Tải bản đầy đủ - 83 (trang)
= 2579*4016,94*( 63 – 30 ) =0,342.109 J

= 2579*4016,94*( 63 – 30 ) =0,342.109 J

Tải bản đầy đủ - 83trang

3. Lượng nhiệt hơi thứ cung cấp cho quá trình đun



nóng (Q2 ):

Theo công thức 4.5a, VD và BT T10, tr182:

Q’2 = W1*r =1787*2362.103 =4,22.109 J

Trong đó:

W1- Tổng lượng hơi thứ dùng đun nóng, W1= 1787

kg

r - ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi đốt ở áp suất là

0,21 at.

Tra bảng 57, VD và BT T10, trang 443: r = 2362.10 3 J/kg

4. Thời gian cần thiết để đun nóng:

Theo công thức (3.44), GT QT và TB TN tập 5, trang 98:

Tht −t1'

G2

τ =

.Ln

Tht −t1"



 K .F 

a.1 −exp

 a.C 



a 





2579

66,04 −30

=

.Ln

66,04 −63



 376.26,55 

5000.1 −exp−



 5000.0,08 



=1,275 h



Trong đó:

a – lưu lượng bơm tuần hoàn, kg/h. Chọn a= 5000 kg/

h

K- hệ số truyền nhiệt.

Ca- nồng độ dung dòch ban đầu, %

G2- khối lượng dung dòch cần đun nóng, kg.



SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -63



THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET

I. Chế độ làm việc:

1. Lượng nước lạnh vào thiết bò ( Gn ):

Theo CT (4.39), VD và BT tập 10, trang188:

i '' − Cn .t1"

2632.103 − 4190 * 70,4

Gn = W ' .

=

1

,

221

.

= 9,685 kg / s

Cn (t1" − t1' )

4190.(70,4 − 30)

Trong đó:

W’- lượng hơi thứ ngưng tu ïlớn nhất trong khoảng

giai đoạn đầu,

τ= 3584 giây



W' =



W 4375

=

= 1,221 kg / s

τ 3584



i’’ – enthanpi hơi thứ ra khỏi TBNT, tra bảng 57, VD

và BT tập 10, trang 443 ở 0,4 at: i’’ = 2632.10 3

J/kg.

Cn – nhiệt dung riêng nước, Cn = 4190 J /KgK

t1’ – nhiệt độ hơi thứ vào TBNT . Chọn t 1’ = 30oC.

t1’’ – nhiệt độ hơi thứ ra khỏi TBNT .Theo VD và BT

tập 10, chọn chênh lệch 50 K.

t1’’ = tc – 5 = 75,4 – 5 = 70,4oC

nhiệt độ ngưng tụ tc = 75,4oC ở 0,4 at

2. Lượng không khí do bơm hút ra khỏi TBNT (Gkk):

Theo CT 4.40, VD và BT tập 10,trang 188:

Gkk = 0,000025.( Gn + W’) + 0,01 .W’

= 0,000025.(9,685 +1,221 ) + 0,01.1,221 = 0,0125 (

kg/s)

Trong đó:

Gn – lượng nước vào TBNT, Gn = 9,685 kg/s .

W’ – lượng hơi thứ ngưng tụ, W’ = 1,221 kg/s.

3. Thể tích không khí cần hút (Vkk):

Theo CT VI.49, sổ tay tập 2, trang 84:



Vkk =



288.Gkk .( 273 + t kk ) 288.0,0125.(273 + 70,4)

=

= 0,1532 m 3 / s

P − Ph

39240 − 31166



Trong đó:

Gkk – lượng không khí cần hút, Gkk = 0,0125 kg/s.

tkk = t1’’ = 70,4oC (theo sổ tay tập 2)

Ph – áp suất hơi nước bão hoà ở tkk = 70,4oC

Ph = 0,3177 bar = 31166 N/m2

P – áp suất trong TBNT, P = 0,4 at = 39240 N/m2

SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -64



II. Các kích thước chủ yếu của thiết bò ngưng tụ:

1. Đường kính trong thiết bò (Dtr):

Theo VI.52, sổ tay tập 2, trang 84:



W'

1,221

Dtr = 1,383

= 1,383

= 0,563 m

ρh .ω h

0,2456.30

Chọn đường kính trong của TBNT là 600 mm

Trong đó:

W’ – lượng hơi thứ ngưng tụ, W’ = 1,221 kg/s.

ωh – tốc độ hơi trong TBNT, chọn ωh = 30 m/s (theo

sổ tay tập 2, trang 185 ).

ρh – khối lượng riêng hơi, tra bảng 57, VD và BT

tập 10, trang 443: ở 0,4 at được ρh = 0,2456 kg/m3

2. Kích thước tấm ngăn:

Thường có dạng viên phân để làm việc tốt .

a. Chiều rộng tấm ngăn (b):

Theo VI.53, sổ tay tập 2, trang 85:

b = Dtr / 2 + 50 = 600/2 +50 = 350 mm.

b. Bề dày tấm ngăn (δ):

Theo sổ tay tập 2, trang 85: chọn δ = 4 mm .

c. Đường kính lổ ( d ):

Theo sổ tay tập 2:

chọn nước sông (ao,hồ) để ngưng tụ hơi thứ thì

d=5mm

d. Chiều cao gờ tấm ngăn:

Theo sổ tay tập 2, chọn chiều cao gờ là: 40 mm .

Chọn tốc độ tia nước là 0,62 m/s.



SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -65



3. Chiều cao bộ phận ngưng tụ và các kích thước cơ

bản khác:

Tra bảng VI.8, sổ tay tập 2, trang 88:

Theo tiêu chuẩn hoá quy cách TBNT ta có các kích

thước:

Ký hiệu các kích thước



Kích thước,

hiệu mm

Đường kính trong của thiết bò

Dtr

600

Chiều dày của thành thiết bò

S

5

Khoảng cách từ ngăn trên cùng

a

1300

đến nắp thiết bò

P

1200

Khoảng cách từ ngăn cuối cùng

b

350

đến đáy thiết bò

K1

725

Bề rộng của tấm ngăn

H

4550

KC giữa tâm của TB ngưng tụ và

T

1400

TB thu hồi

D1

400

Chiều cao của hệ thống thiết bò

h

1400

Chiều rộng của hệ thống thiết



a1

260

Đường kính của thiết bò thu hồi

a2

300

Chiều cao của thiết bò thu hồi

a3

360

Khoảng cách giữa các ngăn:

a4

400

a5

430



Đường kính các cửa ra và vào:

-Hơi vào

-Nước vào

-Hỗn hợp khí và hơi ra

-Nối với ống Baromet

-Hỗn hợp khí và hơi vào thiết bò

thu hồi

-Hỗn hợp khí và hơi ra khỏi thiết

bò thu hồi

-Nối từ thiết bò thu hồi đến ống

Baromet

-ng thông khí



d1

d2

d3

d4

d5

d6

d7

d8



350

125

100

150

100

70

50



4. Kích thước ống Baromet:

a. Đường kính trong ống (d):

SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -66



Theo bảng trên thì d = 150 mm

b. Chiều cao ống ( H ):

Theo VI.58, sổ tay tập 2, trang 86:

H = h1 + h2 + 0,5, m (1)

Trong đó:

h1 – chiều cao cột nước tónh do độ chân không .

h2 – chiều cao để khắc phục trở lực khi nước

chảy trong ống.

c. Tính h1:

Theo VI.59, sổ tay tập 2, trang 86:

h1 = 10,33.( P/ 760) = 10,33 .(613/ 760) = 8,332 m.

với :

P – áp suất chân không trong thiết bò,

P = 760 – 0,2.735 = 613 mmHg

d. Tính h2:

Theo VI.60, sổ tay tập 2, trang 87:

ω2

H

0,617 2

H

h2 =

(1 + λ . + Σξ ) =

(1 − 0,017.

+ 1,5)

2.g

d

2.9,81

0,15

Trong đó

d - đường kính ống Baromet, d = 150 mm.

H - chiều cao tổng cộng ống Baromet , m.

g = 9,81 m/s2 .

Σξ= ξ1 + ξ2 = 1 + 0, 5 = 1,5

ξ1 - hệ số trở lực khi vào ống, ξ1 = 1

ξ2 - hệ số trở lực khi ra khỏi ống, ξ2 = 0,5

ω – tốc độ nước chảy trong ống,

0,004(Gn + W ' ) 0,004(9,685 + 1,221)

ω=

=

= 0,617 m / s

π .d 2

π .0,15 2

Với:

Gn – lượng nước vào TBNT, Gn = 9,685 kg/s

W’ – lượng hơi thứ ngưng tụ, W’ = 1,221 kg/s.

λ- hệ số trở lực do ma sát khi chảy trong ống, λ =

f(Re).



Re =



ρ.ω.d 985,65.0,617.0,15

=

= 1,79.105 > 105

−3

µ

0,5094.10



Chọn độ nhám ống thép là ε =0,2 mm .

0,221

0,221

λ = 0,0032 + 0, 227 = 0,0032 +

= 0,017

Re

(1,79.10 5 ) 0, 227

e. Chiều cao cần thiết:

Từ phương trình (1) thì:

SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -67



0,617 2

H

H = 8,332 +

(1 − 0,017.

+ 1,5) + 0,5

2.9,81

0,15

Giải phương trình bậc nhất 1 ẩn số H ta được: H = 8,86

m.

Chọn H = 9 m.



SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -68



TÍNH VÀ CHỌN BƠM

I. Bơm chân không:

1. Tính cho giai đoạn 1:

Công suất bơm chân không (Nck):

Theo sách Máy và thiết bò sản xuất hoá chất.:

 P 2 mm−1



1

m

N ck =

.

.

P

V

(

)



1



kk

kk 

n ck 10 3 m −1

 P1





 107910 1,125, 25−1 

1

1,25

N ck =

.

.8073,63.0,1532.(

)

− 1 = 5,6 KW

0,75.10 3 1,25 − 1

8073

,

63





Trong đó:

nck – hệ số hiệu chỉnh, chọn nck = 0,75.

m – hệ số đa biến, chọn m = 1,25 .

Vkk – thể tích không khí cần hút, Vkk = 0,1532 m3 /s .

Pkk = P1 là áp suất không khí đầu hút:

P1 = Pkk = Pc – Ph = 0,4 – 0,3177 = 0,0823 at = 8073,63

N/m2.

Pc – áp suất ngưng tụ, Pc = 0,4 at .

Ph - áp suất riêng phần của hơi nước ở nhiệt

độ không khí là 70,4oC ⇒ Ph = 0,3177 at.

P2 – áp suất đầu đẩy .

Chọn P2 lớn hơn áp suất khí quyển, P2 = 1,1 at

=107910 N/m2

2. Tính cho giai đoạn 2:

Công suất bơm chân không (Nck):

Theo sách Máy và thiết bò sản xuất hoá chất.:

 P 2 mm−1



1

m

N ck =

.

.

P

V

(

)



1



kk

kk 

n ck 10 3 m −1

 P1





 107910 1,125, 25−1 

1

1,25

N ck =

.

.4512,6.0,1532.(

)

− 1 = 4,09 KW

0,75.10 3 1,25 − 1

 4512,6



Trong đó:

nck – hệ số hiệu chỉnh, chọn nck = 0,75.

m – hệ số đa biến, chọn m = 1,25 .

Vkk – thể tích không khí cần hút, Vkk = 0,1532 m3 /s .

Pkk = P1 là áp suất không khí đầu hút:

P1 = Pkk = Pc – Ph = 0,2 – 0,154 = 0,046 at = 4512,6

N/m2.

Pc – áp suất ngưng tụ, Pc = 0,2 at .

SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -69



Ph - áp suất riêng phần của hơi nước ở nhiệt

độ không khí là 54,7oC ⇒ Ph = 0,154 at.

P2 – áp suất đầu đẩy .

Chọn P2 lớn hơn áp suất khí quyển, P2 = 1,1 at

=107910 N/m2

3. Chọn bơm chân không:

Dùng bơm chân không roto không cần dầu bôi trơn,

có thể hút không khí, hơi nước, khí lẩn bụi. Chọn bơm

chân không vòng nước PMK có công suất yêu cầu

trên trục bơm là 6,84 KW . Các thông số khác như sau :

− Kiểu PMK – 2.

− Năng suất ở độ chân không : 0,6 m3 / s.

− Số vòng quay : n = 1450 v/ph.

− Công suất động cơ điện : 10 KW.

− Lưu lượng nước : 0,02 m3/h.

− Khối lượng : 109 kg.

− Kích thước ( dài x rộng x cao) : 705 x 416 x 390 (mm).

II. Bơm nước vào thiết bò ngưng tụ:

Công suất bơm (Nb1):

Theo Sổ tay tập 1:

Q.H .ρ.g 0,0097.5,355.997.9,81

N b1 =

=

= 0,68 KW

1000.η

1000.0,75

Trong đó:

Q – lưu lượng bơm, m3/s.

H – cột áp bơm, m.

ρ - khối lượng riêng chất lỏng, ρ = 997 kg/m3.

g = 9,81 m/s2.

η - hiệu suất

bơm, chọn η= 0,75 .

1. Lưu lượng của bơm ( Q ):

Q = Gn / ρ = 9,685 / 997 = 0,0097 m3/s.

Với:

Gn – lượng nước vào TBNT, Gn = 9,685 kg/s .

ρ - khối lượng riêng của nước vào TBNT ở nhiệt

độ đầu 25oC,

ρ = 997 kg /m3.

2. Cột áp bơm ( H ):

Theo phương trình Bernoulli, CT 2.1, Ví dụ và bài tập tập 10:

P 2 − P1

(0,2 − 1).9,81.10 4

+ 12 + 0,379 = 5,355 m

+ Ho+ ∆H =

H=

ρg

997.9,81



Trong đó:

SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -70



Ho – chiều cao hình học để nâng nước lên .

P1, P2 – áp suất ở đầu hút, đầu đẩy .

P1 = 1 at, P2 = Pc = 0,2 at .

∆ H – cột áp khắc phục trở lực trên đường ống

hút và đẩy .

ρ - khối lượng riêng nước, ρ = 997 kg/m3.

g = 9,81 m/s2.

a. Tính Ho:

Ho = P + a0 + a1 + a2 + a3 + a4 = 11,9 m .

Chọn Ho = 13 m.

Trong đó: P, a0, a1, a2, a3, a4: kích thước hình học của

TBNT.

b. Tính ∆ H:

∆ H = hhút + hđẩy =0,24 + 0,139 = 0,379 m.

Trong đó

hhút, hđẩy - trở lực trên đường ống hút và

đẩy .

− Tính hhút:



hhut



ω12

l1

0,79 2

3

=

(λ . + Σξ ) =

(0,023.

+ 7) = 0,24m

2.g

d

2.9,81

0,125



Trong đó: w1 – vận tốc nước trong ống hút,

4.0,0097

4.Q

= 0,79 m/s .

w1 =

2 =

πd

π .0,125 2

d- đường kính ống hút, d= 0,125 m.

g = 9,81 m/s2.

l1 – chiều dài ống hút, chọn l1 = 3m .

Σξ - tổng hệ số trở lực đầu hút, chọn đầu hút

có van và lưới lọc thì Σξ= 7

ρ- khối lượng riêng nước, ρ = 997 kg/m3.

µ - độ nhớt của nước ở nhiệt độ vào 25 oC, µ =

0,438.10-3 Ns/m2

λ- hệ số trở lực do ma sát khi chảy trong ống, λ=

f(Re).

ρ.ω1.d 997.0,79.0,125

= 22,5.10 4 > 10 4

Re =

=

−3

0,438.10

µ

Chọn độ nhám ống thép là ε = 0,2 mm .

Regh = 6 . (d / ε )8/7 = 6.(125 / 0,2 )8/7 = 9406.

Ren = 220.(d / ε )9/8 = 220.(125 / 0,2 )9/8 = 307459.

Do Regh
λ = 0,1 .(1,46 . ε / d + 100 / Re )0,25

SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -71



λ = 0,1 .( 1,46 . 0,2 /125 + 100 / 22,5.104 )0,25 = 0,023



− Tính hđẩy:



hday



w22

l2

0,79 2

14

=

(λ . + Σξ ) =

(0,023.

+ 1,8) = 0,139m

2. g

d

2.9,81

0,125



Trong đó:

Chọn ống có các kích thước đặc trưng

giống ống hút thì d= 0,125 m ; ε = 0,2 mm

.

l2- chiều dài ống đẩy, l2 = 14 m

Σξ - tổng hệ số trở lực đầu đẩy .

Chọn đầu đẩy có 2 khuỷu 90o thì Σξ =1,8.

ω2 – vận tốc nước trong ống đẩy, ω2 = ω1

λ- hệ số ma sát trên đường ống. Do các

yếu tố không đổi nên λ = 0,023 .

3. Chọn bơm:

Chọn bơm ly tâm 1 cấp trục ngang . Chọn bơm nước

mã số LT 12 –20. Các thông số của bơm :

− Công suất điện là 2,2 KW

− Lưu lượng nước : 10 – 14 m3/h.

− Chiều cao cột áp : 20-17 m.

− Số vòng quay : 2900 v/ph

− Đường kính lổ miệng hút : 52 mm

− Đường kính lổ miệng đẩy : 32 mm.

III. Bơm nhập liệu:

Công suất bơm (Nb2):

Theo Sổ tay tập 1:

Q.H .ρ .g 4,17.10 −3.5,58.1031,7.9,81

N b2 =

=

= 0,3 KW

1000.η

1000 . 0,75

Trong đó:

Q – lưu lượng bơm, m3/s.

H – cột áp bơm, m.

ρ - khối lượng riêng dung dòch, ρ = 1031,7 kg/m3.

g = 9,81 m/s2.

η- hiệu suất

bơm, chọn η = 0,75 .

1. Lưu lượng bơm (Q):

Nhập liệu 2,5 m3 dung dòch đường trong 10 phút nên:



Q=



V

2,5

=

= 4,17.10 − 3 m 3 / s

τ 10.60



Trong đó:



SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -72



V – thể tích dung dòch nhập liệu, m3

τ - thời gian nhập liệu cho 2,5 m3

2. Cột áp bơm ( H ):

Theo phương trình Bernoulli, CT 2.1, Ví dụ và bài tập tập 10:

H=



P 2 − P1

+ Ho+ ∆H = 0 + 4 + 1,58 = 5,58 m

ρg



Trong đó:

Ho – chiều cao hình học để hút dung dòch ra .

P1, P2 – áp suất ở đầu hút, đầu đẩy .

P1 = 1 at, P2 = 1 at (do ban đầu đã tạo chân không).

∆ H – cột áp khắc phục trở lực trên đường ống

hút và đẩy .

a. Tính Ho:

Chọn Ho = 4 m (chiều cao nhập liệu ).

b. Tính ∆ H:

∆ H = hhút + hđẩy =1,1 + 0,48 = 1,58 m.

Trong đó hhút, hđẩy - trở lực trên đường ống hút và

đẩy .

− Tính hhút:

w12

l1

1,69 2

1

hhut =

(λ . + Σ ξ ) =

(0,027.

+ 7) = 1,1 m

2.g

d

2.9,81

0,056

Trong đó:

ω1 – vận tốc nước trong ống hút,

4.Q

4.4,17.10 −3

= 1,69 m / s

ω1 =

=

πd2

π .0,056 2

g = 9,81 m/s2.

l1 – chiều dài ống hút, chọn l1 = 1m .

Σξ - tổng hệ số trở lực đầu hút, chọn

đầu hút có van và lưới lọc thì Σξ = 7

ρ - khối lượng riêng của dung dòch đường

ρ =1031,7 kg/m3

µ- độ nhớt của dung dòch đường, µ =

0,343.10-3 Ns/m2

λ- hệ số trở lực do ma sát khi chảy trong

ống, λ = f(Re).

ρ .ω 1.d 1031,7.1,69.0,056

= 284665 > 10 4

=

−3

0,343.10

µ

ng thép chọn độ nhám là ε = 0,2 mm .

Regh = 6 . (d / ε )8/7 = 6.(56 / 0,2 )8/7 = 3757.



Re =



SVTH:Trần Thanh Tuấn



Trang -73



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

= 2579*4016,94*( 63 – 30 ) =0,342.109 J

Tải bản đầy đủ ngay(83 tr)

×