Đề tài Hệ thống chưng cất metanol - Nước dùng tháp mâm xuyên lỗ

ang 311, [1] Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ôû 98,50C: ρ N = 959,2 kg/m3 - Tra baûng 1.2, trang 9, [1] Khoái löôïng rieâng cuûa metanol ôû 98,5oC: ρ R = 716,8 kg/m3 - AÙp duïng trong coâng thöùc (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 Choïn vaän toác chaát loûng trong oáng noái laø vLW = 0,5 m/s Ñöôøng kính trong cuûa oáng noái: Dy = 025,05,0..4,954.3600 1,827.4 3600 .4 == pipiρ LWLW LW v G m ⇒ Choïn oáng coù Dy = 25 mm Tra baûng XIII.32, trang 434, [2] ⇒ Chieàu daøi ñoaïn oáng noái l = 90 mm Tra baûng XIII.26, trang 409, [6] ⇒ Caùc thoâng soá cuûa bích öùng vôùi P = 0,055 N/mm2 laø: Dy Dn D Dδ Dl h Bu loâng db Z (mm) (caùi) 25 32 100 75 60 12 M10 4 Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 32 CHÖÔNG 5: Tính thieát bò phuï I. THIEÁT BÒ ÑUN SOÂI ÑAÙY THAÙP : Choïn thieát bò ñun soâi ñaùy thaùp laø noài ñun Kettle. OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m Beà daøy oáng: δt = 3 mm = 0,003 m Ñöôøng kính trong: dt = 0,032 m Hôi ñoát laø hôi nöôùc ôû 2,0 at ñi trong oáng 38 x 3. Tra baûng 1.251, trang 314, [1]: Nhieät hoùa hôi: OH2r = rn = 2208 kJ/kg Nhieät ñoä soâi: OH2t = tn = 119,6 oC Doøng saûn phaåm taïi ñaùy coù nhieät ñoä: Tröôùc khi vaøo noài ñun (loûng): tS1 = 98,5 oC Sau khi ñöôïc ñun soâi (hôi): tS2 = 99,6 oC 1. Suaát löôïng hôi nöôùc caàn duøng: Caân baèng nhieät cho toaøn thaùp: Qñ + GFhFS = (R+1) GDrD + GDhDS + GWhWS + Qm Giaû söû Qm = 0,05Qñ ⇒ 0,95Qñ = (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 −+ Vôùi xF = 0,0588 ⇒ tFS = 91,5oC xW = 0,0085 ⇒ tWS = 98,5oC xP = 0,9144 ⇒ tPS = 65,8oC 1.1. Nhieät dung rieâng: Tra baûng 1.249, trang 310, [1] ⇒ Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc ôû 91,5oC = 4,210 kJ/kg.K ⇒ Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc ôû 98,5oC = 4,218 kJ/kg.K ⇒ Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc ôû 65,8oC = 4,184 kJ/kg.K Tra baûng 1.154, trang 172, [1] ⇒ Nhieät dung rieâng cuûa methanol ôû 91,5oC = 2,920 kJ/kg.K ⇒ Nhieät dung rieâng cuûa methanol ôû 98,5oC = 2,958 kJ/kg.K ⇒ Nhieät dung rieâng cuûa methanol ôû 65,8oC = 2,788 kJ/kg.K Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 33 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 hPS = (0,9144. 2,788+ (1 - 0,9144). 4,184). 65,8 = 191,31 kJ/kg 1.3. Nhieät hoùa hôi: Tra baûng 1.250, trang 312, [1] ⇒ Nhieät hoùa hôi cuûa nöôùc ôû 65,8oC = rN = 2344,8kJ/kg Duøng toaùn ñoà 1.65, trang 255, [1] ⇒ Nhieät hoùa hôi cuûa methanol ôû 65,8oC = rR = 330,5 Kcal/kg = 1383,74 kJ/kg Neân: rP = APNP rxrx )1( −+ = 0,95. 2344,8 + (1 - 0,95). 1383,74 = 2296,75 kJ/kg 1.4. Tính löôïng hôi nöôùc caàn duøng: Nhieät löôïng caàn cung caáp: Qñ = 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 Neáu duøng hôi nöôùc baõo hoøa (khoâng chöùa aåm) ñeå caáp nhieät thì: Qñ = OH2G . OH2r Tra baûng 1.251, trang 314, [1] ⇒ Nhieät hoùa hôi cuûa nöôùc ôû 2,0 at = OH2r = 2208 kJ/kg Vaäy: 2208 88,971300 2 2 == OH ñ OH r QG = 440,0 kg/h 2. Hieäu soá nhieät ñoä trung bình: Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: 6,996,119 5,986,119ln )6,996,119()5,986,119( log − − −−− =∆t = 20,545 K 3. Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc nhö ñoái vôùi töôøng phaúng: S t n 1r1 1K α +Σ+ α = ,W/m2.K) Vôùi:
αn : heä soá caáp nhieät cuûa hôi ñoát,W/m2.K.
αS : heä soá caáp nhieät cuûa saûn phaåm ñaùy, W/m2.K. Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 34
∑rt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu. 3.1. Nhieät taûi qua thaønh oáng vaø lôùp caùu: t 2w1w t r tt q Σ − = , W/m2 Trong ñoù: tw1 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi hôi ñoát (trong oáng), oC tw2 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi saûn phaåm ñaùy (ngoaøi oáng), oC 21 t t t rrr ++λ δ =Σ Beà daøy thaønh oáng: δt = 0,003 m Heä soá daãn nhieät cuûa theùp khoâng gæ: λt = 16,3 W/mK (Baûng XII.7, trang 313, [6]) Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5800 m2.K/W (Baûng 31, trang 419, [4]) Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Neân: ∑rt = 5,289.10-4 m2.K/W 3.2. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: AÙp duïng coâng thöùc (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 Nhieät ñoä soâi trung bình cuûa doøng saûn phaåm ôû ngoaøi oáng: 2 6,995,98 2 21 + = + = SS S tt t = 99,05 oC ⇒ TS = 99,05 + 273 = 372,05 K Taïi nhieät ñoä soâi trung bình thì: - Khoái löôïng rieâng cuûa pha hôi trong doøng saûn phaåm ôû ngoaøi oáng: 05,372. 273 4,22 12,18.1 == S HW h RT PMρ = 0,594 kg/m3 - Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρN = 959,2kg/m3 (Baûng 1.249, trang 310, [1]) - Khoái löôïng rieâng cuûa methanol: ρR = 715,0 kg/m3 (Baûng 1.2, trang 9, [1]) Neân: =−+= − += 2,959 015,01 0,715 015,011 A W R W xx ρρρ 1,05.10-3 ⇒ ρ = 954,3 kg/m3 - Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 2,85.10-4 N.s/m2 (Tra baûng 1.104, trang 96, [1]) - Ñoä nhôùt cuûa methanol: Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 35 µA = 2,45.10-4 N.s/m2 (Duøng toaùn ñoà 1.18, trang 90, [1]) Söû duïng coâng thöùc (I.12), trang 84, [1] suy ra ñoä nhôùt cuûa hoãn hôïp loûng: lgµhh = x1lgµ1 + x2lgµ2 Neân: lgµhh = 0,0085.lg(2,45.10-4) + (1 – 0,0085).lg(2,85.10-4) ⇒ µhh = 2,846.10-4 N.s/m2 - Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λN = 0,680 W/mK (Baûng 1.249, trang 310, [5]) - Heä soá daãn nhieät cuûa methanol: λR = 0,188 W/mK (Baûng 1.130, trang 134, [5]) AÙp duïng coâng thöùc (1.33), trang 123, [5]): λ = )).(1.(.72,0)1.(. RNWWWNWR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,667 W/mK - Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4219,2 J/kgK (Baûng 1.249, trang 310, [1]) - Nhieät dung rieâng cuûa methanol: cR = 2906,0 J/kgK (Baûng 1.154, trang 172, [1]) Neân: c = cR Wx + cN. (1 - Wx ) = 4199,3 J/kgK - Söùc caêng beà maët cuûa nöôùc: σN = 0,59022 N/m (Baûng 1.249, trang 310, [1]) - Söùc caêng beà maët cuûa methanol: σA = 0,01578 N/m (Baûng 1.242, trang 300, [1]) Neân: AN AN σ+σ σσ =σ = 0,0158 N/m - Nhieät hoùa hôi cuûa nöôùc: rN = 2262,2 kJ/kg (Baûng 1.250, trang 312, [5]) - Nhieät hoùa hôi cuûa methanol: rR = 1032,3 kJ/kg (Toaùn ñoà 1.65, trang 255, [5]) Neân: r = rR Wx + rN.(1 - Wx ) = 2243,8 kJ/kg 3.3. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa hôi ñoát trong oáng: AÙp duïng coâng thöùc (3.65), trang 120, [4]: 4 trW1nn 3 n 2 nn n ).dt-.(t .g..r 725,0 µ λρ =α Duøng pheùp laëp: choïn tW1 = 119,4 oC Nhieät ñoä trung bình cuûa maøng nöôùc ngöng tuï: tm = = + 2 t t W1n 119,5 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: - Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρn = 943,4 kg/m3 - Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µn = 2,33.10-4 N.s/m2 Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 36 - Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λn = 0,685 W/mK Neân: αn = 31342 W/m2K ⇒ qn = αn (tn – tW1) = 6268,4 W/m2 ⇒ qt = qn = 6268,4 W/m2 (xem nhieät taûi maát maùt laø khoâng ñaùng keå) ⇒ tw2 = tw1 - qtΣrt = 116,08 oC ⇒ αS = 362,84 W/m2K (vôùi q = qt) ⇒ qS = αS (tW2 – tS) = 6126,5 W/m2 Kieåm tra sai soá: ε = n Sn q qq − 100% = 2,26% < 5% (thoûa) Keát luaän: tw1 = 119,4oC vaø tw2 = 116,08oC 3.4. Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: 84,326 110.289,5 31342 1 1 4 ++ = − K = 301,5 W/m2K 4. Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = 545,02.5,013.3600 1000.713009 . log = ∆tK Qñ = 43,56 m2 5. Caáu taïo thieát bò: Choïn soá oáng truyeàn nhieät: n = 217 oáng. OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. - Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = 2 tn ddn F + pi = 1,83 m ⇒ choïn L = 2 m Tra baûng V.II, trang 48, [2] ⇒ Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 17 oáng - Böôùc oáng: t = 1, 2dn = 0,046 m - Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò (AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [2]) D = t.(b-1) +4dn= 0,934 m II. THIEÁT BÒ NGÖNG TUÏ SAÛN PHAÅM ÑÆNH Choïn thieát bò ngöng tuï voû – oáng loaïi TH, ñaët naèm ngang. OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: - Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m - Beà daøy oáng: δt = 3 mm = 0,003 m - Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Choïn: - Nöôùc laøm laïnh ñi trong oáng vôùi nhieät ñoä vaøo tV = 28 oC vaø nhieät ñoä ra tR = 40 oC. - Doøng hôi taïi ñænh ñi ngoaøi oáng vôùi nhieät ñoä ngöng tuï tngöng = 65,8 oC Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 37 1. Suaát löôïng nöôùc laøm laïnh caàn duøng : Caân baèng nhieät: Qnt = (R + 1).GP.rP = GN.cN.(t2 – t1) rD: nhieät löôïng rieâng cuûa hôi ôû ñænh thaùp: rD = x .rR + (1 - x ).rN rR, rN : nhieät löôïng rieâng cuûa caáu töû röôïu vaø nöôùc ôû ñænh, J/kg. x phaàn khoái löôïng cuûa caáu töû röôïu trong pha hôi ôû ñænh. Tra baûng 1.213, trang 256, [1] : rR = 675,2 kcal/kg = 2826,25 kJ/kg Tra baûng 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 Neân: Qnt = (R + 1).DcP = 1102,55 kW Löôïng nöôùc caàn duøng: 4,79221)2840.(5,4175 10.3600.55,1102 .( 3 )12 = − = − = ttc QG N nt N kg/h Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc cN ñöôïc ño ôû nhieät ñoä 342 4028 2 = + = + = RV f tt t oC 2. Hieäu soá nhieät ñoä trung bình : Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: 408,65 288,65ln )408,65()288,65( log − − −−− =∆t = 31,42 K 3. Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc: ngöng t n 1r1 1K α +Σ+ α = ,W/m2.K Vôùi: αn : heä soá caáp nhieät cuûa doøng nöôùc laïnh ,W/m2.K αngöng : heä soá caáp nhieät cuûa doøng hôi ngöng tuï ,W/m2.K ∑rt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu. 3.1. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa nöôùc ñi trong oáng : Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nöôùc trong oáng: tf = 34oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: - Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρn = 994,42 kg/m3 - Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: νn = 7,23.10-7 m2/s - Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λn = 0,626 W/mK - Chuaån soá Prandtl: Prn = 4,9 Choïn vaän toác nöôùc ñi trong oáng: vn = 1 m/s Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 38 ⇒ Soá oáng: 1.032,0. 4 . 42,9943600 4,79221 .. 4 . 3600 22 pipiρ × == ntrN n vd G n = 27,53 Tra baûng V.II, trang 48, [2] ⇒ choïn n = 37 oáng ⇒ Vaän toác thöïc teá cuûa nöôùc trong oáng: 22 032,0..37.42,994.3600 4,79221.4 3600 4 pipiρ == trn n n dn G v = 0,744 m/s Chuaån soá Reynolds : 7 . 10.23,7 032,0.744,0Re − == n trn n dv ν = 32929,5 > 104 ⇒ Cheá ñoä chaûy roái AÙp duïng coâng thöùc (1.74), trang 28, [5] ⇒ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: 25,0 2 43,08,0 Pr Pr .PrRe..021,0       = P n nnlnNu ε Trong ñoù: ε1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng 1.1, trang 29, [5] ⇒ choïn ε1 = 1 Heä soá caáp nhieät cuûa nöôùc ñi trong oáng trong: αn = tr nn d .Nu λ 3.2. Nhieät taûi qua thaønh oáng vaø lôùp caùu : t 2w1w t r tt q Σ − = ,W/m2 Trong ñoù: tw1 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi hôi ngöng tuï, oC tw2 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi nöôùc laïnh, oC 21 t t t rrr ++λ δ =Σ Beà daøy thaønh oáng: δt = 0,003 m Heä soá daãn nhieät cuûa theùp khoâng gæ: λt = 16,3 W/mK Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Neân: ∑rt = 5,565.10-4 m2.K/W 3.3. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa hôi ngöng tuï ngoaøi oáng : Ñieàu kieän: - Ngöng tuï hôi baõo hoøa. - Khoâng chöùa khoâng khí khoâng ngöng. - Hôi ngöng tuï ôû maët ngoaøi oáng. - Maøng chaát ngöng tuï chaûy taàng. - OÁng naèm ngang. AÙp duïng coâng thöùc (3.65), trang 120, [4]⇒ Ñoái vôùi oáng ñôn chieác naèm ngang thì: Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 39 4 nW1ngöng 32 1 ).dt-.(t .g.r.725,0 µ λρ =α Tra baûng V.II, trang 48, [2] ⇒ vôùi soá oáng n = 37 thì soá oáng treân ñöôøng cheùo cuûa hình 6 caïnh laø: b = 7 Tra hình V.20, trang 30, [2] ⇒ heä soá phuï thuoäc vaøo caùch boá trí oáng vaø soá oáng trong moãi daõy thaúng ñöùng laø εtb = 0,72 (vì xeáp xen keõ vaø soá oáng trong moãi daõy thaúng ñöùng laø 7) ⇒ Heä soá caáp nhieät trung bình cuûa chuøm oáng: αngöng = εtbα1 = 0,72α1 Duøng pheùp laëp: choïn tP1 = 59,0 oC Nhieät ñoä trung bình cuûa maøng chaát ngöng tuï: tm = ½ (tngöng + tW1) = 62,4 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì:
Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρN = 982,0 kg/m3
Khoái löôïng rieâng cuûa methanol: ρR = 753,5 kg/m3 Neân khoái löôïng rieâng hoãn hôïp laø 310.31,1 0,982 95,01 5,753 95,011 − = − += − += N P R P xx ρρρ ⇒ ρ = 762,4 kg/m3
Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 4,496.10-4 N.s/m2
Ñoä nhôùt cuûa methanol: µR = 3,424.10-4 N.s/m2 Neân: 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
Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λN = 0,661 W/mK
Heä soá daãn nhieät cuûa methanol: λR = 0,205 W/mK Neân: λ = )).(1.(.72,0)1.(. RNPPPNPR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,212 W/mK
Nhieät ngöng tuï cuûa doøng hôi: r = rD = 2801100 J/kg Neân: α1 = 4295,4 W/m2K ⇒ αngöng = 3092,7,3 W/m2K ⇒ qngöng = αngöng (tngöng – tP1) = 21030,3 W/m2 ⇒ qt = qngöng = 21030,3 W/m2 (xem nhieät taûi maát maùt laø khoâng ñaùng keå) ⇒ 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 Kieåm tra sai soá: Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 40 ε = ngöng nngöng q qq − 100% = 0,15% < 5% (thoûa) Keát luaän: tP1 = 59,0oC vaø tP2 = 46,3oC 3.4. Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: 2,1700 110.565,5 4,4295 1 1 4 ++ = − K = 726,0 W/m2K 4. Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = 42,31.0,726.3600 .1000 1102550 . log = ∆tK Qnt = 13,4 m2 5. Caáu taïo thieát bò: Soá oáng truyeàn nhieät: n = 61 (oáng). OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = 2 dd n F trn +pi = 3,3 m ⇒ choïn L = 4 m Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 7 oáng ⇒ Böôùc oáng: t = 48 mm = 0,048 m AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [6]: ⇒ Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò: D = t(b-1) + 4dn = 0,44 m III. THIEÁT BÒ LAØM NGUOÄI SAÛN PHAÅM ÑÆNH : Choïn thieát bò ngöng tuï voû – oáng loaïi TH, ñaët naèm ngang. OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: - Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m - Beà daøy oáng: δt = 3 mm = 0,003 m - Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Choïn - Nöôùc laøm laïnh ñi trong oáng trong vôùi nhieät ñoä vaøo tV = 28oC vaø nhieät ñoä ra tR = 40oC. - Saûn phaåm ñaùy ñi trong oáng ngoaøi vôùi nhieät ñoä vaøo tPS = 65,8oC vaø nhieät ñoä ra tPR = 35oC. 1. Suaát löôïng nöôùc laøm laïnh caàn duøng: Caân baèng nhieät: Q = GP(hPS – hPR) = Gn (hR – hV) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc ôû 35oC = 4,178 kJ/kg.K Nhieät dung rieâng cuûa methanol ôû 35oC = 2,645 kJ/kg.K Neân: hWR = (0,05. 4,178 + 0,95. 2,645). 35 = 95,26 kJ/kg Enthalpy cuûa nöôùc ôû 28oC = hV = 117,3 kJ/kg Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 41 Enthalpy cuûa nöôùc ôû 40oC = hR = 167,6 kJ/kg Löôïng nhieät trao ñoåi: Q = GW(hWS – hWR) = 8040,4 kJ/h Suaát löôïng nöôùc caàn duøng: VR n hh QG − = = 159,9 kg/h 2. Hieäu soá nhieät ñoä trung bình: Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: 2835 408,65 )2835()408,65( log − − −−− =∆ Ln t = 14,40 K 3. Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc: W t n 1r1 1K α +Σ+ α = ,W/m2.K Vôùi:
αn : heä soá caáp nhieät cuûa doøng nöôùc laïnh, W/m2.K.
αW : heä soá caáp nhieät cuûa doøng saûn phaåm ñaùy, W/m2.K
∑rt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu. 3.1. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa nöôùc trong oáng: Kích thöôùc cuûa oáng trong:
Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 (mm) = 0,038 m
Beà daøy oáng: δt = 3 (mm) = 0,003 m
Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nöôùc trong oáng: tf = ½ (tV + tR) = 34 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì:
Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρn = 994,34 kg/m3
Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: νn = 7,39.10-7 m2/s
Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λn = 0,624 W/mK
Chuaån soá Prandtl: Prn = 5,004 Vaän toác nöôùc ñi trong oáng: 22 032,0..994.3600 9,159.4 3600 4 pipiρ == trn n n d G v = 0,056 m/s Chuaån soá Reynolds : 7 . 10.39,7 032,0.056,0Re − == n trn n dv ν = 2424,9 < 104 : cheá ñoä chaûy quaù ñoä AÙp duïng coâng thöùc V.44,trang 16, [2] ⇒ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: 25,0 2 43,0 1 )Pr Pr .(Pr.. w n non kNu ε= Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 42 Trong ñoù: ε1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng V.2, trang 15, [2] . Choïn ε1 = 1 ko – heä soá phuï thuoäc Re, tra baûng trang 16, [2]. Choïn ko = 1 Heä soá caáp nhieät cuûa nöôùc trong oáng: αn = tr nn d .Nu λ 3.2. Nhieät taûi qua thaønh oáng vaø lôùp caùu: t 2w1w t r tt q Σ − = , W/m2 Trong ñoù:
tP1 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi saûn phaåm ñaùy (trong oáng trong), oC
tP2 : nhieät ñoä cuûa vaùch tieáp xuùc vôùi nöôùc laïnh (ngoaøi oáng trong), oC 21 t t t rrr ++λ δ =Σ
Beà daøy thaønh oáng: δt = 0,003 m
Heä soá daãn nhieät cuûa theùp khoâng gæ: λt = 16,3 W/mK
Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5000 m2.K/W
Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Neân ∑rt = 5,565.10-4 m2.K/W 3.3. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: Kích thöôùc cuûa oáng ngoaøi:
Ñöôøng kính ngoaøi: Dn = 57 mm = 0,057 m
Beà daøy oáng: δt = 3 mm = 0,003 m
Ñöôøng kính trong: Dtr = 0,051 m Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: tP = ½ (tPS + tPR) = 50,4 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì:
Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρN = 987,9 kg/m3
Khoái löôïng rieâng cuûa methanol: ρR = 764,6 kg/m3 Neân: 9,987 95,01 6,764 95,011 − += − += N P R P xx ρρρ ⇒ ρ = 773,4 kg/m3
Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 5,46.10-4 N.s/m2
Ñoä nhôùt cuûa methanol: µR = 3,19.10-4 N.s/m2 Neân: 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)
Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λN = 0,647 W/mK
Heä soá daãn nhieät cuûa methanol: λR = 0,207 W/mK Neân: λ = )).(1.(.72,0)1.(. RNPPPNPR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,214 (W/mK)
Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4178,2 J/kgK
Nhieät dung rieâng cuûa methanol: cA = 2716,8 J/kgK Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 43 Neân: c = cN Px + cA. (1 - Px ) = 2789,8 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [6]: λ µ = cPr = 4,365 Vaän toác cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: )038,0051,0.(.4,773.3600 57,83.4 )(3600 4 2222 − = − = piρpi ntr P dD G v = 0,0346 m/s Ñöôøng kính töông ñöông: dtñ = Dtr – dn = 0,051 – 0,038 = 0,013 m Chuaån soá Reynolds : 410.343,3 4,773.013,0.0346,0Re − == µ ρtñvd = 986,8 < 2300 : cheá ñoä chaûy maøng AÙp duïng coâng thöùc (V.45), trang 17, [2] ⇒ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: 25,0 1 43,01,033,0 Pr Pr .Pr..Re..015,0       = P lP GrNu ε Trong ñoù: ε1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng V.2, trang 15, [2] ⇒ choïn ε1 = 1 Chuaån soá Grashof 2 32 . µ ρβ tlgGr ∆= l = dtd =0,013 m β = heä soá daõn nôû theå tích Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: βN = 4,514.10-4 1/K Heä soá daãn nhieät cuûa methanol: βR = 1,322.10-4 1/K ∆t = cheânh leäch nhieät ñoä giöùa thaønh oáng vad doøng saûn phaåm ñaùy ∆t = tP1 - tP , oC Heä soá caáp nhieät cuûa doøng saûn phaåm ñaùy ngoaøi oáng: αP = tñ P d Nu λ. Duøng pheùp laëp: choïn tW1 = 43,3 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì:
Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 6,167.10-4 N.s/m2
Ñoä nhôùt cuûa röôïu: µR = 4,322.10-4 N.s/m2 Neân: 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
Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λN = 0,639 W/mK
Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: λR = 0,208 W/mK Neân: ))(1.(72,0)1(.1 RNPPDNDRP xxxx λλλλλ −−−−+= = 0,214 W/mK
Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4178,0 J/kgK
Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 2865,0 J/kgK Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 44 Neân: cP1 = cR Px + cN. (1 - Px ) = 2759,5 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: 1 11 1Pr P PP P c λ µ = = 5,73 ⇒ Gr = 1020040,5 Neân NuP = 10,45 ⇒ αP = 171,8 W/m2K ⇒ qP = αP (tP – tP1) = 1217,98 W/m2 ⇒ qt = qP = 1217,98 W/m2 (xem nhieät taûi maát maùt laø khoâng ñaùng keå) ⇒ tP2 = tP1 - qtΣrt = 42,622 oC ⇒ PrP2 = 5,796 ⇒ Nun = 7,32 ⇒ αn = 142,78 W/m2K ⇒ qn = αn (tP2 – tf) = 1231,2 W/m2 Kieåm tra sai soá: ε = W nW q qq − 100% = 1,085% < 5% (thoûa) Keát luaän: tw1 = 43,3oC vaø tP2 = 42,6oC 3.4. Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: 78,142 110.565,5 8,171 1 1 4 ++ = − K = 74,73 W/m2K 4. Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = 074,73.14,4.3600 1000.4,8040 . log = ∆tK Q = 2,075 m2 5. Caáu taïo thieát bò: Choïn soá oáng truyeàn nhieät: n = 19 oáng. OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. - Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = 2 tn ddn F + pi = 0,966 m ⇒ choïn L = 1 m Tra baûng V.II, trang 48, [2] ⇒ Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 5 oáng - Böôùc oáng: t = 1,2dn = 0,046 m - Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò (AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [2]) D = t.(b-1) +4dn= 0,336 m IV. Thieát bò trao ñoåi nhieät giöõa saûn phaåm ñaùy vaø nhaäp lieäu: Choïn thieát bò ngöng tuï voû – oáng, ñaët ngang OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp hôïp kim X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 45 Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m Beà daøy oáng: δt = 3 mm = 0,003 m Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Choïn: Nhaäp lieäu ñi ngoaøi oáng vôùi nhieät ñoä vaøo tFV = 28oC vaø ra ôû nhieät ñoä Saûn phaåm ñaùy ñi trong oáng vôùi nhieät ñoä tv = 98,5 oC, tr = 65oC. 1. Nhieät ñoä ra cuûa doøng nhaäp lieäu : Caân baèng nhieät: Q = GF.cF.(tFr – tFv) = GW.cW.(tWv – tWr) ÔÛ nhieät ñoä trung bình t = 81,75oC, thì: Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,95 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,32 J/kgK Neân: cW = cR Wx + cN.(1 - Wx ) = 41,75 J/kgK ⇒ Q = 827,1.41,75.(98,5 – 65) = 115,7 kW ÔÛ 28oC, thì: Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4181,48 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 2610 J/kgK Neân: cF = 3596,89 J/kgK ⇒ tFr = =+ Fv FF t cG Q . 60,0 oC 2. Hieäu soá nhieät ñoä trung bình : Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: 75,37 0,280,65 0,605,98ln )0,280,65()0,605,98( log = − − −−− =∆t K 3. Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc: ngöng t n 1r1 1K α +Σ+ α = ,W/m2.K) Vôùi: αn : heä soá caáp nhieät cuûa doøng nöôùc laïnh, W/m2.K αngöng : heä soá caáp nhieät cuûa doøng hôi ngöng tu,ï W/m2.K ∑rt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu. 3.1. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa saûn phaåm ñaùy ñi trong oáng : Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nöôùc trong oáng: tf = ½ (tV + tR) = 81,75 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρn = 970,2 kg/m3 Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 46 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: ρR = 731,3 kg/m3 Neân: 2,970 0085,01 3,731 0085,011 − += − += N W R W xx ρρρ ⇒ ρ = 967,5 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 3,348.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: µR = 2,552.10-4 N.s/m2 Neân: lgµ = xWlgµR + (1 – xW)lgµN = 0,015.lg(2,552.10-4) + (1 - 0,015).lg(3,348.10-4) ⇒ µ = 3,33.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λN = 0,679 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: λR = 0,200 W/mK Neân: )).(1.(.72,0)1.(. RNWWWNWR xxxx λλλλλ −−−−+= = 0,675 (W/mK) (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,95 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,32 J/kgK Neân: cW = cR Wx + cN.(1 - Wx ) = 41,75 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: λ µc =Pr = 2,03 Vaän toác thöïc teá cuûa saûn phaåm ñaùy trong oáng: 016,0 032,0..19.18,964.3600 1,827.4 .3600 4 22 === pipiρ trW W w dn G v m/s Chuaån soá Reynolds : 0,1470 10.27,3 18,964.032,0.016,0.Re 4 . === − W WtrW w dv µ ρ < 2300 : cheá ñoä chaûy taàng AÙp duïng coâng thöùc (1.80), trang 31, [5] ⇒ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: 25,0 2 1,043,033,0 Pr Pr ..PrRe..15,0       = w n nnlw GrNu ε Trong ñoù: ε1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng 1.2, trang 31, [5] ⇒ choïn ε1 = 1 Choïn ∆ t2 = 8,25oC ⇒ tw2 = 81,75 + 8,25 = 90oC Taïi nhieät ñoä naøy: Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 3,276.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: µR = 2,3.10-4 N.s/m2 Neân: lgµ = xWlgµR + (1 – xW)lgµN = 0,015.lg(2,3.10-4) + (1 - 0,015).lg(3,276.10-4) ⇒ µ = 3,27.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λN = 0,679 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: λR = 0,2008 W/mK Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 47 Neân: )).(1.(.72,0)1.(. RNWWWNWR xxxx λλλλλ −−−−+= = 0,675 (W/mK) (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 42,05 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,99 J/kgK Neân: c = cR. xW + cN.(1 - xW) = 41,93 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (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 .... ==⇒ = + == ∆ = − − −− Gr K T tdgGr o β µ βρ ⇒ NuW = 12,19 Heä soá caáp nhieät cuûa saûn phaåm ñaùy ñi trong oáng trong: αW = 20,257032,0 675,0.19,12. == tr WW d Nu λ W/m2ñoä ⇒ qW = αW. ∆ t2 = 257,2.8,25 = 2121,6 W/m2 3.3. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa doøng nhaäp lieäu ngoaøi oáng : Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nhaäp lieäu: tf = ½ (tV + tR) = 44,0 oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρN = 990,2 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: ρR = 768,8 kg/m3 Neân: 310.02,1 2,990 1,01 8,768 1,011 − = − += − += N F R F xx ρρρ ⇒ ρ = 962,5 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 5,68.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: µR = 4,05.10-4 N.s/m2 Neân: lgµ = xFlgµR + (1 – xF)lgµN ⇒ µ = 5,22.10-4 (N.s/m2) Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λN = 0,650 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: λR = 0,212 W/mK Neân: λ = )).(1.(.72,0)1.(. RNWWWNWR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,482 W/mK (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,78 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 26,86 J/kgK Neân: c = cR.xF + cN. (1 – xF) = 40,90 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: λ µc =Pr = 4,43 Ñöôøng kính töông ñöông cuûa khoaûng khoâng ngoaøi oáng: Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 48 m dnD dnDd ot ot td 076,0032,0.1277,0 032,0.1277,0 . . 2222 = + − = + − = Vaän toác thöïc teá cuûa doøng nhaäp lieäu ñi ngoaøi oáng: 3 2222 10.57,3)032,0.1277,0.(.5,962.3600 1000.4 ).(3600 4 − = − = − = piρpi ot F F dnD G v m/s Chuaån soá Reynolds : 9,710 10.22,5 5,962.076,0.10.57,3.Re 4 3 . === − − F FtdF F dv µ ρ < 2300 : cheá ñoä chaûy taàng. AÙp duïng coâng thöùc (V.56), trang 20, [2] ⇒ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: 64,2543,4.9,710.108,0.16,1 PrRe..16,1 33,06,06,0 33,06,06,0 == = DDtdD dNu Choïn ∆ t1 = 18oC Heä soá caáp nhieät cuûa doøng nhaäp lieäu ngoaøi oáng: αF = 43,114108,0 482,0.64,25. == td FF d Nu λ W/m2ñoä ⇒ qF = αF. ∆ t1 = 112,75.18 = 2059,7 W/m2 Kieåm tra sai soá: ε = W FW q qq − 100% = 2,92% < 5% (thoûa) 3.4. Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: 85,75 43,114 110.565,5 20,257 1 1 4 = ++ = − K W/m2K 4. Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = 41,40 75,37.85,75 1000.7,115 . log == ∆tK Q m2 5. Caáu taïo thieát bò: Soá oáng truyeàn nhieät: n = 127 oáng. OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = 2 trn ddn F + pi = 2,51 (m) ⇒ choïn L = 2,5 m Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 13 oáng Böôùc oáng: t = 48 (mm) = 0,048 m AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [2]: ⇒ Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò: D = t(b-1) + 4dn = 0,7 m. Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 49 V. Thieát bò ñun soâi doøng nhaäp lieäu: Choïn thieát bò ngöng tuï voû – oáng, ñaët ngang. OÁng truyeàn nhieät ñöôïc laøm baèng theùp hôïp kim X18H10T, kích thöôùc oáng 38 x 3: Ñöôøng kính ngoaøi: dn = 38 mm = 0,038 m Beà daøy oáng: δt = 3 mm = 0,003 m Ñöôøng kính trong: dtr = 0,032 m Nhieät trôû lôùp baån trong oáng: r1 = 1/5000 m2.K/W Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Choïn: Nhaäp lieäu ñi trong oáng vôùi nhieät ñoä vaøo tV = 60,0oC vaø nhieät ñoä ra tR = 68,5oC. Doøng hôi ngöng tuï ñi ngoaøi oáng vôùi nhieät ñoä ngöng tuï tngöng = 126,25oC, coù aùp suaát 2at, aån nhieät hoùa hôi r = 2189500 J/kg. 1. Löôïng hôi nöôùc caàn duøng : Caân baèng nhieät: Q = GF.cF.(tr – tv) = Gn.rn ÔÛ nhieät ñoä trung bình ttb = 64,25oC thì: Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,83 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,20 J/kgK Neân: 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. Hieäu soá nhieät ñoä trung bình : Choïn kieåu truyeàn nhieät ngöôïc chieàu, neân: 15,62 5,6825,126 0,6025,126 )5,6825,126()0,6025,126( log = − − −−− =∆ Ln t K 3. Heä soá truyeàn nhieät: Heä soá truyeàn nhieät K ñöôïc tính theo coâng thöùc: ngöng t n 1r1 1K α +Σ+ α = ,W/m2.K Vôùi: αn : heä soá caáp nhieät cuûa doøng nöôùc laïnh, W/m2.K αngöng : heä soá caáp nhieät cuûa doøng hôi ngöng tu,ï W/m2.K ∑rt : nhieät trôû qua thaønh oáng vaø lôùp caùu.
Beà daøy thaønh oáng: δt = 0,003 m
Heä soá daãn nhieät cuûa theùp khoâng gæ: λt = 16,3 W/mK
Nhieät trôû lôùp caùu trong oáng: r1 = 1/5800 m2.K/W
Nhieät trôû lôùp caùu ngoaøi oáng: r2 =1/5800 m2.K/W Neân: ∑rt = 5,289.10-4 m2.K/W Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 50 3.1. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa doøng nhaäp lieäu ñi trong oáng : Nhieät ñoä trung bình cuûa doøng nhaäp lieäu trong oáng: tf = ½ (tV + tR) = 64,25oC Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρN = 979,8 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: ρR = 746,2 kg/m3 Neân: 8,979 1,01 2,746 1,011 − += − += N F R F xx ρρρ ⇒ ρ = 950,06 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 3,88.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: µR = 3,12.10-4 N.s/m2 Neân: lgµ = xF.lgµR + (1 – xF).lgµN ⇒ µ = 3,65.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λN = 0,661 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: λR = 0,105 W/mK Neân: λ = )).(1.(.72,0)1.(. RNFFFNFR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,569 W/mK (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 41,83 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 28,20 J/kgK Neân: c = cR.xF + cN. (1 – xF) = 40,475 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (V.35), trang 12, [2]: λ µc =Pr = 2,60 Vaän toác thöïc teá cuûa doøng nhaäp lieäu trong oáng: 003,0 032,0..127.06,950.3600 1000.4 3600 4 22 === pipiρ trF F F dn G v m/s Chuaån soá Reynolds : 0,250 10.65,3 06,950.032,0.003,0.Re 4 . === − F FtrF F dv µ ρ < 2300 : cheá ñoä chaûy taàng AÙp duïng coâng thöùc (1.80), trang 31, [5] ⇒ coâng thöùc xaùc ñònh chuaån soá Nusselt: 25,0 2 1,043,033,0 Pr Pr ..PrRe..15,0       = w n nnlw GrNu ε Trong ñoù: ε1 – heä soá tính ñeán aûnh höôûng cuûa heä soá caáp nhieät theo tyû leä giöõa chieàu daøi L vaø ñöôøng kính d cuûa oáng. Tra baûng 1.2, trang 31, [5] ⇒ choïn ε1 = 1 Choïn ∆ t2 = 20oC ⇒ tw2 = 84,25oC Taïi nhieät ñoä naøy: Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 3,03.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: µR = 2,26.10-4 N.s/m2 Neân: lgµ = xFlgµR + (1 – xF)lgµN ⇒ µ = 2,98.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa nöôùc: λN = 0,677 W/mK Heä soá daãn nhieät cuûa röôïu: λR = 0,178 W/mK Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 51 Neân: λ = )).(1.(.72,0)1.(. RNFFFNFR xxxx λλλλ −−−−+ = 0,595 W/mK (coâng thöùc 1.37, trang 124,[1]) Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc: cN = 4201,8 J/kgK Nhieät dung rieâng cuûa röôïu: cR = 2922,0 J/kgK Neân: c = cR. xF + cN.(1 – xF) = 4126,5 J/kgK AÙp duïng coâng thöùc (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 .... ==⇒ = + == ∆ = − − −− Gr K T tdgGr o β µ βρ ⇒ NuF = 11,4 Heä soá caáp nhieät cuûa doøng nhaäp lieäu ñi trong oáng trong: αF = 0,212032,0 595,0.4,11. == tr FF d Nu λ W/m2ñoä ⇒ qF = αF.∆ t2 = 212,0.20 = 4240,0 W/m2 3.3. Xaùc ñònh heä soá caáp nhieät cuûa hôi ngöng tuï ngoaøi oáng : AÙp duïng coâng thöùc (1.110), trang 38, [5]⇒ Ñoái vôùi oáng ñôn chieác naèm ngang thì: 4 nW1ngöng 32 1 ).dt-.(t .g.r.725,0 µ λρ =α Tra baûng V.II, trang 48, [2] ⇒ vôùi soá oáng n = 127 thì soá oáng treân ñöôøng cheùo cuûa hình 6 caïnh laø: b = 13 Tra hình V.18, trang 19, [4] ⇒ heä soá phuï thuoäc vaøo caùch boá trí oáng vaø soá oáng trong moãi daõy thaúng ñöùng laø εtb = 1,1 ⇒ Heä soá caáp nhieät trung bình cuûa chuøm oáng: αngöng = εtbα1 = 1,1α1 Choïn ∆ t1 = 0,2oC ⇒ tW1 = 126,05oC Tra caùc thoâng soá cuûa hôi ngöng tuï: Khoái löôïng rieâng cuûa hôi: ρN = 939,16 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa hôi: µN = 2,28.10-4 N.s/m2 Heä soá daãn nhieät cuûa hôi: λN = 0,686 W/mK ⇒ α1 = 19886,13 W/m2K ⇒ αn = 21874,74 W/m2K ⇒ qn = αn (tn – tW1) = 4374,94 W Kieåm tra sai soá: ε = n Fn q qq − 100% = 3,08% < 5% (thoûa) Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 52 3.4. Xaùc ñònh heä soá truyeàn nhieät: 0,188 74,21874 110.565,5 0,212 1 1 4 = ++ = − K W/m2K 4. Beà maët truyeàn nhieät: Beà maët truyeàn nhieät ñöôïc xaùc ñònh theo phöông trình truyeàn nhieät: F = 36,1 15,62.0,188 1000.93,15 . log == ∆tK Qnt m2 5. Caáu taïo thieát bò: Soá oáng truyeàn nhieät: n = 127 oáng. OÁng ñöôïc boá trí theo hình luïc giaùc ñeàu. Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L = 2 trn ddn F + pi = 0,09 (m) ⇒ choïn L = 0,1 m Soá oáng treân ñöôøng cheùo: b = 13 oáng Tra baûng trang 21, [3] ⇒ Böôùc oáng: t = 48 mm = 0,048 m AÙp duïng coâng thöùc (V.140), trang 49, [2]: ⇒ Ñöôøng kính trong cuûa thieát bò: D = t(b-1) + 4dn = 0,7 m. VI. Boàn cao vò: 1. Toån thaát ñöôøng oáng daãn: Choïn oáng daãn coù ñöôøng kính trong laø dtr = 80 mm Tra baûng II.15, trang 381, [1] ⇒ Ñoä nhaùm cuûa oáng: ε = 0,2 mm = 0,0002 m Toån thaát ñöôøng oáng daãn: g v d lh F 2 . 2 1 1 1 11       Σ+= ξλ m Trong ñoù: λ1 : heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng. l1 : chieàu daøi ñöôøng oáng daãn, choïn l1 = 30 m d1 : ñöôøng kính oáng daãn, d1 = dtr = 0,08 m ∑ξ1 : toång heä soá toån thaát cuïc boä. vF : vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn 1.1. Xaùc ñònh vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn : Caùc tính chaát lyù hoïc cuûa doøng nhaäp lieäu ñöôïc tra ôû nhieät ñoä trung bình: tF = 2 8,6528 2 + = + FSFV tt = 46,9 oC Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 53 Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρN = 989,2 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: ρR = 768,4 kg/m3 Neân: 2,989 1,01 4,768 1,011 − += − += N F R F F xx ρρρ ⇒ ρF = 961,6 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 5,15.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: µR = 3,75.10-4 N.s/m2 Neân: lgµF = xFlgµN + (1 – xF)lgµA ⇒ µF = 4,65.10-4 N.s/m2 Vaän toác cuûa doøng nhaäp lieäu ñi trong oáng: 22 08,0..6,961.3600 1000.4 3600 4 pipiρ == trF F F d G v = 0,057 m/s 1.2. Xaùc ñònh heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng : Chuaån soá Reynolds : 410.65,4 6,961.08,0.057,0Re − == F FtrF F dv µ ρ = 9429,9 > 4000 : cheá ñoä chaûy roái Chuaån soá Reynolds tôùi haïn: Regh = 6(d1/ε)8/7 = 5648,513 Chuaån soá Reynolds khi baét ñaàu xuaát hieän vuøng nhaùm: Ren = 220.(d1/ε)9/8 = 186097,342 Vì Regh < ReF < Ren ⇒ cheá ñoä chaûy roái öùng vôùi khu vöïc quaù ñoä. AÙp duïng coâng thöùc (II.64), trang 379, [1]: λ1= 25,0 1 Re 100 .46,1.1,0       + Fd ε = 0,035 1.3. Xaùc ñònh toång heä soá toån thaát cuïc boä : Choã uoán cong : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Choïn daïng oáng uoán cong 90o coù baùn kính R vôùi R/d = 2 thì ξu1 (1 choã) = 0,15. Ñöôøng oáng coù 6 choã uoán ⇒ ξu1 = 0,15. 6 = 0,9 Van : Choïn van caàu vôùi ñoä môû hoaøn toaøn thì ξvan (1 caùi) = 10. Ñöôøng oáng coù 2 van caàu ⇒ ξvan = 10. 2 = 20 Löu löôïng keá : ξl1 = 0 (coi nhö khoâng ñaùng keå). Vaøo thaùp : ξthaùp = 1 Taïi mieäng ra cuûa boàn cao vò: Tra baûng 10, trang 385, [1]: ξ = 11 Neân: ∑ξ1 = 33,05 Vaäy: 81,9.2 057,0 .05,33 08,0 30 .035,0 2 1       +=h = 7,65.10-3 (m) 2. Toån thaát ñöôøng oáng daãn trong thieát bò trao ñoåi nhieät giöõa doøng nhaäp lieäu vaø saûn phaåm ñaùy: Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 54 g2 v . d l h 2 2 2 2 2 22       ξΣ+λ= m Trong ñoù: λ2 : heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng. l2 : chieàu daøi ñöôøng oáng daãn, l2 = 2,5 m d2 : ñöôøng kính oáng daãn, d2 = dtr = 0,032 m ∑ξ2 : toång heä soá toån thaát cuïc boä. v2 : vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn 2.1. Vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn :v2 = 3,57.10-3 m/s 2.2. Xaùc ñònh heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng : Chuaån soá Reynolds : Re2 = 710,9 < 2300 : cheá ñoä chaûy taàng. Ñoä nhaùm: ε = 0,0002 AÙp duïng coâng thöùc (II.64), trang 379, [1]: 09,0 9,710 64 Re 64 ===λ 2.3. Xaùc ñònh toång heä soá toån thaát cuïc boä : Ñoät thu : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Khi 2 2 1 08,0 032,0 = F Fo = 0,160 thì ξñoät thu 2 (1choã) = 0,458 Coù 1 choã ñoät thu ⇒ ξñoät thu 1 = 0,458 Ñoät môû : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Khi 2 2 1 08,0 032,0 = F Fo = 0,160 thì ξñoät môû 2 (1choã) = 0,708 Coù 1 choã ñoät môû ⇒ ξñoät môû 2 = 0,708 Neân: ∑ξ2 = ξñoât thu 2 + ξñoät môû 2 = 1,166 Vaäy: 3 23 2 10.68,081,9.2 )10.57,3( .166,1 032,0 5,2 .09,0.127 − − =      +=h m 3. Toån thaát ñöôøng oáng daãn trong thieát bò ñun soâi doøng nhaäp lieäu: g v d lh 2 . 2 3 3 3 3 33       Σ+= ξλ ,m Trong ñoù: λ3 : heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng. l3 : chieàu daøi ñöôøng oáng daãn, l2 = 0,5 m. d3 : ñöôøng kính oáng daãn, d3 = dtr = 0,032 m. ∑ξ3 : toång heä soá toån thaát cuïc boä. v3 : vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn 3.1. Vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng daãn :v2 = 0,003 m/s Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 55 3.2. Xaùc ñònh heä soá ma saùt trong ñöôøng oáng : Chuaån soá Reynolds : Re2 = 250 < 2300: cheá ñoä chaûy taàng Ñoä nhaùm: ε = 0,0002 AÙp duïng coâng thöùc (II.64), trang 379, [1]: 256,0 250 64 Re 64 ===λ 3.3. Xaùc ñònh toång heä soá toån thaát cuïc boä : Ñoät thu : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Khi 2 2 1 08,0 032,0 = F Fo = 0,160 thì ξñoät thu 3 (1choã) = 0,458 Coù 1 choã ñoät thu ⇒ ξñoät thu 3 = 0,458 Ñoät môû : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Khi 2 2 1 08,0 032,0 = F Fo = 0,160 thì ξñoät môû 3 (1choã) = 0,708 Coù 1 choã ñoät môû ⇒ ξñoät môû 3 = 0,708 Neân: ∑ξ3 = ξñoât thu 3 + ξñoät môû 3 = 1,166 Vaäy: 3 2 3 10.30,081,9.2 003,0 .166,1 032,0 5,0 .256,0.127 −=      +=h m 4. Chieàu cao boàn cao vò: Choïn : Maët caét (1-1) laø maët thoaùng chaát loûng trong boàn cao vò. Maët caét (2-2) laø maët caét taïi vò trí nhaäp lieäu ôû thaùp. Aùp duïng phöông trình Bernoulli cho (1-1) vaø (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 ñoù: z1: ñoä cao maët thoaùng (1-1) so vôùi maët ñaát, hay xem nhö laø chieàu cao boàn cao vò Hcv = z1. z2: ñoä cao maët thoaùng (2-2) so vôùi maët ñaát, hay xem nhö laø chieàu cao töø maët ñaát ñeán vò trí nhaäp lieäu: z2 = hchaân ñôõ + hñaùy + (nttC – 1).∆h = 0,105 + 0,02 + (12 – 1).0,25 = 2,875 m P1 : aùp suaát taïi maët thoaùng (1-1), choïn P1 = 1 at = 9,81.104 N/m2 P2 : aùp suaát taïi maët thoaùng (2-2) Xem ∆P = P2 – P1 = nttL .∆PL = 9. 286,27 = 2576,4 N/m2 v1 : vaän toác taïi maët thoaùng (1-1), xem v1 = 0 m/s v2 : vaän toác taïi vò trí nhaäp lieäu, v2 = vF = 0,057 m/s ∑hf1-2 : toång toån thaát trong oáng töø (1-1) ñeán (2-2): ∑hf1-2 = h1 + h2 + h3 = 8,63.10-3 m Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 56 Vaäy: Chieàu cao boàn cao vò: 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 Choïn Hcv = 5 m VII. Bôm: 1. Naêng suaát: Nhieät ñoä doøng nhaäp lieäu laø tF = 28oC. Taïi nhieät ñoä naøy thì: Khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc: ρN = 996,3 kg/m3 Khoái löôïng rieâng cuûa röôïu: ρR = 784,8 kg/m3 Neân: 3,996 1,01 8,784 1,011 − += − += N F R F F xx ρρρ ⇒ ρF = 970,2 kg/m3 Ñoä nhôùt cuûa nöôùc: µN = 8,36.10-4 N.s/m2 Ñoä nhôùt cuûa röôïu: µR = 0,51.10-3 N.s/m2 Neân: lgµF = xF.lgµN + (1 – xF).lgµA ⇒ µF = 7,35.10-4 N.s/m2 Suaát löôïng theå tích cuûa doøng nhaäp lieäu ñi trong oáng: 2,970 1000 == F F F GQ ρ = 1,03 m3/h Vaäy: choïn bôm coù naêng suaát Qb = 2 m3/h 2. Coät aùp: Choïn : Maët caét (1-1) laø maët thoaùng chaát loûng trong boàn chöùa nguyeân lieäu. Maët caét (2-2) laø maët thoaùng chaát loûng trong boàn cao vò. AÙp duïng phöông trình Bernoulli cho (1-1) vaø (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 ñoù: z1: ñoä cao maët thoaùng (1-1) so vôùi maët ñaát, choïn z1 = 1m. z2: ñoä cao maët thoaùng (2-2) so vôùi maët ñaát, z2 = Hcv = 5m. P1 : aùp suaát taïi maët thoaùng (1-1), choïn P1 = 1 at. P2 : aùp suaát taïi maët thoaùng (2-2), choïn P2 = 1 at. v1,v2 : vaän toác taïi maët thoaùng (1-1) vaø(2-2), xem v1= v2 = 0 m/s ∑hf1-2 : toång toån thaát trong oáng töø (1-1) ñeán (2-2). Hb : coät aùp cuûa bôm. 2.1. Tính toång trôû löïc trong oáng: Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 57 Choïn ñöôøng kính trong cuûa oáng huùt vaø oáng ñaåy baèng nhau: dtr = 50 mm Tra baûng II.15, trang 381, [1] ⇒ Ñoä nhaùm cuûa oáng: ε = 0,2 mm = 0,0002 Toång trôû löïc trong oáng huùt vaø oáng ñaåy ∑hf1-2 = g v d ll F ñh tr ñh 2 . 2       Σ+Σ++ ξξλ Trong ñoù: lh : chieàu daøi oáng huùt. Chieàu cao huùt cuûa bôm: Tra baûng II.34, trang 441, [1] ⇒ hh = 4,2 m ⇒ Choïn lh = 6 m lñ : chieàu daøi oáng ñaåy, choïn lñ = 8 m ∑ξh : toång toån thaát cuïc boä trong oáng huùt. ∑ξñ : toång toån thaát cuïc boä trong oáng ñaåy. λ : heä soá ma saùt trong oáng huùt vaø oáng ñaåy. vF : vaän toác doøng nhaäp lieäu trong oáng huùt vaø oáng ñaåy m/s 283,0 050,0..3600 2.4 3600 4 22 === pipi tr b F d Q v m/s 11 Xaùc ñònh heä soá ma saùt trong oáng huùt vaø oáng ñaåy : Chuaån soá Reynolds : 410.05,8 2,970.05,0.283,0Re − == F FtrF F dv µ ρ = 17053,8 > 4000 : cheá ñoä chaûy roái Chuaån soá Reynolds tôùi haïn: Regh = 6(dtr/ε)8/7 = 3301,065 Chuaån soá Reynolds khi baét ñaàu xuaát hieän vuøng nhaùm: Ren = 220(dtr/ε)9/8 = 109674,381 Vì Regh < ReF < Ren ⇒ cheá ñoä chaûy roái öùng vôùi khu vöïc quaù ñoä. AÙp duïng coâng thöùc (II.64), trang 379, [1]: λ = 25,0 Re 100 .46,1.1,0       + Ftrd ε = 0,033 12 Xaùc ñònh toång toån thaát cuïc boä trong oáng huùt :
Choã uoán cong : Tra baûng II.16, trang 382, [1]: Choïn daïng oáng uoán cong 90o coù baùn kính R vôùi R/d = 2 thì ξu1 (1 choã) = 0,15. OÁng huùt coù 2 choã uoán ⇒ ξu1 = 0,3
Van : Choïn van caàu vôùi ñoä môû hoaøn toaøn thì ξv1 (1 caùi) = 10. OÁng huùt coù 1 van caàu ⇒ ξv1 = 10 Neân: ∑ξh = ξu1 + ξv1 = 10,3 13 Xaùc ñònh toång toån thaát cuïc boä trong oáng ñaåy :
Choã uoán cong : Tra baûng II.16, trang 382, [5]: Choïn daïng oáng uoán cong 90o coù baùn kính R vôùi R/d = 2 thì ξu2 (1 choã) = 0,15. Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 58 OÁng ñaåy coù 4 choã uoán ⇒ ξu2 = 0,15. 4 = 0,6
Van : Tra baûng 9.5, trang 94, [1]: Choïn van caàu vôùi ñoä môû hoaøn toaøn thì ξv2 (1 caùi) = 10. OÁng ñaåy coù 1 van caàu ⇒ ξv2 = 10
Vaøo boàn cao vò : ξcv = 1 Neân: ∑ξñ = ξu1 + ξv1 + ξcv = 11,6 Vaäy: ∑hf1-2 = 81,9.2 283,0 .6,113,10 05,0 86033,0 2       ++ + ⋅ = 0,127 m 2.2. Tính coät aùp cuûa bôm: Hb = (z2 – z1) + ∑hf1-2 = ( 5 – 1) + 0,127 = 4,127 m 3. Coâng suaát: Choïn hieäu suaát cuûa bôm: ηb = 0,8. Coâng suaát thöïc teá cuûa bôm: Nb = 8,0.3600 81,9.5,970.127,4.2 .3600 . = b Fbb gHQ η ρ = 27,3 W Keát luaän: Ñeå ñaûm baûo thaùp hoaït ñoäng lieân tuïc ta choïn 2 bôm li taâm, coù: Naêng suaát: Qb = 2 m3/h Coät aùp: Hb = 4,127 m Coâng suaát: Nb = 27,3 W CHÖÔNG 6: Tính kinh teá Löôïng theùp X18H10T caàn duøng: M1 = 21mmaâm + mthaân + 2mñaùy(naép) = 243,43 kg Löôïng theùp CT3 caàn duøng: M2 = 8mbích noái thaân + mbích gheùp oáng loûng + mbích gheùp oáng hôùi + 4. mchaân ñôõ + 4. mtai treo + 4. mtaám loùt = 163,82 kg Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 59 Soá buloâng caàn duøng: n = 164 (caùi) Chieàu daøi oáng 38 x 3mm: L1 = 837m Chieàu daøi oáng 70mm: Choïn toång chieàu daøi oáng daãn loûng vaøo thaùp laø 10m. Chieàu daøi oáng 150mm: Choïn toång chieàu daøi oáng hôi ôû ñænh thaùp vaø oáng hôi ôû ñaùy thaùp laø L4 = 10m. Chieàu daøi oáng 50mm: Choïn toång chieàu daøi oáng chaûy traøn vaø oáng xaû ñaùy töø boàn cao vò, oáng nhaäp lieäu vaø oáng hoaøn löu laø 40m. Bôm ly taâm: choïn 2 bôm ly taâm ⇒ Nb = 2. 27,3 = 54,6 W Vaät lieäu Soá löôïng Ñôn giaù Thaønh tieàn (ñ) Theùp X18H10T 243,43 (kg) 50000 (ñ/kg) 12171500 Theùp CT3 163,82 (kg) 10000 (ñ/kg) 1638200 Buloâng 164 (caùi) 2500 (ñ/caùi) 410000 OÁng daãn 38 x 3mm 837 (m) 50000 (ñ/m) 41850000 OÁng 70mm 10 (m) 100000 (ñ/m) 1000000 OÁng 150mm 10 (m) 100000 (ñ/m) 1000000 OÁng 50mm 40 (m) 100000 (ñ/m) 4000000 Bôm ly taâm 54,6 (W) 700000 (ñ/Hp) 56000 AÙp keá 2 (caùi) 200000 (ñ/caùi) 400000 Nhieät keá 3 (caùi) 150000 (ñ/caùi) 450000 Löu löôïng keá (≥ 50mm) 2 (caùi) 1000000 (ñ/caùi) 2000000 Toång chi phí vaät tö 64975700 Vaäy toång chi phí vaät tö laø 65 trieäu ñoàng. Xem tieàn coâng cheá taïo baèng 200% tieàn vaät tö. Vaäy: toång chi phí laø 195 trieäu ñoàng. Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 60 CHÖÔNG 7: Keát luaän Vôùi heä thoáng chöng caát metanol - nöôùc duøng thaùp maâm xuyeân loã nhö ñaõ thieát keá, ta thaáy beân caïnh nhöõng öu ñieåm cuõng coøn coù nhieàu nhöôïc ñieåm. Thieát bò coù öu ñieåm laø naêng suaát vaø hieäu suaát cao nhöng thieát bò coøn raát coàng keành, ñoøi hoûi phaûi coù söï vaän haønh vôùi ñoä chính xaùc cao. Beân caïnh ñoù, khi vaän haønh thieát bò naøy ta cuõng phaûi heát söùc chuù yù ñeán vaán ñeà an toaøn lao ñoäng ñeå traùnh moïi ruûi ro coù theå xaûy ra, gaây thieät haïi veà ngöôøi vaø cuûa. Ñoà aùn moân hoïc GVHD: Thaày Mai Thanh Phong Trang 61 Taøi lieäu tham khaûo [1]. Soå tay Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoùa hoïc Taäp 1, ÑHBK Haø Noäi. [2]. Soå tay Quaù trình vaø Thieát bò Coâng ngheä Hoùa hoïc Taäp 2, ÑHBK Haø Noäi. [3]. Voõ Vaên Bang, Vuõ Baù Minh, “ Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa Hoïc – Taäp 3: Truyeàn Khoái”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM, 2004. [4]. Phaïm Vaên Boân – Nguyeãn Ñình Thoï, “Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa Hoïc – Taäp 5: Quaù trình vaø Thieát bò Truyeàn Nhieät”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM, 2002. [5]. Phaïm Vaên Boân , “Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa Hoïc – Baøi taäp Truyeàn nhieät”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM,2004. [6]. Trònh Vaên Duõng , “Quaù trình vaø Thieát bò trong Coâng Ngheä Hoùa Hoïc – Baøi taäp Truyeàn khoái”, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia TpHCM,2004. [7]. Hoà Leâ Vieân, “Thieát keá vaø Tính toaùn caùc thieát bò hoùa chaát”, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, Haø Noäi, 1978. [8]. Nguyeãn Minh Tuyeån, “Cô sôû Tính toaùn Maùy vaø Thieát bò Hoùa chaát – Thöïc phaåm”, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, Haø Noäi, 1984.