phụ I. THIẾT BỊ ĐUN SÔI ĐÁY THÁP : Chọn thiết bị đun sôi đáy tháp là nồi đun Kettle. Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 38 x 3: Đường kính ngồi: dn = 38 mm = 0,038 m Bề dày ống: δt = 3 mm = 0,003 m Đường kính trong: dt = 0,032 m Hơi đốt là hơi nước ở 2,0 at đi trong ống 38 x 3. Tra bảng 1.251, trang 314, [1]: Nhiệt hóa hơi: OH2r = rn = 2208 kJ/kg Nhiệt độ sôi: OH2t = tn = 119,6 oC Dòng sản phẩm tại đáy có nhiệt độ: Trước khi vào nồi đun (lỏng): tS1 = 98,5 oC Sau khi được đun sôi (hơi): tS2 = 99,6 oC 1. Suất lượng hơi nước cần dùng: Cân bằng nhiệt cho tồn tháp: Qđ + GFhFS = (R+1) GDrD + GDhDS + GWhWS + Qm Giả sử Qm = 0,05Qđ ⇒ 0,95Qđ = (R+1) GDrD + GD(hDS – hFS) + GW(hWS – hFS) hFS = cF.tFS = [ AFNF c)x1(cx −+ ]tFS hWS = cW.tWS = [ AWNW c)x1(cx −+ ]tWS hPS = cP.tPS = [ APNP cxcx )1( −+ ]tPS rD = ADND r)x1(rx −+ Với xF = 0,0588 ⇒ tFS = 91,5oC xW = 0,0085 ⇒ tWS = 98,5oC xP = 0,9144 ⇒ tPS = 65,8oC 1.1. Nhiệt dung riêng: Tra bảng 1.249, trang 310, [1] ⇒ Nhiệt dung riêng của nước ở 91,5oC = 4,210 kJ/kg.K ⇒ Nhiệt dung riêng của nước ở 98,5oC = 4,218 kJ/kg.K ⇒ Nhiệt dung riêng của nước ở 65,8oC = 4,184 kJ/kg.K Tra bảng 1.154, trang 172, [1] ⇒ Nhiệt dung riêng của methanol ở 91,5oC = 2,920 kJ/kg.K ⇒ Nhiệt dung riêng của methanol ở 98,5oC = 2,958 kJ/kg.K ⇒ Nhiệt dung riêng của methanol ở 65,8oC = 2,788 kJ/kg.K 1.2. Enthalpy: hFS = (0,1. 2,920 + (1 - 0,1). 4,210). 91,5 = 373,41 kJ/kg hWS = (0,0085. 2,958 + (1 - 0,0085). 4,218). 98,5 = 414,42 kJ/kg Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 30 hPS = (0,9144. 2,788+ (1 - 0,9144). 4,184). 65,8 = 191,31 kJ/kg 1.3. Nhiệt hóa hơi: Tra bảng 1.250, trang 312, [1] ⇒ Nhiệt hóa hơi của nước ở 65,8oC = rN = 2344,8kJ/kg Dùng tốn đồ 1.65, trang 255, [1] ⇒ Nhiệt hóa hơi của methanol ở 65,8oC = rR = 330,5 Kcal/kg = 1383,74 kJ/kg Nên: rP = APNP rxrx )1( −+ = 0,95. 2344,8 + (1 - 0,95). 1383,74 = 2296,75 kJ/kg 1.4. Tính lượng hơi nước cần dùng: Nhiệt lượng cần cung cấp: Qđ = 95,0 )()()1( FSWSWFSPSPPP hhGhhGrGR −+−++ = 95,0 )41,37342,414.(1,827)41,37331,191.(57,8375,2296.57,83).171,3( −+−++ = 971300.88 kJ/h Nếu dùng hơi nước bão hòa (không chứa ẩm) để cấp nhiệt thì: Qđ = OH2G . OH2r Tra bảng 1.251, trang 314, [1] ⇒ Nhiệt hóa hơi của nước ở 2,0 at = OH2r = 2208 kJ/kg Vậy: 2208 88,971300 2 2 == OH ñ OH r QG = 440,0 kg/h 2. Hiệu số nhiệt độ trung bình: Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên: 6,996,119 5,986,119ln )6,996,119()5,986,119( log − − −−−=Δt = 20,545 K 3. Hệ số truyền nhiệt: Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức như đối với tường phẳng: S t n 1r1 1K α+Σ+α = ,W/m2.K) Với: ƒ αn : hệ số cấp nhiệt của hơi đốt,W/m2.K. ƒ αS : hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy, W/m2.K. ƒ ∑rt : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu. 3.1. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu: t 2w1w t r ttq Σ −= , W/m2 Trong đó: tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với hơi đốt (trong ống), oC tw2 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với sản phẩm đáy (ngồi ống), oC Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 31 21 t t t rrr ++λ δ=Σ Bề dày thành ống: δt = 0,003 m Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: λt = 16,3 W/mK (Bảng XII.7, trang 313, [6]) Nhiệt trở lớp bẩn trong ống: r1 = 1/5800 m2.K/W (Bảng 31, trang 419, [4]) Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 m2.K/W Nên: ∑rt = 5,289.10-4 m2.K/W 3.2. Xác định hệ số cấp nhiệt của dòng sản phẩm đáy ngồi ống: Áp dụng công thức (V.89), trang 26, [2]: αS = 7,77 . 10-2. 0,37 s 0.11745,0 0,775,00,3330,033 h h T.c. q...r. μ λ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ σ ρ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ρ−ρ ρ Nhiệt độ sôi trung bình của dòng sản phẩm ở ngồi ống: 2 6,995,98 2 21 +=+= SSS ttt = 99,05 oC ⇒ TS = 99,05 + 273 = 372,05 K Tại nhiệt độ sôi trung bình thì: - Khối lượng riêng của pha hơi trong dòng sản phẩm ở ngồi ống: 05,372. 273 4,22 12,18.1== S HW h RT PMρ = 0,594 kg/m3 - Khối lượng riêng của nước: ρN = 959,2kg/m3 (Bảng 1.249, trang 310, [1]) - Khối lượng riêng của methanol: ρR = 715,0 kg/m3 (Bảng 1.2, trang 9, [1]) Nên: =−+=−+= 2,959 015,01 0,715 015,011 A W R W xx ρρρ 1,05.10 -3 ⇒ ρ = 954,3 kg/m3 - Độ nhớt của nước: μN = 2,85.10-4 N.s/m2 (Tra bảng 1.104, trang 96, [1]) - Độ nhớt của methanol: μA = 2,45.10-4 N.s/m2 (Dùng tốn đồ 1.18, trang 90, [1]) Sử dụng công thức (I.12), trang 84, [1] suy ra độ nhớt của hỗn hợp lỏng: lghh = x1lg1 + x2lg2 Nên: lghh = 0,0085.lg(2,45.10-4) + (1 – 0,0085).lg(2,85.10-4) ⇒ hh = 2,846.10-4 N.s/m2 - Hệ số dẫn nhiệt của nước: λN = 0,680 W/mK (Bảng 1.249, trang 310, [5]) - Hệ số dẫn nhiệt của methanol: λR = 0,188 W/mK (Bảng 1.130, trang 134, [5]) Áp dụng công thức (1.33), trang 123, [5]): λ = )).(1.(.72,0)1.(. RNWWWNWR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,667 W/mK Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 32 - Nhiệt dung riêng của nước: cN = 4219,2 J/kgK (Bảng 1.249, trang 310, [1]) - Nhiệt dung riêng của methanol: cR = 2906,0 J/kgK (Bảng 1.154, trang 172, [1]) Nên: c = cR Wx + cN. (1 - Wx ) = 4199,3 J/kgK - Sức căng bề mặt của nước: σN = 0,59022 N/m (Bảng 1.249, trang 310, [1]) - Sức căng bề mặt của methanol: σA = 0,01578 N/m (Bảng 1.242, trang 300, [1]) Nên: AN AN σ+σ σσ=σ = 0,0158 N/m - Nhiệt hóa hơi của nước: rN = 2262,2 kJ/kg (Bảng 1.250, trang 312, [5]) - Nhiệt hóa hơi của methanol: rR = 1032,3 kJ/kg (Tốn đồ 1.65, trang 255, [5]) Nên: r = rR Wx + rN.(1 - Wx ) = 2243,8 kJ/kg 3.3. Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi đốt trong ống: Áp dụng công thức (3.65), trang 120, [4]: 4 trW1nn 3 n 2 nn n ).dt-.(t .g..r725,0 μ λρ=α Dùng phép lặp: chọn tW1 = 119,4 oC Nhiệt độ trung bình của màng nước ngưng tụ: tm = =+ 2 t t W1n 119,5 oC Tại nhiệt độ này thì: - Khối lượng riêng của nước: ρn = 943,4 kg/m3 - Độ nhớt của nước: μn = 2,33.10-4 N.s/m2 - Hệ số dẫn nhiệt của nước: λn = 0,685 W/mK Nên: αn = 31342 W/m2K ⇒ qn = αn (tn – tW1) = 6268,4 W/m2 ⇒ qt = qn = 6268,4 W/m2 (xem nhiệt tải mất mát là không đáng kể) ⇒ tw2 = tw1 - qtΣrt = 116,08 oC ⇒ αS = 362,84 W/m2K (với q = qt) ⇒ qS = αS (tW2 – tS) = 6126,5 W/m2 Kiểm tra sai số: ε = n Sn q qq − 100% = 2,26% < 5% (thỏa) Kết luận: tw1 = 119,4oC và tw2 = 116,08oC 3.4. Xác định hệ số truyền nhiệt: 84,326 110.289,5 31342 1 1 4 ++ = − K = 301,5 W/m2K Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 33 4. Bề mặt truyền nhiệt: Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt: F = 545,02.5,013.3600 1000.713009 . log =ΔtK Qñ = 43,56 m2 5. Cấu tạo thiết bị: Chọn số ống truyền nhiệt: n = 217 ống. Ống được bố trí theo hình lục giác đều. - Chiều dài ống truyền nhiệt: L = 2 tn ddn F +π = 1,83 m ⇒ chọn L = 2 m Tra bảng V.II, trang 48, [2] ⇒ Số ống trên đường chéo: b = 17 ống - Bước ống: t = 1, 2dn = 0,046 m - Đường kính trong của thiết bị (Áp dụng công thức (V.140), trang 49, [2]) D = t.(b-1) +4dn= 0,934 m II. THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ – ống loại TH, đặt nằm ngang. Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 38 x 3: - Đường kính ngồi: dn = 38 mm = 0,038 m - Bề dày ống: δt = 3 mm = 0,003 m - Đường kính trong: dtr = 0,032 m Chọn: - Nước làm lạnh đi trong ống với nhiệt độ vào tV = 28 oC và nhiệt độ ra tR = 40 oC. - Dòng hơi tại đỉnh đi ngồi ống với nhiệt độ ngưng tụ tngưng = 65,8 oC 1. Suất lượng nước làm lạnh cần dùng : Cân bằng nhiệt: Qnt = (R + 1).GP.rP = GN.cN.(t2 – t1) rD: nhiệt lượng riêng của hơi ở đỉnh tháp: rD = x .rR + (1 - x ).rN rR, rN : nhiệt lượng riêng của cấu tử rượu và nước ở đỉnh, J/kg. x phần khối lượng của cấu tử rượu trong pha hơi ở đỉnh. Tra bảng 1.213, trang 256, [1] : rR = 675,2 kcal/kg = 2826,25 kJ/kg Tra bảng 1.250, trang 312, [1] : rN = 559,5 kcal/kg = 2341,96 kJ/kg Suy ra: rD = 0,95.2826,25 + (1 - 0,95).2341,96 = 2801,1 kJ/kg  Qnt = (1 + 3,71).83,57.2801,1 = 1102,55 kW Nên: Qnt = (R + 1).DcP = 1102,55 kW Lượng nước cần dùng: 4,79221 )2840.(5,4175 10.3600.55,1102 .( 3 )12 =−=−= ttc QG N nt N kg/h Nhiệt dung riêng của nước cN được đo ở nhiệt độ 342 4028 2 =+=+= RVf ttt oC 2. Hiệu số nhiệt độ trung bình : Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên: Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 34 408,65 288,65ln )408,65()288,65( log − − −−−=Δt = 31,42 K 3. Hệ số truyền nhiệt: Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức: ngöng t n 1r1 1K α+Σ+α = ,W/m2.K Với: αn : hệ số cấp nhiệt của dòng nước lạnh ,W/m2.K αngưng : hệ số cấp nhiệt của dòng hơi ngưng tụ ,W/m2.K ∑rt : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu. 3.1. Xác định hệ số cấp nhiệt của nước đi trong ống : Nhiệt độ trung bình của dòng nước trong ống: tf = 34oC Tại nhiệt độ này thì: - Khối lượng riêng của nước: ρn = 994,42 kg/m3 - Độ nhớt của nước: νn = 7,23.10-7 m2/s - Hệ số dẫn nhiệt của nước: λn = 0,626 W/mK - Chuẩn số Prandtl: Prn = 4,9 Chọn vận tốc nước đi trong ống: vn = 1 m/s ⇒ Số ống: 1.032,0. 4. 42,9943600 4,79221 .. 4. 3600 22 ππρ ×== ntrN n vd Gn = 27,53 Tra bảng V.II, trang 48, [2] ⇒ chọn n = 37 ống ⇒ Vận tốc thực tế của nước trong ống: 22 032,0..37.42,994.3600 4,79221.4 3600 4 ππρ == trn n n dn G v = 0,744 m/s Chuẩn số Reynolds : 7 . 10.23,7 032,0.744,0Re −== n trn n dv ν = 32929,5 > 10 4 ⇒ Chế độ chảy rối Áp dụng công thức (1.74), trang 28, [5] ⇒ công thức xác định chuẩn số Nusselt: 25,0 2 43,08,0 Pr Pr .PrRe..021,0 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= P n nnlnNu ε Trong đó: ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và đường kính d của ống. Tra bảng 1.1, trang 29, [5] ⇒ chọn ε1 = 1 Hệ số cấp nhiệt của nước đi trong ống trong: αn = tr nn d .Nu λ 3.2. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu : t 2w1w t r tt q Σ −= ,W/m2 Trong đó: Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 35 tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với hơi ngưng tụ, oC tw2 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước lạnh, oC 21 t t t rrr ++λ δ=Σ Bề dày thành ống: δt = 0,003 m Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: λt = 16,3 W/mK Nhiệt trở lớp bẩn trong ống: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 m2.K/W Nên: ∑rt = 5,565.10-4 m2.K/W 3.3. Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ ngồi ống : Điều kiện: - Ngưng tụ hơi bão hòa. - Không chứa không khí không ngưng. - Hơi ngưng tụ ở mặt ngồi ống. - Màng chất ngưng tụ chảy tầng. - Ống nằm ngang. Áp dụng công thức (3.65), trang 120, [4]⇒ Đối với ống đơn chiếc nằm ngang thì: 4 nW1ngöng 32 1 ).dt-.(t .g.r.725,0 μ λρ=α Tra bảng V.II, trang 48, [2] ⇒ với số ống n = 37 thì số ống trên đường chéo của hình 6 cạnh là: b = 7 Tra hình V.20, trang 30, [2] ⇒ hệ số phụ thuộc vào cách bố trí ống và số ống trong mỗi dãy thẳng đứng là εtb = 0,72 (vì xếp xen kẽ và số ống trong mỗi dãy thẳng đứng là 7) ⇒ Hệ số cấp nhiệt trung bình của chùm ống: αngưng = εtbα1 = 0,72α1 Dùng phép lặp: chọn tP1 = 59,0 oC Nhiệt độ trung bình của màng chất ngưng tụ: tm = ½ (tngưng + tW1) = 62,4 oC Tại nhiệt độ này thì: ƒ Khối lượng riêng của nước: ρN = 982,0 kg/m3 ƒ Khối lượng riêng của methanol: ρR = 753,5 kg/m3 Nên khối lượng riêng hỗn hợp là 310.31,1 0,982 95,01 5,753 95,011 −=−+=−+= N P R P xx ρρρ ⇒ ρ = 762,4 kg/m3 ƒ Độ nhớt của nước: μN = 4,496.10-4 N.s/m2 ƒ Độ nhớt của methanol: μR = 3,424.10-4 N.s/m2 Nên: lgμ = xPlgμR + (1 – xP)lgμN = 0,9144.lg(3,424.10-4) + (1 - 0,9144).lg(4,496.10-4) = -3,45 ⇒ μ = 3,50.10-4 N.s/m2 ƒ Hệ số dẫn nhiệt của nước: λN = 0,661 W/mK ƒ Hệ số dẫn nhiệt của methanol: λR = 0,205 W/mK Nên: λ = )).(1.(.72,0)1.(. RNPPPNPR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,212 W/mK Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 36 ƒ Nhiệt ngưng tụ của dòng hơi: r = rD = 2801100 J/kg Nên: α1 = 4295,4 W/m2K ⇒ αngưng = 3092,7,3 W/m2K ⇒ qngưng = αngưng (tngưng – tP1) = 21030,3 W/m2 ⇒ qt = qngưng = 21030,3 W/m2 (xem nhiệt tải mất mát là không đáng kể) ⇒ tP2 = tP1 - qtΣrt = 46,35 oC ⇒ PrP2 = 3,90 ⇒ Nun = 161,5 ⇒ αn = 1700,2 W/m2K ⇒ qn = αn (tP2 – tf) = 20998,7 W/m2 Kiểm tra sai số: ε = ngöng nngöng q qq − 100% = 0,15% < 5% (thỏa) Kết luận: tP1 = 59,0oC và tP2 = 46,3oC 3.4. Xác định hệ số truyền nhiệt: 2,1700 110.565,5 4,4295 1 1 4 ++ = − K = 726,0 W/m2K 4. Bề mặt truyền nhiệt: Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt: F = 42,31.0,726.3600 .1000 1102550 . log =ΔtK Qnt = 13,4 m2 5. Cấu tạo thiết bị: Số ống truyền nhiệt: n = 61 (ống). Ống được bố trí theo hình lục giác đều. Chiều dài ống truyền nhiệt: L = 2 ddn F trn +π = 3,3 m ⇒ chọn L = 4 m Số ống trên đường chéo: b = 7 ống ⇒ Bước ống: t = 48 mm = 0,048 m Áp dụng công thức (V.140), trang 49, [6]: ⇒ Đường kính trong của thiết bị: D = t(b-1) + 4dn = 0,44 m III. THIẾT BỊ LÀM NGUỘI SẢN PHẨM ĐỈNH : Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ – ống loại TH, đặt nằm ngang. Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 38 x 3: - Đường kính ngồi: dn = 38 mm = 0,038 m - Bề dày ống: δt = 3 mm = 0,003 m - Đường kính trong: dtr = 0,032 m Chọn - Nước làm lạnh đi trong ống trong với nhiệt độ vào tV = 28oC và nhiệt độ ra tR = 40oC. - Sản phẩm đáy đi trong ống ngồi với nhiệt độ vào tPS = 65,8oC và nhiệt độ ra tPR = 35oC. Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 37 1. Suất lượng nước làm lạnh cần dùng: Cân bằng nhiệt: Q = GP(hPS – hPR) = Gn (hR – hV) Nhiệt dung riêng của nước ở 35oC = 4,178 kJ/kg.K Nhiệt dung riêng của methanol ở 35oC = 2,645 kJ/kg.K Nên: hWR = (0,05. 4,178 + 0,95. 2,645). 35 = 95,26 kJ/kg Enthalpy của nước ở 28oC = hV = 117,3 kJ/kg Enthalpy của nước ở 40oC = hR = 167,6 kJ/kg Lượng nhiệt trao đổi: Q = GW(hWS – hWR) = 8040,4 kJ/h Suất lượng nước cần dùng: VR n hh QG −= = 159,9 kg/h 2. Hiệu số nhiệt độ trung bình: Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên: 2835 408,65 )2835()408,65( log − − −−−=Δ Ln t = 14,40 K 3. Hệ số truyền nhiệt: Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức: W t n 1r1 1K α+Σ+α = ,W/m2.K Với: ƒ αn : hệ số cấp nhiệt của dòng nước lạnh, W/m2.K. ƒ αW : hệ số cấp nhiệt của dòng sản phẩm đáy, W/m2.K ƒ ∑rt : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu. 3.1. Xác định hệ số cấp nhiệt của nước trong ống: Kích thước của ống trong: ƒ Đường kính ngồi: dn = 38 (mm) = 0,038 m ƒ Bề dày ống: δt = 3 (mm) = 0,003 m ƒ Đường kính trong: dtr = 0,032 m Nhiệt độ trung bình của dòng nước trong ống: tf = ½ (tV + tR) = 34 oC Tại nhiệt độ này thì: ƒ Khối lượng riêng của nước: ρn = 994,34 kg/m3 ƒ Độ nhớt của nước: νn = 7,39.10-7 m2/s ƒ Hệ số dẫn nhiệt của nước: λn = 0,624 W/mK ƒ Chuẩn số Prandtl: Prn = 5,004 Vận tốc nước đi trong ống: 22 032,0..994.3600 9,159.4 3600 4 ππρ == trn n n d G v = 0,056 m/s Chuẩn số Reynolds : 7 . 10.39,7 032,0.056,0Re −== n trn n dv ν = 2424,9 < 10 4 : chế độ chảy quá độ Áp dụng công thức V.44,trang 16, [2] ⇒ công thức xác định chuẩn số Nusselt: Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 38 25,0 2 43,0 1 )Pr Pr .(Pr.. w n non kNu ε= Trong đó: ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và đường kính d của ống. Tra bảng V.2, trang 15, [2] . Chọn 1 = 1 ko – hệ số phụ thuộc Re, tra bảng trang 16, [2]. Chọn ko = 1 Hệ số cấp nhiệt của nước trong ống: αn = tr nn d .Nu λ 3.2. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu: t 2w1w t r ttq Σ −= , W/m2 Trong đó: ƒ tP1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với sản phẩm đáy (trong ống trong), oC ƒ tP2 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước lạnh (ngồi ống trong), oC 21 t t t rrr ++λ δ=Σ ƒ Bề dày thành ống: δt = 0,003 m ƒ Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: λt = 16,3 W/mK ƒ Nhiệt trở lớp bẩn trong ống: r1 = 1/5000 m2.K/W ƒ Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 m2.K/W Nên ∑rt = 5,565.10-4 m2.K/W 3.3. Xác định hệ số cấp nhiệt của dòng sản phẩm đáy ngồi ống: Kích thước của ống ngồi: ƒ Đường kính ngồi: Dn = 57 mm = 0,057 m ƒ Bề dày ống: δt = 3 mm = 0,003 m ƒ Đường kính trong: Dtr = 0,051 m Nhiệt độ trung bình của dòng sản phẩm đáy ngồi ống: tP = ½ (tPS + tPR) = 50,4 oC Tại nhiệt độ này thì: ƒ Khối lượng riêng của nước: ρN = 987,9 kg/m3 ƒ Khối lượng riêng của methanol: ρR = 764,6 kg/m3 Nên: 9,987 95,01 6,764 95,011 −+=−+= N P R P xx ρρρ ⇒ ρ = 773,4 kg/m 3 ƒ Độ nhớt của nước: μN = 5,46.10-4 N.s/m2 ƒ Độ nhớt của methanol: μR = 3,19.10-4 N.s/m2 Nên: lgμ = xPlgμR + (1 – xP)lgμN = 0,9144.lg(3,19.10-4) + (1 - 0,9144)lg(5,46.10-4) ⇒ μ = 3,343.10-4 (N.s/m2) ƒ Hệ số dẫn nhiệt của nước: λN = 0,647 W/mK ƒ Hệ số dẫn nhiệt của methanol: λR = 0,207 W/mK Nên: λ = )).(1.(.72,0)1.(. RNPPPNPR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,214 (W/mK) ƒ Nhiệt dung riêng của nước: cN = 4178,2 J/kgK ƒ Nhiệt dung riêng của methanol: cA = 2716,8 J/kgK Nên: c = cN Px + cA. (1 - Px ) = 2789,8 J/kgK Áp dụng công thức (V.35), trang 12, [6]: Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 39 λ μ= cPr = 4,365 Vận tốc của dòng sản phẩm đáy ngồi ống: )038,0051,0.(.4,773.3600 57,83.4 )(3600 4 2222 −=−= πρπ ntr P dD Gv = 0,0346 m/s Đường kính tương đương: dtđ = Dtr – dn = 0,051 – 0,038 = 0,013 m Chuẩn số Reynolds : 410.343,3 4,773.013,0.0346,0Re −== μ ρtñvd = 986,8 < 2300 : chế độ chảy màng Áp dụng công thức (V.45), trang 17, [2] ⇒ công thức xác định chuẩn số Nusselt: 25,0 1 43,01,033,0 Pr Pr.Pr..Re..015,0 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= P lP GrNu ε Trong đó: ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và đường kính d của ống. Tra bảng V.2, trang 15, [2] ⇒ chọn ε1 = 1 Chuẩn số Grashof 2 32 . μ ρβ tlgGr Δ= l = dtd =0,013 m  = hệ số dãn nở thể tích Hệ số dẫn nhiệt của nước: N = 4,514.10-4 1/K Hệ số dẫn nhiệt của methanol: R = 1,322.10-4 1/K t = chênh lệch nhiệt độ giứa thành ống vad dòng sản phẩm đáy t = tP1 - tP , oC Hệ số cấp nhiệt của dòng sản phẩm đáy ngồi ống: αP = tñ P d Nu λ. Dùng phép lặp: chọn tW1 = 43,3 oC Tại nhiệt độ này thì: ƒ Độ nhớt của nước: μN = 6,167.10-4 N.s/m2 ƒ Độ nhớt của rượu: μR = 4,322.10-4 N.s/m2 Nên: lgμP1 = xPlgμR + (1 – xP)lgμN = 0,9144.lg(4,322.10-4) + (1 - 0,9144).lg(6,167.10-4) ⇒ μW1 = 4,50.10-4 N.s/m2 ƒ Hệ số dẫn nhiệt của nước: λN = 0,639 W/mK ƒ Hệ số dẫn nhiệt của rượu: λR = 0,208 W/mK Nên: ))(1.(72,0)1(.1 RNPPDNDRP xxxx λλλλλ −−−−+= = 0,214 W/mK ƒ Nhiệt dung riêng của nước: cN = 4178,0 J/kgK ƒ Nhiệt dung riêng của rượu: cR = 2865,0 J/kgK Nên: cP1 = cR Px + cN. (1 - Px ) = 2759,5 J/kgK Áp dụng công thức (V.35), trang 12, [2]: 1 11 1Pr P PP P c λ μ= = 5,73 ⇒ Gr = 1020040,5 Nên NuP = 10,45 Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 40 ⇒ P = 171,8 W/m2K ⇒ qP =P (tP – tP1) = 1217,98 W/m2 ⇒ qt = qP = 1217,98 W/m2 (xem nhiệt tải mất mát là không đáng kể) ⇒ tP2 = tP1 - qtΣrt = 42,622 oC ⇒ PrP2 = 5,796 ⇒ Nun = 7,32 ⇒ n = 142,78 W/m2K ⇒ qn = n (tP2 – tf) = 1231,2 W/m2 Kiểm tra sai số: ε = W nW q qq − 100% = 1,085% < 5% (thỏa) Kết luận: tw1 = 43,3oC và tP2 = 42,6oC 3.4. Xác định hệ số truyền nhiệt: 78,142 110.565,5 8,171 1 1 4 ++ = − K = 74,73 W/m2K 4. Bề mặt truyền nhiệt: Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt: F = 074,73.14,4.3600 1000.4,8040 . log =ΔtK Q = 2,075 m2 5. Cấu tạo thiết bị: Chọn số ống truyền nhiệt: n = 19 ống. Ống được bố trí theo hình lục giác đều. - Chiều dài ống truyền nhiệt: L = 2 tn ddn F +π = 0,966 m ⇒ chọn L = 1 m Tra bảng V.II, trang 48, [2] ⇒ Số ống trên đường chéo: b = 5 ống - Bước ống: t = 1,2dn = 0,046 m - Đường kính trong của thiết bị (Áp dụng công thức (V.140), trang 49, [2]) D = t.(b-1) +4dn= 0,336 m IV. Thiết bị trao đổi nhiệt giữa sản phẩm đáy và nhập liệu: Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ – ống, đặt ngang Ống truyền nhiệt được làm bằng thép hợp kim X18H10T, kích thước ống 38 x 3: Đường kính ngồi: dn = 38 mm = 0,038 m Bề dày ống: t = 3 mm = 0,003 m Đường kính trong: dtr = 0,032 m Nhiệt trở lớp bẩn trong ống: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 m2.K/W Chọn: Nhập liệu đi ngồi ống với nhiệt độ vào tFV = 28oC và ra ở nhiệt độ Sản phẩm đáy đi trong ống với nhiệt độ tv = 98,5 oC, tr = 65oC. 1. Nhiệt độ ra của dòng nhập liệu : Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 41 Cân bằng nhiệt: Q = GF.cF.(tFr – tFv) = GW.cW.(tWv – tWr) Ở nhiệt độ trung bình t = 81,75oC, thì: Nhiệt dung riêng của nước: cN = 41,95 J/kgK Nhiệt dung riêng của rượu: cR = 28,32 J/kgK Nên: cW = cR Wx + cN.(1 - Wx ) = 41,75 J/kgK  Q = 827,1.41,75.(98,5 – 65) = 115,7 kW Ở 28oC, thì: Nhiệt dung riêng của nước: cN = 4181,48 J/kgK Nhiệt dung riêng của rượu: cR = 2610 J/kgK Nên: cF = 3596,89 J/kgK  tFr = =+ Fv FF t cG Q . 60,0 oC 2. Hiệu số nhiệt độ trung bình : Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên: 75,37 0,280,65 0,605,98ln )0,280,65()0,605,98( log = − − −−−=Δt K 3. Hệ số truyền nhiệt: Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức: ngöng t n 1r1 1K α+Σ+α = ,W/m2.K) Với: n : hệ số cấp nhiệt của dòng nước lạnh, W/m2.K ngưng : hệ số cấp nhiệt của dòng hơi ngưng tu,ï W/m2.K rt : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu. 3.1. Xác định hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy đi trong ống : Nhiệt độ trung bình của dòng nước trong ống: tf = ½ (tV + tR) = 81,75 oC Tại nhiệt độ này thì: Khối lượng riêng của nước: n = 970,2 kg/m3 Khối lượng riêng của rượu: R = 731,3 kg/m3 Nên: 2,970 0085,01 3,731 0085,011 −+=−+= N W R W xx ρρρ   = 967,5 kg/m3 Độ nhớt của nước: N = 3,348.10-4 N.s/m2 Độ nhớt của rượu: R = 2,552.10-4 N.s/m2 Nên: lg = xWlgR + (1 – xW)lgN = 0,015.lg(2,552.10-4) + (1 - 0,015).lg(3,348.10-4)   = 3,33.10-4 N.s/m2 Hệ số dẫn nhiệt của nước: N = 0,679 W/mK Hệ số dẫn nhiệt của rượu: R = 0,200 W/mK Nên: )).(1.(.72,0)1.(. RNWWWNWR xxxx λλλλλ −−−−+= = 0,675 (W/mK) (công thức 1.37, trang 124,[1]) Nhiệt dung riêng của nước: cN = 41,95 J/kgK Nhiệt dung riêng của rượu: cR = 28,32 J/kgK Nên: cW = cR Wx + cN.(1 - Wx ) = 41,75 J/kgK Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 42 Áp dụng công thức (V.35), trang 12, [2]: λ μc=Pr = 2,03 Vận tốc thực tế của sản phẩm đáy trong ống: 016,0 032,0..19.18,964.3600 1,827.4 .3600 4 22 === ππρ trW W w dn G v m/s Chuẩn số Reynolds : 0,1470 10.27,3 18,964.032,0.016,0.Re 4 . === − W WtrW w dv μ ρ < 2300 : chế độ chảy tầng Áp dụng công thức (1.80), trang 31, [5]  công thức xác định chuẩn số Nusselt: 25,0 2 1,043,033,0 Pr Pr ..PrRe..15,0 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= w n nnlw GrNu ε Trong đó: 1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và đường kính d của ống. Tra bảng 1.2, trang 31, [5]  chọn 1 = 1 Chọn Δ t2 = 8,25oC  tw2 = 81,75 + 8,25 = 90oC Tại nhiệt độ này: Độ nhớt của nước: N = 3,276.10-4 N.s/m2 Độ nhớt của rượu: R = 2,3.10-4 N.s/m2 Nên: lg = xWlgR + (1 – xW)lgN = 0,015.lg(2,3.10-4) + (1 - 0,015).lg(3,276.10-4)   = 3,27.10-4 N.s/m2 Hệ số dẫn nhiệt của nước: N = 0,679 W/mK Hệ số dẫn nhiệt của rượu: R = 0,2008 W/mK Nên: )).(1.(.72,0)1.(. RNWWWNWR xxxx λλλλλ −−−−+= = 0,675 (W/mK) (công thức 1.37, trang 124,[1]) Nhiệt dung riêng của nước: cN = 42,05 J/kgK Nhiệt dung riêng của rượu: cR = 28,99 J/kgK Nên: c = cR. xW + cN.(1 - xW) = 41,93 J/kgK Áp dụng công thức (V.35), trang 12, [2]: λ μc W =2Pr = 2,55 6 23 323 13 2 23 10.59,61 )10.327,0( 25,8.10.755,2.18,964.032,0.81,9 )(10.755,2 27390 11 .... ==⇒ =+== Δ= − − −− Gr K T tdgGr o β μ βρ  NuW = 12,19 Hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy đi trong ống trong: W = 20,257 032,0 675,0.19,12. == tr WW d Nu λ W/m2độ  qW = W. Δ t2 = 257,2.8,25 = 2121,6 W/m2 Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 43 3.3. Xác định hệ số cấp nhiệt của dòng nhập liệu ngồi ống : Nhiệt độ trung bình của dòng nhập liệu: tf = ½ (tV + tR) = 44,0 oC Tại nhiệt độ này thì: Khối lượng riêng của nước: N = 990,2 kg/m3 Khối lượng riêng của rượu: R = 768,8 kg/m3 Nên: 310.02,1 2,990 1,01 8,768 1,011 −=−+=−+= N F R F xx ρρρ   = 962,5 kg/m 3 Độ nhớt của nước: N = 5,68.10-4 N.s/m2 Độ nhớt của rượu: R = 4,05.10-4 N.s/m2 Nên: lg = xFlgR + (1 – xF)lgN   = 5,22.10-4 (N.s/m2) Hệ số dẫn nhiệt của nước: N = 0,650 W/mK Hệ số dẫn nhiệt của rượu: R = 0,212 W/mK Nên:  = )).(1.(.72,0)1.(. RNWWWNWR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,482 W/mK (công thức 1.37, trang 124,[1]) Nhiệt dung riêng của nước: cN = 41,78 J/kgK Nhiệt dung riêng của rượu: cR = 26,86 J/kgK Nên: c = cR.xF + cN. (1 – xF) = 40,90 J/kgK Áp dụng công thức (V.35), trang 12, [2]: λ μc=Pr = 4,43 Đường kính tương đương của khoảng không ngồi ống: m dnD dnDd ot ot td 076,0032,0.1277,0 032,0.1277,0 . . 2222 =+ −=+ −= Vận tốc thực tế của dòng nhập liệu đi ngồi ống: 3 2222 10.57,3)032,0.1277,0.(.5,962.3600 1000.4 ).(3600 4 −=−=−= πρπ ot F F dnD Gv m/s Chuẩn số Reynolds : 9,710 10.22,5 5,962.076,0.10.57,3.Re 4 3 . === − − F FtdF F dv μ ρ < 2300 : chế độ chảy tầng. Áp dụng công thức (V.56), trang 20, [2]  công thức xác định chuẩn số Nusselt: 64,2543,4.9,710.108,0.16,1 PrRe..16,1 33,06,06,0 33,06,06,0 == = DDtdD dNu Chọn Δ t1 = 18oC Hệ số cấp nhiệt của dòng nhập liệu ngồi ống: F = 43,114 108,0 482,0.64,25. == td FF d Nu λ W/m2độ  qF = F. Δ t1 = 112,75.18 = 2059,7 W/m2 Kiểm tra sai số:  = W FW q qq − 100% = 2,92% < 5% (thỏa) 3.4. Xác định hệ số truyền nhiệt: Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 44 85,75 43,114 110.565,5 20,257 1 1 4 = ++ = − K W/m2K 4. Bề mặt truyền nhiệt: Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt: F = 41,40 75,37.85,75 1000.7,115 . log ==ΔtK Q m2 5. Cấu tạo thiết bị: Số ống truyền nhiệt: n = 127 ống. Ống được bố trí theo hình lục giác đều. Chiều dài ống truyền nhiệt: L = 2 trn ddn F +π = 2,51 (m)  chọn L = 2,5 m Số ống trên đường chéo: b = 13 ống Bước ống: t = 48 (mm) = 0,048 m Áp dụng công thức (V.140), trang 49, [2]:  Đường kính trong của thiết bị: D = t(b-1) + 4dn = 0,7 m. V. Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu: Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ – ống, đặt ngang. Ống truyền nhiệt được làm bằng thép hợp kim X18H10T, kích thước ống 38 x 3: Đường kính ngồi: dn = 38 mm = 0,038 m Bề dày ống: t = 3 mm = 0,003 m Đường kính trong: dtr = 0,032 m Nhiệt trở lớp bẩn trong ống: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 m2.K/W Chọn: Nhập liệu đi trong ống với nhiệt độ vào tV = 60,0oC và nhiệt độ ra tR = 68,5oC. Dòng hơi ngưng tụ đi ngồi ống với nhiệt độ ngưng tụ tngưng = 126,25oC, có áp suất 2at, ẩn nhiệt hóa hơi r = 2189500 J/kg. 1. Lượng hơi nước cần dùng : Cân bằng nhiệt: Q = GF.cF.(tr – tv) = Gn.rn Ở nhiệt độ trung bình ttb = 64,25oC thì: Nhiệt dung riêng của nước: cN = 41,83 J/kgK Nhiệt dung riêng của rượu: cR = 28,20 J/kgK Nên: cF = cR.xF + cN. (1 – xF) = 41,02 J/kgK ⇒ Q = 1000.41,02.( 68,5 - 60) = 34,87 kW ⇒ Gn = 15,93 (kg/h) 2. Hiệu số nhiệt độ trung bình : Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên: 15,62 5,6825,126 0,6025,126 )5,6825,126()0,6025,126( log = − − −−−=Δ Ln t K 3. Hệ số truyền nhiệt: Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 45 Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức: ngöng t n 1r1 1K α+Σ+α = ,W/m2.K Với: n : hệ số cấp nhiệt của dòng nước lạnh, W/m2.K ngưng : hệ số cấp nhiệt của dòng hơi ngưng tu,ï W/m2.K rt : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu. ƒ Bề dày thành ống: δt = 0,003 m ƒ Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: λt = 16,3 W/mK ƒ Nhiệt trở lớp cáu trong ống: r1 = 1/5800 m2.K/W ƒ Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 m2.K/W Nên: ∑rt = 5,289.10-4 m2.K/W 3.1. Xác định hệ số cấp nhiệt của dòng nhập liệu đi trong ống : Nhiệt độ trung bình của dòng nhập liệu trong ống: tf = ½ (tV + tR) = 64,25oC Tại nhiệt độ này thì: Khối lượng riêng của nước: N = 979,8 kg/m3 Khối lượng riêng của rượu: R = 746,2 kg/m3 Nên: 8,979 1,01 2,746 1,011 −+=−+= N F R F xx ρρρ   = 950,06 kg/m 3 Độ nhớt của nước: N = 3,88.10-4 N.s/m2 Độ nhớt của rượu: R = 3,12.10-4 N.s/m2 Nên: lg = xF.lgR + (1 – xF).lgN   = 3,65.10-4 N.s/m2 Hệ số dẫn nhiệt của nước: N = 0,661 W/mK Hệ số dẫn nhiệt của rượu: R = 0,105 W/mK Nên:  = )).(1.(.72,0)1.(. RNFFFNFR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,569 W/mK (công thức 1.37, trang 124,[1]) Nhiệt dung riêng của nước: cN = 41,83 J/kgK Nhiệt dung riêng của rượu: cR = 28,20 J/kgK Nên: c = cR.xF + cN. (1 – xF) = 40,475 J/kgK Áp dụng công thức (V.35), trang 12, [2]: λ μc=Pr = 2,60 Vận tốc thực tế của dòng nhập liệu trong ống: 003,0 032,0..127.06,950.3600 1000.4 3600 4 22 === ππρ trF F F dn Gv m/s Chuẩn số Reynolds : 0,250 10.65,3 06,950.032,0.003,0.Re 4 . === − F FtrF F dv μ ρ < 2300 : chế độ chảy tầng Áp dụng công thức (1.80), trang 31, [5]  công thức xác định chuẩn số Nusselt: 25,0 2 1,043,033,0 Pr Pr ..PrRe..15,0 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= w n nnlw GrNu ε Trong đó: 1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và đường kính d của ống. Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 46 Tra bảng 1.2, trang 31, [5]  chọn 1 = 1 Chọn Δ t2 = 20oC  tw2 = 84,25oC Tại nhiệt độ này: Độ nhớt của nước: N = 3,03.10-4 N.s/m2 Độ nhớt của rượu: R = 2,26.10-4 N.s/m2 Nên: lg = xFlgR + (1 – xF)lgN   = 2,98.10-4 N.s/m2 Hệ số dẫn nhiệt của nước: N = 0,677 W/mK Hệ số dẫn nhiệt của rượu: R = 0,178 W/mK Nên:  = )).(1.(.72,0)1.(. RNFFFNFR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,595 W/mK (công thức 1.37, trang 124,[1]) Nhiệt dung riêng của nước: cN = 4201,8 J/kgK Nhiệt dung riêng của rượu: cR = 2922,0 J/kgK Nên: c = cR. xF + cN.(1 – xF) = 4126,5 J/kgK Áp dụng công thức (V.35), trang 12, [2]: λ μc W =2Pr = 2,067 6 23 323 13 2 23 10.4,193 )10.298,0( 20.10.96,2.06,950.032,0.81,9 10.96,2 27325,64 11 .... ==⇒ =+== Δ= − − −− Gr K T tdgGr o β μ βρ  NuF = 11,4 Hệ số cấp nhiệt của dòng nhập liệu đi trong ống trong: F = 0,212032,0 595,0.4,11. == tr FF d Nu λ W/m2độ  qF = F.Δ t2 = 212,0.20 = 4240,0 W/m2 3.3. Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ ngồi ống : Áp dụng công thức (1.110), trang 38, [5] Đối với ống đơn chiếc nằm ngang thì: 4 nW1ngöng 32 1 ).dt-.(t .g.r.725,0 μ λρ=α Tra bảng V.II, trang 48, [2]  với số ống n = 127 thì số ống trên đường chéo của hình 6 cạnh là: b = 13 Tra hình V.18, trang 19, [4]  hệ số phụ thuộc vào cách bố trí ống và số ống trong mỗi dãy thẳng đứng là tb = 1,1  Hệ số cấp nhiệt trung bình của chùm ống: ngưng = tb1 = 1,11 Chọn Δ t1 = 0,2oC  tW1 = 126,05oC Tra các thông số của hơi ngưng tụ: Khối lượng riêng của hơi: N = 939,16 kg/m3 Độ nhớt của hơi: N = 2,28.10-4 N.s/m2 Hệ số dẫn nhiệt của hơi: N = 0,686 W/mK  1 = 19886,13 W/m2K  n = 21874,74 W/m2K  qn = n (tn – tW1) = 4374,94 W Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 47 Kiểm tra sai số:  = n Fn q qq − 100% = 3,08% < 5% (thỏa) 3.4. Xác định hệ số truyền nhiệt: 0,188 74,21874 110.565,5 0,212 1 1 4 = ++ = − K W/m2K 4. Bề mặt truyền nhiệt: Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt: F = 36,1 15,62.0,188 1000.93,15 . log ==ΔtK Qnt m2 5. Cấu tạo thiết bị: Số ống truyền nhiệt: n = 127 ống. Ống được bố trí theo hình lục giác đều. Chiều dài ống truyền nhiệt: L = 2 trn ddn F +π = 0,09 (m)  chọn L = 0,1 m Số ống trên đường chéo: b = 13 ống Tra bảng trang 21, [3]  Bước ống: t = 48 mm = 0,048 m Áp dụng công thức (V.140), trang 49, [2]:  Đường kính trong của thiết bị: D = t(b-1) + 4dn = 0,7 m. VI. Bồn cao vị: 1. Tổn thất đường ống dẫn: Chọn ống dẫn có đường kính trong là dtr = 80 mm Tra bảng II.15, trang 381, [1]  Độ nhám của ống:  = 0,2 mm = 0,0002 m Tổn thất đường ống dẫn: g v d lh F 2 . 2 1 1 1 11 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ Σ+= ξλ m Trong đó: 1 : hệ số ma sát trong đường ống. l1 : chiều dài đường ống dẫn, chọn l1 = 30 m d1 : đường kính ống dẫn, d1 = dtr = 0,08 m 1 : tổng hệ số tổn thất cục bộ. vF : vận tốc dòng nhập liệu trong ống dẫn 1.1. Xác định vận tốc dòng nhập liệu trong ống dẫn : Các tính chất lý học của dòng nhập liệu được tra ở nhiệt độ trung bình: tF = 2 8,6528 2 +=+ FSFV tt = 46,9 oC Tại nhiệt độ này thì: Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 48 Khối lượng riêng của nước: N = 989,2 kg/m3 Khối lượng riêng của rượu: R = 768,4 kg/m3 Nên: 2,989 1,01 4,768 1,011 −+=−+= N F R F F xx ρρρ  F = 961,6 kg/m 3 Độ nhớt của nước: N = 5,15.10-4 N.s/m2 Độ nhớt của rượu: R = 3,75.10-4 N.s/m2 Nên: lgF = xFlgN + (1 – xF)lgA  F = 4,65.10-4 N.s/m2 Vận tốc của dòng nhập liệu đi trong ống: 22 08,0..6,961.3600 1000.4 3600 4 ππρ == trF F F d Gv = 0,057 m/s 1.2. Xác định hệ số ma sát trong đường ống : Chuẩn số Reynolds : 410.65,4 6,961.08,0.057,0Re −== F FtrF F dv μ ρ = 9429,9 > 4000 : chế độ chảy rối Chuẩn số Reynolds tới hạn: Regh = 6(d1/)8/7 = 5648,513 Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám: Ren = 220.(d1/)9/8 = 186097,342 Vì Regh < ReF < Ren  chế độ chảy rối ứng với khu vực quá độ. Áp dụng công thức (II.64), trang 379, [1]: 1= 25,0 1 Re 100.46,1.1,0 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + Fd ε = 0,035 1.3. Xác định tổng hệ số tổn thất cục bộ : Chỗ uốn cong : Tra bảng II.16, trang 382, [1]: Chọn dạng ống uốn cong 90o có bán kính R với R/d = 2 thì u1 (1 chỗ) = 0,15. Đường ống có 6 chỗ uốn  u1 = 0,15. 6 = 0,9 Van : Chọn van cầu với độ mở hồn tồn thì van (1 cái) = 10. Đường ống có 2 van cầu  van = 10. 2 = 20 Lưu lượng kế : l1 = 0 (coi như không đáng kể). Vào tháp : tháp = 1 Tại miệng ra của bồn cao vị: Tra bảng 10, trang 385, [1]:  = 11 Nên: 1 = 33,05 Vậy: 81,9.2 057,0.05,33 08,0 30.035,0 2 1 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +=h = 7,65.10-3 (m) 2. Tổn thất đường ống dẫn trong thiết bị trao đổi nhiệt giữa dòng nhập liệu và sản phẩm đáy: g2 v. d lh 2 2 2 2 2 22 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ξΣ+λ= m Trong đó: 2 : hệ số ma sát trong đường ống. l2 : chiều dài đường ống dẫn, l2 = 2,5 m d2 : đường kính ống dẫn, d2 = dtr = 0,032 m Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 49 2 : tổng hệ số tổn thất cục bộ. v2 : vận tốc dòng nhập liệu trong ống dẫn 2.1. Vận tốc dòng nhập liệu trong ống dẫn :v2 = 3,57.10-3 m/s 2.2. Xác định hệ số ma sát trong đường ống : Chuẩn số Reynolds : Re2 = 710,9 < 2300 : chế độ chảy tầng. Độ nhám:  = 0,0002 Áp dụng công thức (II.64), trang 379, [1]: 09,0 9,710 64 Re 64 ===λ 2.3. Xác định tổng hệ số tổn thất cục bộ : Đột thu : Tra bảng II.16, trang 382, [1]: Khi 2 2 1 08,0 032,0= F Fo = 0,160 thì đột thu 2 (1chỗ) = 0,458 Có 1 chỗ đột thu  đột thu 1 = 0,458 Đột mở : Tra bảng II.16, trang 382, [1]: Khi 2 2 1 08,0 032,0= F Fo = 0,160 thì đột mở 2 (1chỗ) = 0,708 Có 1 chỗ đột mở  đột mở 2 = 0,708 Nên: 2 = đôt thu 2 + đột mở 2 = 1,166 Vậy: 3 23 2 10.68,081,9.2 )10.57,3(.166,1 032,0 5,2.09,0.127 − − =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +=h m 3. Tổn thất đường ống dẫn trong thiết bị đun sôi dòng nhập liệu: g v d lh 2 . 2 3 3 3 3 33 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ Σ+= ξλ ,m Trong đó: 3 : hệ số ma sát trong đường ống. l3 : chiều dài đường ống dẫn, l2 = 0,5 m. d3 : đường kính ống dẫn, d3 = dtr = 0,032 m. 3 : tổng hệ số tổn thất cục bộ. v3 : vận tốc dòng nhập liệu trong ống dẫn 3.1. Vận tốc dòng nhập liệu trong ống dẫn :v2 = 0,003 m/s 3.2. Xác định hệ số ma sát trong đường ống : Chuẩn số Reynolds : Re2 = 250 < 2300: chế độ chảy tầng Độ nhám:  = 0,0002 Áp dụng công thức (II.64), trang 379, [1]: 256,0 250 64 Re 64 ===λ 3.3. Xác định tổng hệ số tổn thất cục bộ : Đột thu : Tra bảng II.16, trang 382, [1]: Khi 2 2 1 08,0 032,0= F Fo = 0,160 thì đột thu 3 (1chỗ) = 0,458 Có 1 chỗ đột thu  đột thu 3 = 0,458 Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 50 Đột mở : Tra bảng II.16, trang 382, [1]: Khi 2 2 1 08,0 032,0= F Fo = 0,160 thì đột mở 3 (1chỗ) = 0,708 Có 1 chỗ đột mở  đột mở 3 = 0,708 Nên: 3 = đôt thu 3 + đột mở 3 = 1,166 Vậy: 3 2 3 10.30,081,9.2 003,0.166,1 032,0 5,0.256,0.127 −=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +=h m 4. Chiều cao bồn cao vị: Chọn : Mặt cắt (1-1) là mặt thống chất lỏng trong bồn cao vị. Mặt cắt (2-2) là mặt cắt tại vị trí nhập liệu ở tháp. Aùp dụng phương trình Bernoulli cho (1-1) và (2-2): z1 + g P F . 1 ρ + g v .2 2 1 = z2 + g P F . 2 ρ + g v .2 2 2 +hf1-2  z1 = z2 + g vv g PP F .2. 2 1 2 212 −+−ρ +hf1-2 Trong đó: z1: độ cao mặt thống (1-1) so với mặt đất, hay xem như là chiều cao bồn cao vị Hcv = z1. z2: độ cao mặt thống (2-2) so với mặt đất, hay xem như là chiều cao từ mặt đất đến vị trí nhập liệu: z2 = hchân đỡ + hđáy + (nttC – 1).h = 0,105 + 0,02 + (12 – 1).0,25 = 2,875 m P1 : áp suất tại mặt thống (1-1), chọn P1 = 1 at = 9,81.104 N/m2 P2 : áp suất tại mặt thống (2-2) Xem P = P2 – P1 = nttL .PL = 9. 286,27 = 2576,4 N/m2 v1 : vận tốc tại mặt thống (1-1), xem v1 = 0 m/s v2 : vận tốc tại vị trí nhập liệu, v2 = vF = 0,057 m/s hf1-2 : tổng tổn thất trong ống từ (1-1) đến (2-2): hf1-2 = h1 + h2 + h3 = 8,63.10-3 m Vậy: Chiều cao bồn cao vị: Hcv = z2 + g vv g PP F .2. 2 1 2 212 −+−ρ +hf1-2 = 2,875 + 81,9.2 0057,0 6,961.81,9 4,2576 2 −+ + 8,63.10-3 = 3,16 m Chọn Hcv = 5 m VII. Bơm: 1. Năng suất: Nhiệt độ dòng nhập liệu là tF = 28oC. Tại nhiệt độ này thì: Khối lượng riêng của nước: N = 996,3 kg/m3 Khối lượng riêng của rượu: R = 784,8 kg/m3 Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 51 Nên: 3,996 1,01 8,784 1,011 −+=−+= N F R F F xx ρρρ  F = 970,2 kg/m 3 Độ nhớt của nước: N = 8,36.10-4 N.s/m2 Độ nhớt của rượu: R = 0,51.10-3 N.s/m2 Nên: lgF = xF.lgN + (1 – xF).lgA  F = 7,35.10-4 N.s/m2 Suất lượng thể tích của dòng nhập liệu đi trong ống: 2,970 1000== F F F GQ ρ = 1,03 m 3/h Vậy: chọn bơm có năng suất Qb = 2 m3/h 2. Cột áp: Chọn : Mặt cắt (1-1) là mặt thống chất lỏng trong bồn chứa nguyên liệu. Mặt cắt (2-2) là mặt thống chất lỏng trong bồn cao vị. Áp dụng phương trình Bernoulli cho (1-1) và (2-2): z1 + g P F . 1 ρ + g v .2 2 1 + Hb = z2 + g P F . 2 ρ + g v .2 2 2 +hf1-2 Trong đó: z1: độ cao mặt thống (1-1) so với mặt đất, chọn z1 = 1m. z2: độ cao mặt thống (2-2) so với mặt đất, z2 = Hcv = 5m. P1 : áp suất tại mặt thống (1-1), chọn P1 = 1 at. P2 : áp suất tại mặt thống (2-2), chọn P2 = 1 at. v1,v2 : vận tốc tại mặt thống (1-1) và(2-2), xem v1= v2 = 0 m/s hf1-2 : tổng tổn thất trong ống từ (1-1) đến (2-2). Hb : cột áp của bơm. 2.1. Tính tổng trở lực trong ống: Chọn đường kính trong của ống hút và ống đẩy bằng nhau: dtr = 50 mm Tra bảng II.15, trang 381, [1]  Độ nhám của ống:  = 0,2 mm = 0,0002 Tổng trở lực trong ống hút và ống đẩy hf1-2 = g v d ll F ñh tr ñh 2 . 2 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ Σ+Σ++ ξξλ Trong đó: lh : chiều dài ống hút. Chiều cao hút của bơm: Tra bảng II.34, trang 441, [1]  hh = 4,2 m  Chọn lh = 6 m lđ : chiều dài ống đẩy, chọn lđ = 8 m h : tổng tổn thất cục bộ trong ống hút. đ : tổng tổn thất cục bộ trong ống đẩy.  : hệ số ma sát trong ống hút và ống đẩy. vF : vận tốc dòng nhập liệu trong ống hút và ống đẩy m/s 283,0 050,0..3600 2.4 3600 4 22 === ππ tr b F d Qv m/s 11 Xác định hệ số ma sát trong ống hút và ống đẩy : Chuẩn số Reynolds : Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 52 410.05,8 2,970.05,0.283,0Re −== F FtrF F dv μ ρ = 17053,8 > 4000 : chế độ chảy rối Chuẩn số Reynolds tới hạn: Regh = 6(dtr/)8/7 = 3301,065 Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám: Ren = 220(dtr/)9/8 = 109674,381 Vì Regh < ReF < Ren  chế độ chảy rối ứng với khu vực quá độ. Áp dụng công thức (II.64), trang 379, [1]:  = 25,0 Re 100.46,1.1,0 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ + Ftrd ε = 0,033 12 Xác định tổng tổn thất cục bộ trong ống hút :  Chỗ uốn cong : Tra bảng II.16, trang 382, [1]: Chọn dạng ống uốn cong 90o có bán kính R với R/d = 2 thì u1 (1 chỗ) = 0,15. Ống hút có 2 chỗ uốn  u1 = 0,3  Van : Chọn van cầu với độ mở hồn tồn thì v1 (1 cái) = 10. Ống hút có 1 van cầu  v1 = 10 Nên: h = u1 + v1 = 10,3 13 Xác định tổng tổn thất cục bộ trong ống đẩy :  Chỗ uốn cong : Tra bảng II.16, trang 382, [5]: Chọn dạng ống uốn cong 90o có bán kính R với R/d = 2 thì u2 (1 chỗ) = 0,15. Ống đẩy có 4 chỗ uốn  u2 = 0,15. 4 = 0,6  Van : Tra bảng 9.5, trang 94, [1]: Chọn van cầu với độ mở hồn tồn thì v2 (1 cái) = 10. Ống đẩy có 1 van cầu  v2 = 10  Vào bồn cao vị : cv = 1 Nên: đ = u1 + v1 + cv = 11,6 Vậy: hf1-2 = 81,9.2 283,0.6,113,10 05,0 86033,0 2 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +++⋅ = 0,127 m 2.2. Tính cột áp của bơm: Hb = (z2 – z1) + hf1-2 = ( 5 – 1) + 0,127 = 4,127 m 3. Công suất: Chọn hiệu suất của bơm: b = 0,8. Công suất thực tế của bơm: Nb = 8,0.3600 81,9.5,970.127,4.2 .3600 . = b Fbb gHQ η ρ = 27,3 W Kết luận: Để đảm bảo tháp hoạt động liên tục ta chọn 2 bơm li tâm, có: Năng suất: Qb = 2 m3/h Cột áp: Hb = 4,127 m Công suất: Nb = 27,3 W Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 53 CHƯƠNG 6: Tính kinh tế Lượng thép X18H10T cần dùng: M1 = 21mmâm + mthân + 2mđáy(nắp) = 243,43 kg Lượng thép CT3 cần dùng: M2 = 8mbích nối thân + mbích ghép ống lỏng + mbích ghép ống hới + 4. mchân đỡ + 4. mtai treo + 4. mtấm lót = 163,82 kg Số bulông cần dùng: n = 164 (cái) Chiều dài ống 38 x 3mm: L1 = 837m Chiều dài ống 70mm: Chọn tổng chiều dài ống dẫn lỏng vào tháp là 10m. Chiều dài ống 150mm: Chọn tổng chiều dài ống hơi ở đỉnh tháp và ống hơi ở đáy tháp là L4 = 10m. Chiều dài ống 50mm: Chọn tổng chiều dài ống chảy tràn và ống xả đáy từ bồn cao vị, ống nhập liệu và ống hồn lưu là 40m. Bơm ly tâm: chọn 2 bơm ly tâm  Nb = 2. 27,3 = 54,6 W Vật liệu Số lượng Đơn giá Thành tiền (đ) Thép X18H10T 243,43 (kg) 50000 (đ/kg) 12171500 Thép CT3 163,82 (kg) 10000 (đ/kg) 1638200 Bulông 164 (cái) 2500 (đ/cái) 410000 Ống dẫn 38 x 3mm 837 (m) 50000 (đ/m) 41850000 Ống 70mm 10 (m) 100000 (đ/m) 1000000 Ống 150mm 10 (m) 100000 (đ/m) 1000000 Ống 50mm 40 (m) 100000 (đ/m) 4000000 Bơm ly tâm 54,6 (W) 700000 (đ/Hp) 56000 Áp kế 2 (cái) 200000 (đ/cái) 400000 Nhiệt kế 3 (cái) 150000 (đ/cái) 450000 Lưu lượng kế ( 50mm) 2 (cái) 1000000 (đ/cái) 2000000 Tổng chi phí vật tư 64975700 Vậy tổng chi phí vật tư là 65 triệu đồng. Xem tiền công chế tạo bằng 200% tiền vật tư. Vậy: tổng chi phí là 195 triệu đồng. Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 54 CHƯƠNG 7: Kết luận Với hệ thống chưng cất metanol - nước dùng tháp mâm xuyên lỗ như đã thiết kế, ta thấy bên cạnh những ưu điểm cũng còn có nhiều nhược điểm. Thiết bị có ưu điểm là năng suất và hiệu suất cao nhưng thiết bị còn rất cồng kềnh, đòi hỏi phải có sự vận hành với độ chính xác cao. Bên cạnh đó, khi vận hành thiết bị này ta cũng phải hết sức chú ý đến vấn đề an tồn lao động để tránh mọi rủi ro có thể xảy ra, gây thiệt hại về người và của. Tài liệu tham khảo [1]. Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa học Tập 1, ĐHBK Hà Nội. Đồ án môn học GVHD: Thầy Mai Thanh Phong Trang 55 [2]. Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa học Tập 2, ĐHBK Hà Nội. [3]. Võ Văn Bang, Vũ Bá Minh, “ Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học – Tập 3: Truyền Khối”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 2004. [4]. Phạm Văn Bôn – Nguyễn Đình Thọ, “Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học – Tập 5: Quá trình và Thiết bị Truyền Nhiệt”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 2002. [5]. Phạm Văn Bôn , “Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học – Bài tập Truyền nhiệt”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM,2004. [6]. Trịnh Văn Dũng , “Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học – Bài tập Truyền khối”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM,2004. [7]. Hồ Lê Viên, “Thiết kế và Tính tốn các thiết bị hóa chất”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1978. [8]. Nguyễn Minh Tuyển, “Cơ sở Tính tốn Máy và Thiết bị Hóa chất – Thực phẩm”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1984.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfthiet_ke_thap_chung_cat_methanol_tinh_khiet_8649.pdf