Thiết kế hệ thống cô đặc chân không gián đoạn NaCl từ 10% lên 27% ,năng suất 1200kg /mẻ, sử dụng ống chum

NaCl khan (J/kg độ) Theo công thức 2.12 trang 183 Tài liệu [4] c1 = 89,88 5,58 10*2610*26 33 =+ (J/kg độ) Vậy nhiệt dung riêng dung dịch theo nồng độ Nồng độ dung dịch. % 10 15 20 27 Nhiệt dung riêng dung dịch, J/kg độ 3771 3652 3370 3082,7 * Chọn hơi đốt có áp suất PD =3 at ⇒ tD =132,9oC * Nhiệt hóa hơi của nước ở áp suất 3 at r = 2171*103 J/kg độ (Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [1] ) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 12 * Entanpi của hơi thứ ở 73,05oC '' wi =2620*10 3 J/kg ( Bảng I.250 trang 312 Tài liệu [1] ) * Tổn thất nhiệt Qt = 0,05*QD * Xem nhiệt cô đặc là không đáng kể a Giai đoạn đưa dung dịch 10% từ 25oC đến 72,2oC Gđ = Gc = 3240 (kg) cđ = cc =3771 (J/kg độ) tđ = 25oC ; tc =72,2oC ; W = 0 kg Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình: Q1 =3240*3771*(72,2-25) =5,77*108 (J) Nhiệt lượng cần cung cấp ( kể cả tổn thất ): QD1 = 81 10*07,695,0 =Q (J) Lượng hơi đốt sử dụng: D1 = 3,294 10*2171*)05,01( 10*07,6 3 8 =− (kg) b Giai đoạn đưa dung dịch từ 10% đến 15%: Gđ = 3240 (kg) ; cđ =3771 (J/kg độ ); tđ =72,2 (oC) Gc = 2160 (kg) ; cc = 3562 (J/kg độ) ; tc = 73,6 (oC) W = 1080 (kg) Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình: Q2 = 2160*3562*73,6 – 3240*3771*72,2 + 1080*2620*103 Q2 =25,14*108 (J) Nhiệt lượng cần cung cấp ( kể cả tổn thất ) QD2 = 8 8 2 10*46,26 95,0 10*14,25 95,0 ==Q (J) Lượng hơi đốt sử dụng D2 = 1283 10*2171*)05,01( 10*46,26 3 8 =− (kg) c Giai đoạn đưa dung dịch từ 15% đến 20%: Gđ = 2160 (kg) ; cđ = 3562 (J/kg độ) ; tđ = 72,2(oC) Gc = 1620 (kg) ; cc = 3370 (J/kg độ ); tc = 75,3(oC) W = 540 (kg) Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình Q3 = 1620*3370*75,3 – 2160*3370*72,2 + 540*2620*103 Q3 = 12,6*108 (J) Nhiệt lượng cần cung cấp ( kể cả tổn thất nhiệt ): QD3 = 8 8 10*26,13 95,0 10*6,12 = (J) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 13 Lượng hơi đốt sử dụng D3 = 643 10*2171*)05,01( 10*26,13 3 8 =− (kg) d Giai đoạn đưa dung dịch từ 20% đến 27%: Gđ = 1620 (kg) ; cđ = 3370 (J/kg độ ); tđ = 75,3(oC) Gc = 1200 (kg) ; cc = 3082,7 (J/kg độ ); tc = 78,6 (oC) W = 420 (kg) Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình Q4 = 1200*3082,7*78,6 – 1620*3370*75,3 + 420*2620*103 Q4 = 9,8*108 (J) Nhiệt lượng cần cung cấp ( kể cả tổn thất nhiệt ): QD4 = 8 8 10*32,10 95,0 10*8,9 = (J) Lượng hơi đốt sử dụng: D4 = 500 10*2171*)05,01( 10*32,10 3 8 =− (kg) * Tổng nhiệt lượng: QD = 6,07*108 + 26,46*108 + 13,26*108 + 9,8*108 =56,11*108 (J) * Tổng lượng hơi đốt: D = 294,3 + 1283 + 643 + 500 =2720,3 (kg) * Lượng hơi đốt riêng: Driêng = 33,1 2040 3,2720 == W D (kg/kg hơi thứ) * Tóm tắt cân bằng năng lượng: Nồng độ dung dịch. % 10(25oC) 10(72,2oC) 15 20 27 Nhiệt lượng hữu ích, J*10-8 0 5,77 30,9 43,5 53,3 Tổng nhiệt lượng cung cấp, J*10-8 6,07 32,53 45,79 56,11 Lượng hơi đốt sử dụng, kg 294,3 1577,3 2220,0 2720,3 B. TÍNH THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH I. HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT 1. Hệ số truyền nhiệt trong quá trình sôi 1.1 Các kí hiệu và công thức 1α : hệ số cấp nhiệt khi ngưng tụ hơi (W/m2K) 2α : hệ số cấp nhiệt phía dung dịch sôi( W/m2K) q1 : nhiệt tải riêng phía hơi ngưng (W/m2) q2 : nhiệt tải riêng phía dung dịch sôi(W/m2) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 14 qv : nhệt tải riêng phía vách ống truyền nhiệt (W/m2) 1v t : nhiệt độ trung bình vách ngồi ống (oC) 2v t : nhiệt độ trung bình vách trong ống (oC) tD : nhiệt độ hơi ngưng, tD = 132,9(oC) tdd : nhiệt độ dung dịch sôi (oC) 1vD1 ttt −=Δ ddv2 ttt 2 −=Δ 21 vvv ttt −=Δ ( ) 1vDm tt 2 1t += : nhiệt độ màng nước ngưng (oC) 1.1.1 Phía hơi ngưng: 111 t.q Δ= α (1) Theo công thức V.101 trang 28 Tài liệu [2] 4 1 1 H*t r*A*04.2 Δ=α (2) Với A= 25,032 * ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ μ λρ phụ thuộc vào nhiệt độ màng tm tm , oC 40 60 80 100 120 140 160 180 200 A 139 155 169 179 188 194 197 199 199 ρ : khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ tm (kg/m3) λ : hệ số cấp nhiệt của nước ở nhiệt độ tm (W/mK) μ :độ nhớt của nước ở nhiệt độ tm (Pas) r : ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi ở nhiệt độ tD r = 2171*103 (J/kg) H = 1,5 m: chiều cao ống truyền nhiệt 1.1.2 Phía dung dịch q2 = 22 t.Δα (3) Theo công thức VI.27 trang 71 Tài liệu [2] 435,02565,0 2 *** ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= dd n n dd n dd n dd n c c μ μ ρ ρ λ λαα (4) Trong đó nnnn ,c,, μρλ : hệ số dẫn nhiệt (W/mK), khối lượng riêng (kg/m3), nhiệt dung riêng (J/kg độ), độ nhớt (Pas) của nước dddddddd ,c,, μρλ : các thông số của dung dịch theo nồng độ nα : hệ số cấp nhiệt tương ứng của nước (W/m2K) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 15 15,07,0 **56,0 pqn =α (5), (công thức V.90 trang 26 Tài liệu [2]) Với q : nhiệt tải riêng (W/m2) p : áp suất tuyệt đối trên mặt thống (N/m2) p = p1 = 0,3 at = 29430 (N/m2) * Các thông số của nước ( Bảng I.249 trang 311 Tài liệu [2] ): tsdm = 68,7 (oC) =nρ 978,5 (kg/m3) cn = 4186 (J/kg độ) nμ = 0,4*10-3 (Ns/m2) nλ = 66,7*10-2 (W/mK) * Các thông số của dung dịch: • ddμ tra ở bảng I.107 trang 101 Tài liệu [1] ( ở 40oC ) • ddλ tính theo công thức I.32 trang 123 Tài liệu [1] 3 dd dd dddd 8 M **c*10*58.3 ρρλ −= , W/mK Mdd = 18 1 5,58 1 xx −+ Với x : nồng độ dung dịch • cdd và ddρ xác định theo nồng đo Nồng độ dung dịch, % 10 15 20 27 tsdd, oC 72,2 73,6 75,3 78,6 ddρ , kg/m3 1073 1110 1150 1205 cdd , J/kg độ 3771 3562 3370 3082,7 ddμ , Ns/m2 0,71*10-3 0,78*10-3 0,89*10-3 1,08*10-3 Mdd 19,34 20,09 20,9 22,14 ddλ , W/mK 0,55 0,54 0,528 0,504 1.1.3 Phía vách ống truyền nhiệt Theo thí dụ 19 trang 148 Tài liệu [4] ∑ Δ= v v v r tq (6) ⇒ vtΔ = ∑ vv rq * Trong đó: ∑ ++= 2v v 1 v r 1 rr 1r δ Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 16 Lấy 3 1 10*464,01 −= r , (W/mK)-1: nhiệt trở của nước thường 3 2 10*389,01 −= r (W/mK )-1: nhiệt trở cuả cáu bẩn 2v =δ mm: bề dày ống truyền nhiệt =vλ 17,5 W/mK: hệ số dẫn nhiệt qua vách 3 3 3 10*389,0 5.17 10*210*464,0 − − −∑ ++=⇒ vr =9,653*10-4, (W/mK)-1 1.1.4 Hệ số truyền nhiệt K ∑ ++ = 2 v 1 1r1 1K αα , W/m2K Do không biết chính xác nhiệt độ vách ống truyền nhiệt nên phải thực hiện tính lặp như sau 1 Chọn 1v t (< tD ) 1tΔ⇒ 2 Tính 1α theo công thức (2) 3 Tính q1 theo công thức (1) 4 Tính vtΔ theo công thức (6) với qv = q1 2v t,t 2 Δ⇒ 5 Tính nα theo công thức (5) với q = q1 6 Tính 2α theo công thức (4) 7 Tính q2 theo công thức (3) 8 Tính qtb = ( )21 qq.2 1 + 9 Xác định sai số ss = 1 tb1 q qq − Nếu ss > 5% thì chọn lại 1v t và lặp lại quá trình tính đến khi đạt sai số nhỏ 10 Tính K theo công thức (7) 1.2 Tính K cho các giai đoạn a. Tímh ở nồng độ 10% : Chọn • Kttv 9,4128 11 =Δ⇒= • Tính 1α : ( ) 19145,1301289,132* 2 1 =⇒=+= ACt om 57,9083 5,1*9,4 10*2171*191*204 * **04,2 4 3 4 1 1 ==Δ=⇒ Ht rAα (W/m2K) • )/(5,445099,4*57,9083* 2111 mWtq ==Δ= α Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 17 • )(97,4210*653,9*5,44509* 41 Crqt ovv ===Δ −∑ )(859,42128 2 Ct ov =−=⇒ )(8,122,72852 Ct o=−=Δ⇒ • 525,470316*29430*5,44509*56,0**56,0 15,07,015,07,01 === pqnα (W/m2K) 435,0 3 32565,0 2 10*71,0 10*4,0* 4186 3771* 5,978 1073 667,0 55,0*525,4703 ⎥⎥⎦ ⎤ ⎢⎢⎣ ⎡ ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= − − α )/(56,3402 22 KmW=α • 76,435528,12*56,3402* 222 ==Δ= tq α (W/m2) • ( ) ( ) )/(4403176,435525,44509 2 1 2 1 2 21 mWqqqtb =+=+= =−= 1 tb1 q qqss %101,0 5,44509 13,440315,44509 ==− (thỏa) Vậy Ct ov 1281 = K = )/(730 56,3402 110*653,9 57,9083 1 1 2 4 KmW= ++ − b. Tính ở nồng độ 15%: Tính tương tự Ct ov 3,1281 = K = )/(718 75,3141 110*653,9 18,9228 1 1 2 4 KmW= ++ − c. Tính ở nồng độ 20%: Tímh tương tự 5,128 1 =vt (oC) K = )/(42,704 75,2880 110*653,9 3,9331 1 1 2 4 KmW= ++ − d. Tính ở nồng độ 27%: Tính tương tự Ct ov 1291 = K = )/(675 78,2425 110*653,9 99,9616 1 1 2 4 KmW= ++ − o Bảng tóm tắt Nồng độ dung dịch,% 10 15 20 27 tsdd, oC 72,2 73,6 75,3 78,6 q1, W/m2 44509,5 42449,63 41057,72 37506,29 q2,W/m2 43552,76 43115,41 39083,09 34434,39 Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 18 qtb, W/m2 44031,13 42782,52 40070,4 35970,34 1α ,W/m2K 9083,57 9228,18 9331,3 9616,99 2α , W/m2K 3402,56 3141,75 2880,75 2425,78 K, W/m2K 730 718 704 675 ss, % 1 0,78 2,4 4 2. Hệ số truyền nhiệt trong quá trình gia nhiệt dung dịch ban đầu từ 25oC đến 72,2oC: 2.1 Các kí hiệu và công thức Các kí hiệu 1α , 2α , q1, q2, qv, 1vt , 2vt , tD, tdd, v21 t,t,t ΔΔΔ , tm như mục 1.1 2.1.1 Phía hơi ngưng: 111 t.q Δ= α 4 1 1 * **04,2 Ht rA Δ=α A xác định theo tm r = 2171*103 J/kg H = 1,5 m 2.1.2 Phía vách: ∑ Δ= v v v r tq ∑ −−= 124 )/(10*653,9 KmWrv 2.1.3 Phía dung dịch: 222 * tq Δ= α l NulNu dd dd λαλ α ** 2 2 =⇒= Trong đó ( )nGrCNu Pr*= dd ddddc λ μ* Pr = 2 2 3 **** dd dddd gtlGr μ βρ Δ= * C và n phụ thuộc vào Pr và Gr như sau ƒ Gr*Pr 310−≤ thì Nu = 0.5 ƒ Gr*Pr 50010 3 →= − thì ( ) 125,0Pr.18,1 GrNu = ƒ 710*2500Pr* →=Gr thì ( ) 25,0Pr.54,0 GrNu = ƒ Gr*Pr 710*2> thì ( ) 33,0Pr.135,0 GrNu = * l : chiều cao ống truyền nhiệt, l = 1,5 m Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 19 * dddddddddd c,,,, μλβρ : khối lượng riêng ( kg/m3 ), hệ số dãn nở thể tích ( K-1 ), hệ số dẫn nhiệt ( W/mK ), độ nhớt ( Pa.s ), nhiệt dung riêng ( J/kg độ ) của dung dịch NaCl lấy ở nhiệt độ màng ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ += 2vdd _ m tt2 1t Với )(6,48)252,72( 2 1_ Ct odd =+= )/(1073 3mkgdd =ρ cdd = 3771 (J/kg độ) 310*78,0 −=ddμ (Ns/m2) mK/W577.0dd =λ β của dung dịch NaCl 25% To ,oC 0 20 40 60 80 100 120 310. −β 0,425 0,455 0,48 0,505 0,535 0,57 0,605 2.1.4 Hệ số truyền nhiệt : ∑ ++ = 2 v 1 1r1 1K αα , W/m2K * Trình tự tính lặp (1). Chọn 1v tt 1 Δ⇒ (2). Tính 1α (3). Tính q1 (4). Tính 2v1 ttt 2 Δ⇒⇒Δ (5). Tính Nu2 2α⇒ (6). Tính q2 (7). Tính qtb = ( )21 qq2 1 + (8). Tính ss = q qq tb1 − , tính cho đến sai số nhỏ (và phải nhỏ hơn 5% ) 2.2 Thực hiện tính lặp (1). Chọn Ct ov 5,1241 = 4,85,1249,1321 =−=Δ⇒ t (oC) tm= ( ) Co7,1285,1249,132 2 1 =+ 13.190A =⇒ Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 20 (2). )/(83,7921 5,1*4,8 10*217113,190*04,2 24 3 1 KmW==α (3). )/(35,665434,8*83,7921 2111 mWtq ==Δ= α (4). ∑ ===Δ − 23,6410*653,9*35,66543. 41 vv rqt (oC) )(27,6023,645,124 2 Ct ov =−=⇒ 67,116,4827,602 =−=Δ⇒ t (oC) (5). Tính 2α : 868,4 55,0 10*78,0*3771.Pr 3 === − dd ddddc λ μ ( ) 3' 10*49,0435,546,4827,60 2 1 −=⇒=+= βCt om (K-1) ( ) 1423 23 10*583,3 10*78,0 81,9*67,11*49,0*1073*5,1 ==⇒ −Gr ta thấy Gr*Pr > 2.107 14456)(Pr**135,0 33,0 ==⇒ GrNu 5300 * 2 ==⇒ l Nu ddλα (W/m2K) (6). )/(61851* 2222 mWtq =Δ= α (7). qtb = 64197,25(W/m2) (8). ss=0.035=3,5% (thoả) Vậy hệ số truyền nhiệt giai đoạn này )/(781 5300 110*653,9 83,7921 1 1 2 4 KmWK = ++ = − II. BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT VÀ THỜI GIAN CÔ ĐẶC Phương trình truyền nhiệt cho khoảng thời gian nhỏ dT dQ= K*F(T-t)*dT Giả sử đến cuối quá trình dung dịch vẫn ngập hết bề mặt truyền nhiệt F⇒ không đổi, T không đổi d.F⇒ T= ( )tTK dQ − Lấy tích phân ta được F.T2 = ( )∫ − Q 0 tTK dQ (1) T2 : thời gian cô đặc ( không kể thời gian gia nhiệt cho dung dịch đầu đến 83.48oC ), s Q : nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình này, J Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 21 810.Q − * Ta tính tích phân (1) bằng đồ thị. Cần xác định Q, ( )tTK 1 − ở từng thời điểm. Nồng độ dung dịch, % 10 15 20 27 Q*10-8, J 0 26,46 39,72 50,04 t(tsdd), oC 72,2 73,6 75,3 78,6 K, W/m2K 730 718 704 675 T-t 60,7 59,3 57,6 54,3 510* )tT.(K 1 − 2,257 2,349 2,466 2,728 Vẽ đồ thị có : trục hồnh : Q*10-8 (x) : trục tung : ( )tT.K 1 − *10 5 (y) 0 1 1 2 2 3 3 0 20 40 60 x y Từ việc tính tích phân đồ thị ta có • Giai đoạn 1 ( 10%→15% ) : S1 = F. T1 = 60937 (m2s) • Giai đoạn 2 ( 15%→20% ) : S2 = F. T2 = 31923(m2s) • Giai đoạn 3 ( 20%→27% ) : S3 = F. T3 = 26801 (m2s) • Tổng quá trình cô đặc từ 10% đến 27% S = F. T = 119661 (m2s) * Chọn thời gian cô đặc là 80 phút ⇒Bề mặt trao đổi nhiệt là F = 119661 / 4800 = 24,9 (m2) . Chọn F=25 (m2) ⇒Thời gian của các giai đoạn Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 22 ƒ Giai đoạn 1 : T1 = 60937 / 25 = 2438 s ƒ Giai đoạn 2 : T2 = 31923/ 25 = 1277 s ƒ Giai đoạn 3 : T3 = 26801 / 25 = 1072 s * Thời gian gia nhiệt ban đầu .F.t.KQ Δ= T T = F.t.K Q Δ Với Q : nhiệt lượng dùng cho gia nhiệt, J K : hệ số truyền nhiệt cho quá trình gia nhiệt, W/m2K tΔ : chênh lệch nhiệt độ, K ( ) ( ) Kt 89,74 48,839,132 259,132ln 48,839,132259,132 = − − −−−=Δ ⇒ T = 32,6379 25*82*781 10*07,6 8 ≈= s (phút) * Chọn thời gian nhập liệu 20 phút Thời gian tháo sản phẩm 15 phút * Tồng thời gian cô đặc 1 mẻ là Tt = 20 + 6,3 + 80 + 15 = 121,3( phút) III. BUỒNG ĐỐT VÀ ĐÁY: Diện tích bề mặt truyền nhiệt : F = 32 (m2) (lấy dư 20% để an tồn ) Chiều cao ống truyền nhiệt : H = 1,5m Chọn ống truyền nhiệt có đường kính : dng = 38mm : dtr = 34 mm ⇒ Số ống cần : HdnF trπ= 200 5,1*034,0* 32 ===⇒ ππ Hd Fn tr (ống) • Chọn bước ống t = (1.2 5.1→ ).dng Chọn t = 56 mm • Chọn ống tuần hồn ƒ Đường kính ống tuần hồn Chọn dtr (th) = 315 mm dng(th) = 325 mm Số ống truyền nhiệt bị chiếm chỗ Gọi m : là số ống nằm trên đường chéo ống tuần hồn ⇒m=( dng(th)- dng)/t +1 = 1,4156 38*4325 =+− Chọn m=7 Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 23 ⇒có 5 ống trên đường chéo ống tuần hồn ⇒ a=(m +1)/2 = 4 ( công thức V.139 Tài liệu [2] trang 48 ) Tổng số ống bị chiếm chỗ 371)14(*4*31)1.(3' =+−=+−= aan (công thức V.139 Tài liệu [2] trang 48) • Xếp ống theo hình lục giác đều ( theo Tài liệu [2] trang 48 ) ƒ Số hình lục giác đều : 9 hình ƒ Số ống trên đường chéo : 19 ống ⇒Tổng số ống : 271 ống Số ống truyền nhiệt còn lại 23437271 =−=n (ống) Như vậy ta có thể chọn số ống an tồn là 234 ống . • Đường kính trong buồng đốt Dt = t.(b-1) + 4.dng= 56*(19-1) + 4*38 =1160 (mm) Với b = 19 , số ống trên đuờng chéo lục giác Chọn đường kính buồng đốt Dt (bđ) = 1200 (mm) • Đáy : Chọn đáy nón tiêu chuẩn có gờ, góc đáy 60o Tra bảng XIII.21 trang 394 Tài liệu [2] Chiều cao gờ hgờ = 50 mm Chiều cao phần nón hn = 1087 (mm) Bề mặt trong :Ft= 2,608( m2) Thể tích đáy nón Vđáy = 0,532 (m3) Thể tích truyền nhiệt và ống tuần hồn Vô = 436,015*4 315,0*5,1* 4 034,0**234 22 =+ππ (m3) Cuối quá trình cô đặc Vdd = 1 > 0,532 +0,436 ⇒dung dịch vẫn ngập hết bề mặt truyền nhiệt IV. BUỒNG BỐC VÀ NẮP 1. Đường kính ƒ Lưu lượng hơi thứ Ta tính lưu lượng hơi thứ trong giai đoạn đầu ( do lượng hơi thứ trong giai đoạn này là lớn nhất ) 1hôi WV = /( 1ρ * T1) ( m3/s) Trong đó W1 : lượng hơi thứ trong giai đầu (kg) W1 = 1080 (kg) 1ρ : khối lượng riêng hơi thứ ở áp suất P1 = 0,3 at 1ρ = 0,1876 (kg/m3 ) ( Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [1] ) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 24 T1 : thời gian gia nhiệt giai đoạn đầu ( từ 10% đến 15% ) T1 = 2438 s 361,2 2438*1876,0 1080 ==⇒ hôiV (m3/s) ƒ Vận tốc hơi: 2 )( 2 )( 2 )( 0065,3 . 361,2*4 4 bbtrbbtrbbtr h hôi DDD V === ππ ω ƒ Vận tốc lắng: Xác định theo công thức 5.14 trang 157 Tài liệu [3] ( ) h lhl o dg ξρ ρρω 3 4 −= Trong đó lρ : khối lượng riêng giọt lỏng (kg/m3) hρ : khối lượng riêng hơi thứ, hρ = 0,1876 (kg/m3) dl : đường kính giọt lỏng, dl = 0,3 mm = 3*10-4 m ξ : hệ số trở lực Ta có lρ = 978,5 (kg/m3), tra ở nhiệt độ 68,7oC (Bảng I.249 trang 310 Tài liệu [1]) ξ tính theo Re h hhd μ ρω=Re Với hμ =0,0106*10-3 Pa.s : độ nhớt động lực học của hơi thứ 2 )( 3 4 2 )( 963,15 10*0106.0 1876,0*10*3* . 361,2*4Re bbtrbbtr DD == − − π • Giả sử 0,2< Re < 500 ⇒ Vận tốc lắng 6,0 )( 2,1 )( 4 )( 415,2 1876,0**509,3*3 10*3*)1876,05,978(*81,9*4 bbtrbbtr o DD =−= − ω Mà ( ) oh %80%70 ωω →≤ [ ] 6.0)(2 )( 415,2*8,0 . 361,2*4 bbtrbbtr DD ≤⇒ π 372,1)( ≥⇒ bbtrD (m) 2,1 )(6,0 2 )( 6,0 *509,3 963,15 5,18 Re 5,18 bbtr bbtr D D = ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ ==ξ Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 25 h3 h2 =400 mm h1 =50 mm h1= 50 mm : chiều cao phần gờ buồng bốc h2= 400 mm :chiều cao phần nón buồng bốc h3 : chiều cao dung dịch trong phần trụ * Ta chọn đường kính buồng bốc Dtr(bb) =1,6 m = 1600 (mm) ƒ Kiểm tra Re ( )500;2,0236,6 6,1 963,15Re 2 ∈== (thỏa) 2. Chiều cao Tính theo trang 71,72 Tài liệu [2] ƒ Thể tích không gian hơi tth kgh U WV *ρ= ( m 3) Với W : lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bị (kg/h) Utt : cường độ bốc hơi thể tích cho phép của khoảng không gian hơi (m3/m2h) hρ : khối lượng riêng hơi thứ, 1876,0=hρ (kg/m3) Ta có W = 1530 80 60*2040 = (kg/h) Utt = f.(Utt (1at) ) Với Utt (1at) : cường độ bốc hơi thể tích cho phép khi áp suất bằng 1 at f : hệ số hiệu chỉnh Chọn Utt (1at) = 1650 (m3/m3h) (lấy trung bình giữa 1600 và 1700) ⇒ f = 1,5 ( Đồ thị VI.3 trang 72 Tài liệu [2] ) ⇒ Utt = 1,5*1650 =2475 (m3/m3h) ⇒ Thể tích không gian hơi: 295,3 2475*1876,0 1530 ==kghV (m3) ⇒Chiều cao phần không gian hơi trong trụ bốc 64,1 6,1* 295,3*44 22 )( === ππ bbtr kgh kgh D V H (m) ƒ Thể tích dung dịch trong buồng bốc trước khi cô đặc Vdd (bb) = Vdd – Vô - Vđáy = 3,02 – 0,436 – 0,532 = 2,052 (m3) Mặt khác : Vdd(bb) = Vdd phần gờ + Vdd phần nón + Vdd phần trụ = ( ) 32 )()()(2 )(2 )(212 )( *4*12**4 hDDDDDhhD bbtrbÑtrbbtrbÑtrbbtrbÑtr πππ ++++ Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 26 3 2 22 2 * 4 6,1)2,1*6,12,16,1( 12 4,005,0* 4 2,1*052,2 hπππ ++++= 68,03 =⇒ h (m) Chiều cao phần trụ buồng bốc Hb = Hkgh + h3 = 1,64 + 0,68 = 2,32 (m) Chọn chiều cao phần trụ buồng bốc 2,4 (m) Chiều cao buồng bốc 2,4+ 0,4 + 0,05 = 2,85 (m) Khi kết thúc cô đặc Vdd = 1 (m3) ⇒Thể tích dung dịch trong buồng bốc Vdd(bb) = 1 – 0,436 -0,532= 0,032 (m3) Tương tự như trên ta được chiều cao dung dịch ngập phần buồng bốc là h’1 = 0,028 m = 28 (mm) 3. Nắp - Chọn nắp elip tiêu chuẩn có gờ, đường kính trong 1600 mm - Tra bảng XIII.10 trang 382 Tài liệu [2] Chiều cao gờ : hg = 50 (mm) Chiều cao phần Elip : ht = 400 (mm) Diện tích bề mặt trong : Ft = 3,03 (m2) Thể tích nắp :Vn= 0,637 (m3) Chiều cao cuả thiết bị: 0,45+2,85+1,5+1,087+0,05= 5,937 (m) C. TÍNH CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH I. BUỒNG ĐỐT ƒ Đường kính trong : Dt = 1200 (mm) ƒ Chiều cao : Hđ = 1500 (mm) 1. Các thông số tra và chọn 1.1 Aùp suất tính tốn Buồng đốt chịu áp suất trong PBĐ = Phơi đốt –Pa = 3 – 1 = 2 at = 0,2 (N/mm2) 1.2 Nhiệt độ tính tốn Nhiệt độ hơi đốt tD = 132.9oC Buồng đốt được bọc cách nhiệt nên nhiệt độ tính tốn tBĐ = 132.9 + 20 C153o≈ 1.3 Chọn vật liệu Vật liệu được chọn là thép không gỉ X18H10T doNaCl có tính ăn mòn →Ứng suất cho phép tiêu chuẩn ở 153oC [ ] 115* =BDσ (N/mm2 ) ( hình 1.2 trang 22 Tài liệu [7] ) Ứng suất cho phép: Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 27 [ ] [ ] 25,10995,0*115.* === ησσ BDBD (N/mm2) Với 95,0=η là hệ số hiệu chỉnh Hệ số bền mối hàn 95,0=hϕ (bảng 1-7 trang 24 Tài liệu [7] ) 2. Tính và chọn bề dày – tính bền cho buồng đốt Ta có [ ] 25519 2,0 95,0*25,109* >== BD h BD P ϕσ ⇒Bề dày tối thiểu thân buồng đốt tính theo công thức [ ] 156,195,0*25,109*2 2,0*1200 *.2 *)(' === hBD BDBDtr BD PD S ϕσ (mm) Bề dày này quá nhỏ. Tra bảng 5-1 trang 128 Tài liệu [7] được Smin = 3-4 mm Dung dịch ăn mòn (NaCl ) nên Ca = 1 Vậy chọn bề dày buồng SBĐ = 4 mm * Kiểm tra áp suất tính tốn 1.00025,0 1200 14 )( <=−=− BDtr aBD D CS Cho nên áp suất tính tốn cho phép xác định theo công thức [ ] [ ] 518,0 141200 )14(*95,0*25,109*2)(**.2 )( =−+ −=−+ −= aBDBDtr aBDhBD BD CSD CSP ϕσ (N/mm2) →PBĐ = 0,2 N/mm2 < [P]BĐ = 0,518 N/mm2 (thoả) Vậy bề dày buồng đốt SBĐ = 4 mm II. BUỒNG BỐC - Đường kính trong buồng bốc Dtr(bB) = 1600 mm - Chiều cao Hb = 2850 m 1. Các thông số tra và chọn 1.1 Aùp suất tính tốn Thân buồng bốc chịu áp suất ngồi PBB = Pa + ( 1- 0,3 ) = 1,7 at =0,17 (N/mm2) 1.2 Nhiệt độ tính tốn Nhiệt độ hơi thứ : tD = 68,7 (oC) Suy ra nhiệt độ tính tốn : tBB = 68,7 + 20 = 88,7oC ( do bọc cách nhiệt ) 1.3 Chọn vật liệu Chọn vật liệu làm buồng bốc là thép không gỉ X18H10T⁄ŽČ⁄⁄⁄· →Ứng suất cho phép tiêu chuẩn ở 88,7oC [ ] 123* =BBσ N/mm2 ( hình 1.2 trang 22 Tài liệu [7] ) Mođun đàn hồi ở 88,7 oC tra ở bảng 2-12 trang 45 Tài liệu [7] EBB = 20*106 (N/cm2) = 2*105 (N/mm2) Giới hạn chảy ở 88,7oC Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 28 [ ] 95,20265,1*123.*)( === cBBBBc nσσ (N.mm2) Với nc =1,65 tra ở bảng 1-6 trang 20 Tài liệu [7] 2. Tính bề dày – Tính ổn định cho buồng bốc Bề dày tối thiểu được xác định theo công thức 5.14 trang 133 Tài liệu [7] 4,0 )( ' )( ' ***18,1 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛= bBtr B BB BB bBtrBB D l E PDS 2850' =BBl (mm) : chiều dài tính tốn buồng bốc 87,8 1600 2850* 10*2 17,0*1600*18,1 4,0 5 ' =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⇒ BBS (mm) Bề dày thực buồng bốc SBB = 1013,0187,8' =++=++ oaBB CCS (mm) * Kiểm tra điều kiện : ( ) ( )a )bB(tr )bB(tr ' BB )bB(tr a CS2 D D l D CS25.1 −≤≤ − ( ) 3 )bB(tr a )BB(c BB t ' BB D CS2E3.0 D l ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −≥ σ Thế số ta được ⎩⎨ ⎧ > ≤≤ 352,078,1 43.978,1159,0 (thỏa) * Kiểm tra áp suất cho phép [ ] )( 2 )( ' )(**649,0 bBtr aBB bBtr aBB BB bBtr BBBB D CS D CS l D EP −⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= = 1729,0 1600 110 1600 110 2850 1600*10*2*649,0 2 5 =−⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ − (N.mm2) PBB = 0,17 (N/mm2) < [ ] 1729,0=BBP (N/mm2) Æ thỏa * Kiểm tra lực nén chiều trục Lực nén chiều trục ( trang 149 Tài liệu [7] ) ( ) BB 2 BB)bB(tr NCT P.4 S2D P += π ( ) 35040417,0* 4 10*21600 2 =+= πNCTP (N) Tỉ số ( ) ( )250;2589,882 )( ∈=− aBB bBtr CS D 087,0=⇒ ck (bảng trang 140 Tài liệu [7] ) 087,0* 10*2 95,202*875*875 5 )( ==⇒ c BB BBc c kE K σ =0,077 Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 29 Điều kiện SBB – Ca BBc NCT EK P .*π≥ 9 7,2 10*2*077,0* 350404 5 =≥ π (thỏa ) Vậy bề dày buồng bốc thỏa lực nén chiều trục * Kiểm tra đồng thời áp suất ngồi và lực nén chiều trục Ứng suất cho phép khi nén ( công thức 3.51 trang 140 Tài liệu [7] ) [ ] 9,86 1600 110*10*2*077,0 5 )( =−=−= bBtr a BBcBBn D CSEKσ (N/mm2) Ứng suất khi nén ( công thức 5.48 trang 145 Tài liệu [7] ) 698,7 )110(*)101600(* 350404 )).(.( )( )( =−+=−+= ππσ aBBbBtr NCT BBn CSSD P (N/mm2) Kiểm tra điều kiện ( công thức 5.47 trang 145 Tài liệu [7] ) [ ] [ ] 1)( ≤+ BB BB BBn BBn P P σ σ (thỏa ) Vậy thân buồng bốc thỏa đồng thời điều kiện áp suất ngồi và lực nén chiều trục Kết luận : Bề dày buồng bốc là SBB = 10 mm III. ĐÁY Tính theo công thức trang 178-179 Tài liệu [7] Đáy nón chịu cùng áp suất ngồi với buồng bốc PĐ = 0,17 (N/mm2) Chọn sơ bộ bề dày đáy SĐ = 10 mm D’ : đường kính tính tốn của đáy nón 1216 30cos 34*1,01200*9,0 cos 1,09,0' =+=+= α tt dDD (mm) Với dt = 32 mm là đường kính lỗ tháo sản phẩm Xét ( ) 3 ' ' 2 **3,0 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −> t a c D CSE D l σ ⇔ ( ) 35 1216 1102* 95,202 10*2*3,0 1216 1087 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −> ⇔ 0,89 > 0,53 Xét : ( ) ( )a bBtr bBtr BB bBtr a CS D D l D CS −≤≤ − 2 2 5,1 )( )( ' )( ⇔ 0,18≤0,89≤8,22 (thỏa) Vậy áp suất cho phép tính theo công thức 5.19 trang 135 Tài liệu [7] Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 30 [ ] 5,2'' ' **649,0 ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −= D CS l DEP aDD = 0,649* 68,0 1216 110* 1087 1216*10*2 5,2 5 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ − (N/mm2) > 0,17 (N/mm2) (thỏa) * Kiểm tra điều kiện ổn định: Lực nén chiều trục ( công thức 6.26 trang 178 Tài liệu [7] ) DngDNCT PDP 2 4 π= Với DngĐ = DtrĐ + 2SĐ = 1200 + 2*10 = 1220 mm 20397417,0*1220* 4 2 ==⇒ πNCTP (N) Lực nén chiều trục cho phép ( công thức 6.27 trang 178 Tài liệu [7] ) [ ] απ 22 cos)( aÑÑcNCT CSEKP −= Xác định Kc 67,66 )110.(2 1200 ).(2 =−=− aD trD CS D 067,0=⇒ ck tra ở bảng trang 140 Tài liệu [7] 0595,0067,0* 10*2 95,202*875**875 5 ===⇒ ct Ñ cÑ c kE K σ [ ] 240405130cos.)110(*10*2*0595,0* 225 =−=⇒ πNCTP ( N) Điều kiện ổn định ( công thức 6.30 trang 178 Tài liệu [7] ) [ ] [ ] 133,068,0 17,0 2404051 203974 ≤=+=+ D D NCT NCT P P P P (thoả ) Vậy bề dày đáy là 10 (mm) IV. NẮP ELIP - Nắp elip tiêu chuẩn có gờ Đường kính trong 1600 mm Chiều cao gờ : hg = 50 mm Chiều cao phần Elip : ht = 400 mm Rt = Dt = 1600 mm - Nắp chịu áp suất ngồi như buồng bốc PN = 0,17 (N/mm2 ) - Vật liệu là thép không gỉ X18H10T EN = 2*105 (N/mm2) 95,202=cNσ (N/mm2) Chọn bề dày nắp SN = SBB = 10 mm * Kiểm tra Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 31 160 10 1600 S R N t == 17,211 95.202*7,0 10*2*15,0 * *15,0 5 == cN NE σα ( với 7.0=α đối với thép không gỉ ) Ta thấy cN N N t E S R σα * *15,0< nên tính áp suất cho phép theo công thức 6.7 trang 166 Tài liệu [7] [ ] t aN N R CS P * )(*.2 ][ β σ −= ( kiểm tra điều kiện 0,2 < 3,025,0 1600 400 <== t t D h thoả ) )1(**7,6)(* **5)(* ασα σαβ −−− +−= tcNaN tcNaN RCSE RCSE = 186,2 )7,01(*1600*95,202*7,0*7,69*10*2 1600*95,202*7,0*59*10*2 5 5 =−− + [ ] 447,0 1600*186,2 9*9,86*2 ==⇒ NP (N/mm2.) Ta thấy PN = 0,17 < [PN] =0,447 cho nên nắp thỏa điều kiện ngồi áp suất Vậy bề dày nắp SN =10 (mm) V. TÍNH CÁCH NHIỆT CHO THÂN ƒ Chọn vật liệu cách nhiệt là amiang carton ƒ Bề dày lớp cách nhiệt ( ) ( )KKTn TT tt tt − −= 2 21 α λδ , m (công thức VI.66 trang 92 tài liệu [2] ) Trong đó λ : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, mKW /144,0=λ tT1 : nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp bề mặt thiết bị tT2 : nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt về phía không khí vào khoảng 40oC Æ 50oC tKK : nhiệt độ không khí nα : hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngồi của lớp cách nhiệt đến không khí )/(*058,03,9 22 KmWtTn +=α (công thức VI.67 trang 92 tài liệu [2] ) )/(034,28)27350(*058,03,9 2 KmWn =++=α ( )( ) 0212,03050*034,28 509,132*144,0 =− −=⇒ δ (m) Vậy chọn bề dày lớp các nhiệt )(22 mm=δ Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 32 Dn D1 Dt Db D db h VI. MỐI GHÉP BÍCH 1. Bích nối buồng bốc với nắp - Aùp suất trong thiết bị P = 0,17 N/mm2 - Đường kính trong bích Dt = 1600 mm - Chọn bích liền bằng thép để nối thiết bị Tra bảng XIII.27 trang 420 Tài liệu [2], bích kiểu 1, ta được các thông số - Do môi trường ăn mòn ta chọn đệm amiang-carton ƒ Bề dày 3 mm ƒ Aùp suất lớn nhất chịu được 0,6 N/mm2 ƒ Nhiệt độ lớn nhất chịu được 500oC 2. Bích nối buồng đốt và đáy Chọn theo bảng XIII.27 trang 420 Tài liệu [2]. Bích liền bằng thép, kiểu 1 ƒ Dt = 1200 mm D = 1340 mm ƒ Dn = 1208 mm h = 25 mm ƒ D1 = 1260 mm Số bulong 32 cái ƒ Db = 1290 mm db = 20 mm ( M20) 3. Bích nối buồng đốt và buồng bốc Chọn như bích buồng đốt và đáy VII. VỈ ỐNG - Chọn vỉ tròn phẳng - Vật liệu X18H10T Æ nhiệt độ tính tốn Ttt = 132,9(oC) Ứng suất cho phép tiêu chuẩn [σ ]* = 120 (N/mm2) Hệ số an tồn nB = 2,6 (bảng 1-6 trang 20 Tài liệu [7]) Giới hạn bền uốn [σ ]u = 120*2.6 = 312 N/mm2 Aùp suất làm việc Po : Po = PĐ + PCK = 3+(1-0.3) = 3,7 at = 0,37 (N/mm2) - Chiều dày tính tốn tối thiểu của vỉ ống : h’= u o t P KD ][ . σ (công thức 8.19 trang 212 Tài liệu [7]) Dt = 1600 mm Dn = 1620 mm D1 = 1660 mm Db = 1700 mm D = 1750 mm h = 35 mm db = M 24 Số bulong 40 cái Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 33 A B C D 60o t ƒ K : hệ số, K = 0,28Æ 0,36. Chọn K= 0,3 ƒ Dt : đường kính trong thân buồng đốt, mm 4,12 312 37,0*1200*3,0' ==⇒ h mm Chọn h’ = 13 (mm) - Tính sơ bộ chiều dày vỉ: 75,95 8 385 8 ' =+=+= ndh (mm) (dn đường kính ngồi ống truyền nhiệt) - Kiểm tra ứng suất uốn Ứng suất uốn trong vỉ của thiết bị trao đổi nhiệt lắp cứng trong phạm vi diện tích hình chữ nhật ABCD 2' *)*7,01(*6,3 ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛− = l h l d P n uσ 023,3 3,45 13* 3,45 387,01*6,3 37,0 2 = ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ − =⇒ uσ uu ][σσ < thỏa - Chọn bề dày vỉ bằng bề dày bích, hvỉ =25 mm VIII. KHỐI LƯỢNG VÀ TAI TREO 1. Khối lượng thép làm thiết bị theùptheùptheùp .Vm ρ= - Khối lượng riêng thép không gỉ 7900theùp=ρ (kg/m3) - Thể tích thép buồng đốt VTĐ =π /4 * ( D2ngbĐ - D2ngbĐ) ( ) 0227,05,1*2,1208,1* 4 22 =−= π (m3) Với DngbĐ = 1,208 m : đường kính ngồi buồng đốt DtrbĐ = 1,2 m : đường kính trong buồng đốt HĐ = 1,5 m : chiều cao buồng đốt l =0,5*(AB + CD) AB = t*sin60o = CD = 56*sin60o = 45,3 mm Æ l = 45,3 (mm) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 34 - Thể tích thép buồng bốc gôøB.tnoùnB.ttruïB.ttB VVVV ++= ( ) ( ) 1214,04,2*6,162,1* 4 .. 4 2222 . =−=−= ππ truïtrBngBtruïBt HDDV (m3) trongB.noùnngoaøiB.noùnnoùnB.t VVV −= = 0,6377-0,62 = 0,0177 (m3) VnónngồiB ( ) 6377,0122*62,122,162,1*4,0* 12 22 =++= π (m3) VnóntrongB ( ) 62,02,1*6,12,16,1*4,0* 12 22 =++= π (m3) Vt.gờ ( ) 322 10*9,105,0*2,122,1* 4 −=−= π (m3) Vậy thể tích thép buồng bốc: 141,010*9,10177,01214,0 3 =++= −tBV (m3) - Thể tích thép làm đáy: Vt.đáy = diện tích bề mặt trong đáy * bề dày đáy = 2,57*10*10-3 = 0,0257 (m3) - Thể tích thép làm nắp: Vt nắp = diện tích bề mặt trong nắp * bề dày nắp = 3,03*10*10-3 = 0,0303 (m3) - Thể tích thép làm ống truyền nhiệt Vt.ống = Vt.ốngTN + Vt.ốngtuầnhồn = 234* ( ) ( ) 087,05,1*315,0325,0* 4 5,1*034,0038,0* 4 2222 =−+− ππ (m3) - Thể tích thép làm bích buồng đốt Thể tích thép làm 2 mặt bích không có vỉ ống: ( ) 0132,0208,134,1*025,0* 4 *2. 4 . 4 ..2 2222 .1 =−=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −= πππ bíchngbDbíchbíchng HDHDV (m3) Thể tích thép 2 mặt bích có vỉ: V2 = ( )2 .2 ..2 . *180*4*2 oángTNnghoaøntuaànngbíchngbích DDDH −−π = ( ) 056,0038,0*180325,034,1*025,0* 4 *2 222 =−−π (m3) - Thể tích thép làm bích nối buồng bốc với nắp V3 = 2* ( ) 024,0035,0*)62,175,1(* 4 *2** 4 2222 . =−=− ππ ngbBbíchngbích DDH (m3) ⇒Tổng thể tích thép làm thiết bị không kể ống truyền nhiệt : Vthép.1 = 0.0227 + 0,141 + 0,0257 + 0,0303 + 0,0132 +0,056 +0,024 = 0,3129 (m3) ⇒Khối lượng thép làm thiết bị không tính ống truyền nhiệt: mthép.1 = 0,3129*7900 ≈ 2472 (kg) ƒ Khối lượng thép làm thiết bị Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 35 mthép = 2472 + 0,087*7900 ≈3160 (kg) ƒ Khối lượng dung dịch lớn nhất là 3240 (kg) ƒ Tổng tải trọng của thiết bị : M = 3160 + 3240 = 6400 (kg) 2. Tai treo - Dùng 4 tai treo - Tải trọng trên mỗi tai treo m = 15696 4 81,9*6400 = (N) Tra bảng XIII.36 trang 438 Tài liệu [2] ta được ƒ Tải trọng cho phép 25000 (N) ƒ Bề mặt đỡ 173*10-4 (m2) ƒ Tải trọng cho phép trên bề mặt đỡ q = 1,45*106 (N/m2) ƒ Các kích thước L = 150 mm S = 8 mm B = 120 mm l = 60 mm B1 = 130 mm a = 20 H = 215 mm d = 30 mm Khối lượng 3,48 kg, vật liệu thép CT3 IX. CÁC ĐƯỜNG ỐNG DẪN, CỬA 1. Ống và cửa nhập liệu Thời gian nhập liệu : Tnl = 20 phút = 1200 s Lưu lượng nhập liệu 310*517,2 1200 02,3 −==nlV (m3/s) Chọn vận tốc dung dịch đi trong ống 5,1=ω m/s (trang 74 Tài liệu [2]) Vậy đường kính ống nhập liệu: 046,0 5,1* 002517,0*4 * 4 === πωπ nl nl Vd m =46 (mm) Chọn ống thép tiêu chuẩn theo bảng XIII.33 Tài liệu [2] Đường kính trong 50 (mm) Bề dày 3,5 (mm) Chiều dài ống 100 (mm) 2. Ống và cửa tháo liệu: Thời gian tháo liệu Ttl = 15 phút = 900 (s) Lưu lượng tháo liệu 900 1=tlV ( m3/s) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 36 Chọn vận tốc dung dịch đi trong ống 5,1=ω (m/s) (trang 74 Tài liệu [2]) ⇒Đường kính ống tháo liệu 031,0 900*5,1* 1*4 == πtld m = 31 (mm) Chọn ống tháo liệu : Đường kính trong 32 (mm) Bề dày 3 (mm) Chiều dài 90 (mm) 3. Ống dẫn hơi thứ : Thời gian cô đặc (lấy trong giai đoạn đầu) T1 = 2438 (s) Lượng hơi thứ trong giai đoạn đầu 1080 (kg) Vậy lưu lượng hơi thứ: 36,2 2438*1876,0 1080 ==htV (m3/s) ( 1876,0=hôithöùρ (kg/m3) Chọn vận tốc hơi đi trong ống vht = 20 (m/s) ⇒ đường kính ống dẫn hơi thứ: 39,0 20* 36,2*4 * *4 === ππ ht ht ht v Vd m = 390 (mm) Chọn dht = 400 (mm) Bề dày S = 13 (mm) Chiều dài 150 (mm) 4. Ống dẫn hơi đốt: Thời gian cô đặc và gia nhiệt T =86,3 phút = 5178 (s) Lượng hơi đốt D = 2720,3 (kg) Khối lượng riêng hơi đốt ở 3 at 628.1hñ =ρ (kg/m3) ⇒ lưu lượng hơi đốt: =hñV D/( hñρ . T ) = 323,05178*628.1 3,2720 = (m3/s) Chọn vận tốc hơi đốt vhđ = 20 m/s ⇒đường kính ống dẫn hơi đốt 143,0 20* 323,0*4 . .4 === ππ hñ hñ hñ v V d m = 143 (mm) Chọn dhđ = 150 mm Bề dày S = 4,5 mm Chiều dài 150 mm 5. Ống dẫn nước ngưng: Lượng nước ngưng mn = 2720,3 (kg) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 37 Thời gian ngưng T =86,3 phút = 5178 (s) Khối lượng riêng nước ngưng ở 132,9oC 277,932=nρ (kg/m3) ⇒ lưu lượng nước ngưng: 410*637,5 277,932*5178 3,2720 −==nnV (m3/s) Chọn vận tốc nước ngưng chảy trong ống vnn = 1,5( m/s) ⇒đường kính ống dẫn nước ngưng: 022,0 5,1* 10*637,5*4 * 4 4 === − ππ nn nn nn v Vd m = 22 (mm) Chọn dnn = 25 mm Bề dày S = 3,5 mm Chiều dài 90 mm • Tóm tắt các đường ống dẫn và cửa Ống Đường kính trong, mm Bề dày, mm Chiều dài, mm Nhập liêu 50 3,5 100 Tháo liệu 32 3 90 Hơi thứ 400 13 150 Hơi đốt 150 4,5 150 Nước ngưng 25 3,5 90 CHƯƠNG III. CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ PHỤ I. THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET 1. Chi phí nước để ngưng tụ Công thức 4.39 trang 188 Tài liệu [4] ( )12 2 * * nnn nn n ttc tci WG − −= Trong đó Gn : lượng nước cần cung cấp (kg) W : lượng hơi thứ cần ngưng (kg) i : entanpi của hơi thứ ở áp suất ngưng tụ 0,3 at (J/ kg) i = 2620*103 J/kg (bảng I.251 trang 314 Tài liệu [1]) cn : nhiệt dung riêng trung bình của nước (J/kg độ) cn =4178 (J/kg độ) tn1, tn2: nhiệt độ vào và ra của nước (oC ) tn1 = 25oC Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 38 tn2 = 60oC ( ) 364912560*4178 60*417810*2620*2040 3 =− −=⇒ nG (kg) 2. Lượng không khí do bơm hút từ thiết bị ngưng tụ - Theo công thức 4.40 trang 188 Tài liệu [4] Gkk = 0,01*W + 2,5*10-5*(W + Gn) Trong đó W : lượng hơi thứ cần ngưng (kg) Gn : lượng nước cần cho ngưng tụ (kg) Gkk : lượng không khí cần hút (kg) ( ) 28,21364912040*10*5,22040*01,0 5 =++=⇒ −kkG (kg) - Thể tích không khí cần hút (công thức VI.49 trang 84 Tài liệu [2]) h kkkk kk PP )t273(*G*288V − += Với tkk : nhiệt độ không khí (oC) Thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô (công thức VI.50 trang 84 Tài liệu [2]): tkk = tn1 + 4 + 0,1*(tn2 – tn1) = 25 + 4 + 0,1*(60 – 25) = 32,5 (oC) P : áp suất hỗn hợp trong thiết bị ngưng tụ (N/m2) P = 0,3 at = 29430 (N/m2) Ph : áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp, lấy bằng áp suất hơi bão hồ ơ tkk Ph = 0,0448 (at) = 4394,88 (N/m2) - Vậy thể tích không khí cần hút : Vkk = 79,7488,439429430 )5,32273(*28,21*288 =− + (m3) Thể tích không khí cần hút ở 0oC và 760 mmHg Vkk1 = 0,001*(0,02*(W+Gn)+8W) =0,001*(0,02*(2040+36491)+8*2040) = 17 (m3) 3. Đường kính thiết bị ngưng tu:ï - Theo công thức VI.52 trang 84 Tài liệu [2] ( ) hh NTtr WD ωρ **383,1= Với W : lưu lượng hơi ngưng, kg/s W = 425,0 4800 2040 = (kg/s) hρ : khối lượng riêng hơi ở áp suất 0,3 (at) 1876,0=hρ (kg/m3) (trang 314 Tài liệu [1]) hω : tốc độ hơi (m/s) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 39 Chọn hω = 20 (m/s ) Dtr(NT) : đường kính trong thiết bị ngưng tụ ( ) 47,020*1876,0 425,0*383,1 ==NTtrD ( m ) - Chọn đường kính trong thiết bị ngưng tụ 500 mm 4. Kích thước tấm ngăn - Tấm ngăn dạng hình viên phân - Chiều rộng tấm ngăn b ( ) 30050 2 50050 2 D b NTtr =+=+= (mm) - Trên tấm ngăn đục nhiều lỗ nhỏ - Nước làm nguội là nước sạch - Lấy đường kính lỗ dlỗ = 2 (mm) - Tổng diện tích lỗ trên một cặp tấm ngăn c nGf ω= , công thức VI.54 trang 85 Tài liệu [2] ƒ Gn : lưu lượng nước (m/s) Gn = 6,74800 36491 = (kg/s) ƒ cω : tốc độ tia nước (m/s) Chọn chiều cao gờ tấm ngăn là 40 mm nên cω =0,62 (m/s) 1253610* 8,977*62,0 6,7 6 ==⇒ f (mm2) Với 8,977=nρ (kg/m3 ) ở 68,7oC - Số lỗ n 3990 4* 12536*4 * 4 2 === ππ ld fn (lỗ) - Chọn chiều dày tấm ngăn 4 mm - Các lỗ xếp theo hình lục giác đều - Bước lỗ t = 0,866* 5,0 * ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ tb c l f fd (mm) ƒ tb c f f tỉ số giữa diện tổng diện tích tiết diện lỗ với diện tích tiết diện thiết bị ngưng tụ 064,0 4 500* 12536 2 == πtb c f f - Vậy bước lỗ : 44,0064,0*2*866,0 5,0 ==t (mm) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 40 5. Chiều cao thiết bị ngưng tụ: - Mức độ đun nóng nước ( công thức VI.56 trang 85 Tài liệu [2]) 8,0 257,68 2560 1 12 =− −=− −= no nn tt tt P - Tra bảng VI.7 trang 86 Tài liệu [2] với đường kính tia nước 2 mm thì Số bậc 4 Số ngăn 8 Khoảng cách giữa các ngăn 400 mm Thời gian rơi qua một bậc 0,41 s - Chọn khoảng cách giữa các ngăn giảm dần từ dưới lên như sau 400 mm, 350 mm, 300 mm, 250mm, 200 mm, 150mm, 100 mm - Khoảng cách từ ngăn trên cùng nắp thiết bị 1300 (mm) - Khoảng cách từ ngăn dưới cùng đến đáy thiết bị 1200 (mm) - Nắp elip tiêu chuẩn có gờ, đuờng kính trong 500 (mm) Chiều cao gờ 50 (mm) Chiều cao phần elip 125 (mm) - Đáy nón tiêu chuẩn có gờ , góc đáy 60oC, đuờng kính trong 500 (mm) Chiều cao gờ 50 (mm) Chiều cao phần nón 450 (mm ) - Vậy chiều cao thiết bị ngưng tụ Hnt = 125 + 25 +1300 + 100 +150 +200 +250 +300 +350 +400 +1200 +50 +450 =4900 mm = 4,9 (m) 6. Đường kính ống baromet Theo công thức VI.57 trang 86 Tài liệu [2] ( ) ωπ * *004,0 WG d nb += (m) Với W : lưu lượng hơi ngưng (kg/s) Gn : lưu lượng nước lạnh tưới vào tháp (kg/s) ω : tốc độ hỗn hợp nước và hơi đã ngưng chảy trong ống, thường lấy ω =0,5→0,6 m/s. Vậy chọn ω = 0,55 (m/s) db : đường kính trong ống baramet (m) ( ) 143,0 5,0* 425,06,7*004,0 =+= πbd (m) Chọn đường kính ống baromet db = 150 mm 7. Chiều cao ống baromet H = h1 + h2 + 0,5 (m) (công thức VI.58 trang 86 Tài liệu [2]) ƒ h1 : chiều cao cột nước trong ống baromet cân bằng với hiệu số giữa áp suất khí quyển và áp suất trong thiết bị ngưng tụ ƒ h2 : chiều cao cột nước trong ống dẫn cần để khác phục tồn bộ trở lực khi nước chảy trong ống Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 41 - Tính h1 h1 = 760 *33,10 'P , m (công thức Vi.59 trang 86 Tài liệu [2]) P’ độ chân không trong thiết bị ngưng tụ P’ = 0,7 at = 514,5 (mmHg) h1 = 7 760 5,514*33,10 = (m) - Tính h2: ⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ Σ++= ξλω b 2 2 d H1 g2 h , m (công thức VI.60 trang 87 Tài liệu [2]) Lấy 5,121 =+= ξξξ 5,01 =ξ hệ số trở lực khi vào ống 12 =ξ hệ số trở lực khi ra khỏi ống H : chiều cao ống baromet (m) db : đường kính trong ống baromet, db = 0,15 (m) λ : hệ số trở lực do ma sát khi nước chảy trong ống Re = μ ρω d** Với ω = 0,5 (m/s) vận tốc nước chảy trong ống d = 0,15 (m) đường kính trong ống baromet 2,983=ρ (kg/m3 ) khối lượng riêng của nước ở 60oC 310*47,0 −=μ (Ns/m2) độ nhớt động lực của nước ở 60oC 5 3 1015689410*47,0 15,0*2,983*5,0Re >==⇒ − Æ chế độ chảy rối 0178,0 156894 221,00032,0 227,0 =+=⇒ λ HHh 3 2 2 10*51,103185,05,115.0 *0178,01 81,9*2 5,0 −+=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ++= - Tính H H= 7 + 0,03185 + 1,51*10-3H 04,7=⇒ H m 8. Các kích thước khác - Chiều dày thành thiết bị 5 (mm) - Lỗ hơi vào 300 (mm) - Lỗ nước vào 100 (mm) - Hỗn hợp khí và hơi ra nối với thiết bị thu hồi 80 (mm) - Đường kính ống nối từ thiết bị thu hồi đến ống baromet 50 (mm) - Khoảng cách từ tâm thiết bị ngưng tụ đến tâm thiết bị thu hồi 675 (mm) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 42 - Đường kính thiết bị thu hồi 400 (mm) - Chiều cao thiết bị thu hồi 1440 (mm) - Hỗn hợp khí và hơi ra khỏi thiết bị thu hồi 50 (mm) - Ống thông khí 50 (mm) II. BƠM 1. Bơm chân không o Tốc độ hút của bơm chân không ở 0oc và 760 mmHg SB = 17/80 = 0,2125 (m3/ph) = 12,75 (m3/h)  Công suất bơm chân không ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −⎟⎟⎠ ⎞ ⎜⎜⎝ ⎛ −= − 1** 1 * * 1 1 2 1 m m ck kk p pp m m t VN η m : chỉ số đa biến, thường m = 1,2 Æ 1,62. Lấy m = 1,5 p1 : áp suất trước khi nén. p1 = P – Ph = 0,3 – 0,05 = 0,25 at Ph = 0,05 áp suất hơi nước trong hỗn hợp p2 : áp suất sau khi nén. P2 = Pa = 1 at = 9.81*104 (N/m2) Vkk : thể tích không khí cần hút (m3) t : thời gian cô đặc (s ) ckη : hệ số hiệu chỉnh, ckη = 0.8 8361 25,0 1*10*81,9*25,0* 15,1 5,1 4800*8,0 79,74 5,1 15,1 4 = ⎥⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ −= − N (W)  Chọn bơm chân không Hiệu bơm KBH-4 Tốc độ hút ở 0oC và 760 mmHg: 0,4 (m3/ph) Aùp suất giới hạn: 110 (mmHg) Công suất động cơ 1,5 (kW) Khối lượng bơm 38 (kg) 2. Bơm nhập liệu ♦ Công suất bơm η ρ 1000 *** gHQN = ƒ Q : lưu lượng nhập liệu (m3/s) 0025167,0 1200 02,3 ==Q (m3/s) ƒ H : côt áp của bơm (m) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 43 Phương trình Bernoulli cho 2 mặt cắt 1-1 (mặt thống bể chứa nguyên liệu) và 2-2 (miệng ống nhập liệu) Z1+ Hg vp ++ 2 2 1.11 α γ = Z2+ ++ g vp 2 2 2.22 α γ h1-2 Trong đó • Z1, Z2 : chiều cao hình học của mặt cắt so với đất. Chọn Z1 = 2 m, Z2 = 6,5 m • p1,p2 : áp suất tại 2 mặt cắt. p1 = p2 = 1 at • v1,v2 : vận tốc dung dịch tại 2 mặt cắt (m/s) v1 = 0 v2 = v : vận tốc dung dịch đi trong ống ( m/s) • h1-2 : tổng tổn thất trong ống (m) Ta có ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +=− ξλ d l g2 vh 2 21 ξ : tổng hệ số tổn thất cục bộ 88,415,0*219,1*25,0*2*2 90.. =+++=+++= ravanquanhkhucv ξξξξξ l, d : chiều dài, đường kính ống nối bơm ( m) λ : hệ số ma sát Xác định λ Chọn đường kính d = dhút = dđẩy = dnl = 50 (mm) Vận tốc chảy trong ống 28,1 05,0* 0025167,0*4 . .4 22 === ππ d Qv (m/s) Chuẩn số Re = 96721 10*71,0 1073*05,0*28,1** 3 == −μ ρdv Với ρ : khối luợng riêng dung dịch NaCl 10% (kg/m3) μ : độ nhớt động lực của dung dịch NaCl 10% (Pa.s) Chọn độ nhám ống thép 2,0=ε (mm) 07,3301 2,0 50*6*6Re 7 8 7 8 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ε d gh 4,109674 2,0 50*220,220Re 8 9 8 9 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ε d n Vậy Regh < Re < Ren nên 029,0 96721 100 50 2,0*46,11,0 Re 100*46,11,0 25.025.0 =⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ +=⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ += d ελ Chiều dài đường ống từ bể lên cửa nhập liệu l =8 m ⇒ Tổng tổn thất áp suất: Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 44 8,088,4 05,0 7*029,0* 81,9*2 28,1 2 21 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +=−h (m) Chọn 121 == αα ⇒Cột áp của bơm H = (Z2 – Z1) + 38,591,081,9*2 28,125,6 2 2 21 2 12 =++−=++− −hg vpp γ (m) ♦ Công suất bơm 178,0 8,0*1000 0025167,0*81,9*1073*38,5 ==N (kW) ♦ Chọn bơm theo bảng 1.7 trang 35 Tài liệu [4] Hiệu bơm : X20/18 Lưu lượng Q = 5,5*10-3 m3/s Cột áp H = 10,5 m Số vòng n = 48,3 v/ph Động cơ điện : Loại A02-31-2 Công suất N = 3 kW Hiệu suất 83,0=ñη 3. Bơm vào thiết bị ngưng tụ ♦ Công suất bơm η ρ 1000 *** gHQ N n= ƒ nρ : khối lượng riêng của nước ở 25oC, nρ =996,9 (kg/m3) ƒ η : hiệu suất của bơm, η = 0,8 ƒ Q : lưu lượng nhập liệu (m3/s) 310*626,7 4800*9,996 36491 . −=== t G Q n n ρ (m 3/s) ƒ t : thời gian cô đặc (s) ƒ H : côt áp của bơm (m) Phương trình Bernoulli cho 2 mặt cắt 1-1 (mặt thống bồn chứa nước vào thiết bị ngưng tụ) và 2-2 (mặt thống cửa vào ống dẫn nước) Z1+ Hg vp ++ 2 2 1.11 α γ = Z2+ ++ g vp 2 2 2.22 α γ h1-2 Trong đó • Z1, Z2 : chiều cao hình học của mặt cắt so với đất. Chọn Z1 = 2 m, Z2 = 12 m • p1 : áp suất tại mặt cắt 1-1, p1 = 1 at Æ 10p1 =γ mH2O • p2 : áp suất tại mặt cắt 2-2, p2 = 0,3 at Æ 32 =γ p mH2O • v1,v2 : vận tốc nước tại 2 mặt cắt, m/s v1 = 0 Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 45 v2 = v : vận tốc nước chảy trong ống, m/s • h1-2 : tổng tổn thất trong ống, m Ta có ⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +=− ξλ d l g2 vh 2 21 ξ : tổng hệ số tổn thất cục bộ 88,415,0*219,1*25,0*2*2 90.. =+++=+++= ravanquanhkhucv ξξξξξ l, d : chiều dài, đường kính ống nối từ bể chứa đến thiết bị ngưng tụ (m) λ : hệ số ma sát Xác định λ Chọn đường kính d = dhút = dđẩy = dnl =100 mm Vận tốc chảy trong ống 1 1,0* 10*626,7*4 * 4 2 3 2 === − ππ d Qv (m/s) Chuẩn số Re = 111760 10*892,0 9,996*1,0*1** 3 == −μ ρdv Với ρ : khối luợng riêng của nước ở 25oC (kg/m3) μ : độ nhớt động lực của nước ở 25oC, μ =0,892*10-3 (Pas) Chọn độ nhám ống thép 2,0=ε mm 34,7289 2.0 100*6,6Re 7 8 7 8 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ε d gh 1,239201 2,0 100*220*220Re 8 9 8 9 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛=⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛= ε d n Vậy Regh < Re < Ren nên 025,0 111760 100 100 2,0*46,11,0 Re 100*46,11,0 25,025,0 =⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ +=⎥⎦ ⎤⎢⎣ ⎡ += d ελ Chiều dài đường ống từ bể lên cửa nhập liệu l = 15 m ⇒ Tổng tổn thất áp suất 44,088,4 1,0 15*025,0* 81,9*2 12 21 =⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ +=−h (m) Chọn 121 == αα ⇒Cột áp của bơm H = (Z2 – Z1) + 5,344,081,9*2 1)103(212 2 2 21 2 12 =++−+−=++− −hg vpp γ (m) ♦ Công suất bơm 326,0 8,0*1000 81,9*9,996*5,3*10*626,7 3 == − N (kW) ♦ Chọn bơm theo bảng 1.7 trang 35 Tài liệu [4] Hiệu bơm : X45/21 Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 46 Lưu lượng Q = 12,5*10-3 (m3/s) Cột áp H = 13,5 (m) Số vòng n = 48,3 (v/ph) Động cơ điện : Loại A02-51-2 Công suất N = 10 (kW) Hiệu suất 88,0=ñη CHƯƠNG IV. TÍNH GIÁ THÀNH THIẾT BỊ - Khối lượng thép làm thiết bị không kể ống truyền nhiệt : 2464 kg Giá thép X18H10T : 50000 đ/kg Æ $thiết bị = 50000*2472 = 123600000 (đ) - Ống truyền nhiệt Ống có d < 50 mm giá 50000 đ/m Ống có d >50 mm giá 100000 đ/m Æ $ống = 234*1,5*50000 + 100000*1,5 = 17700000 (đ) - Bulong Giá 1 bulong 3000 đ/cái Æ $bulong = (32*2 +40 )*3000 = 312000 (đ) - Đệm : Giá 250000 đ Æ $đệm = 3*250000 = 750000 (đ) - Tai đỡ Vật liệu CT3, giá 10000 đ/kg Khối lượng 1 tai 3,48 kg Æ $tai treo = 3,48*4*10000 = 139000 (đ) - Cửa quan sát : 300000 (đ/cái) ƒ Vậy tổng giá thành thiết bị chính: $thiết bị chính = (123,6 + 17,7 +0,312 + 0,75 + 0,139 +0, 3)*106 = 142801000 (đ) - Nhiệt kế giá: 150000 đ/cái Æ $nhiệt kế = 150000*2 = 300000 (đ) - Aùp kế giá: 600000 đ/cái Æ $áp kế = 60000*3 = 1800000 (đ) - Bơm chân không 1500000 đ/cái - Bơm nhập liệu Công suất N = 0,23 kW = 0,3 Hp Chọn bơm 0,5 Hp Giá bơm 700000 đ/Hp Æ $bơm nhập liệu = 700000*0,5 = 350000 (đ) - Bơm vào thiết bị ngưng tụ (bơm nước) Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 47 N = 0,39 kW = 0,52 Hp Chọn bơm 1 Hp Æ $bơm nước = 700000*1= 700000 (đ) - Thiết bị ngưng tụ baromet và bình tách lỏng giá: 15000000 (đ) - Ống dẫn liệu: 8m ống thép và 2 cút: Giá 1 cút 2000 (đ) 1m ống d 50 là 20000 (đ/m) $nhập liệu= 20000*8+8*2000= 176000 (đ) - Ống dẫn nước vào thiết bị ngưng tụ : 15m ống thép và 2 cút : Giá 1m ống d100 là 30000 (đ/m) $ngưng= 30000*15+ 10*2000= 470000 (đ) Vậy tổng giá thành thiết bị ( chưa kể tiền gia công lắp đặt) $ = (142,801 + 0,3 + 1,8 +1,5 +0,35*2 +15+0,176+0,47)*106 = 162747000 (đ) Nếu tình giá gia công bằng 100% giá vật tư thì tổng giá thành thiết bị là: $tổng = 2*162747000 = 325494000 (đ) KẾT LUẬN Hệ thống cô đặc gián đoạn được thiết kế gồm nồi cô đặc và thiết bị ngưng tụ baromet khá đơn giản, không phức tạp, không cần thiết bị gia nhiệt ban đầu và bồn cao vị để ổn Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 48 định lưu lượng. Thời gian cô đặc tương đối ngắn (121,3 phút ), hệ số truyền nhiệt đạt được trong quá trình cô đặc là khá cao. Thiết bị tương đối nhỏ gọn, giá thành không quá cao có thể chấp nhận được. Tuy nhiên ta khó có thể điều khiển được quá trình cô đặc và thời gian cô đặc có thể thay đổi không ổn định. Quá trình cô đặc là quá trình cần thiết trong công nghệ hóa chất và thực phẩm nên cần được nghiên cứu phát triển để có được hiệu quả cô đặc cao, chi phí thấp. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Các tác giả, Sổ tay Quá trình và thiết bị Công nghệ hố chất, Tập 1, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1992 [2] Các tác giả, Sổ tay Quá trình và thiết bị Công nghệ hố chất, Tập 2, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1992 [3] Phạm Văn Bôn (chủ biên) – Nguyễn Đình Thọ, Giáo trình QT & TB CNHH tập 5 : Quá trình và thiết bị truyền nhiệt, NXB ĐH Quốc gia TP HCM, 2002 [4] Phạm Văn Bôn – Vũ Bá Minh – Hồng Minh Nam, QT & TB CNHH tập 10 : Ví dụ và Bài tập, Trường ĐH Bách Khoa TP HCM Đồ án môn học Máy và Thiết bịĐồ án môn học Máy và Thiết bị trang 49 [5] Phạm Văn Bôn : Hướng dẫn đồ án môn học, Trường ĐH Bách Khoa TP HCM, 1993 [6] Trần Hùng Dũng – Nguyễn Văn Lục – Hồng Minh Nam – Vũ Bá Minh, QT & TB CNHH tập 1, quyển 2 : Phân riêng bằng khí động, lực ly tâm, Bơm, quạt, máy nén, Tính hệ thống đường ống, NXB ĐH Quốc gia TP HCM, 1997 [7] Hồ Lê Viên, Thiết kế tính tốn các chi tiết thiết bị hóa chất, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 1978 [8] Nguyễn Văn Lụa, QT & TB CNHH tập 1, quyển 1: Khuấy – Lắng – Lọc, NXB ĐH Quốc gia TP HCM, 2002