Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
(độ ) ( CT 3.33 – T155- QTTBT3)

(độ ) ( CT 3.33 – T155- QTTBT3)

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

=

=



Đồ Án Môn QT&TB



= 100% = 3 % < 5%

=100% = 3,94 % <5%



Do sai số nhỏ hơn 5% nên ta chấp nhận giả thiết phân bố

áp suất ban đầu.

2.2.7.Bề mặt truyền nhiệt

Theo phương pháp bề mặt truyền nhiệt các nồi bằng nhau:

F = (m2)



(ST2- T46)



Thay số vào cơng thức ta có:

Nồi 1:F1 =



= 94,601 (m2)



Nồi 2: F2 = = 93,508 (m2)

PHẦN 3: TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ

3.1. Thiết bi gia nhiệt hỗn hợp đầu:

Chọn thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu là thiết bị đun

nống loại ống chùm ngược chiều dung hơi nước bão hòa ở 3at,

hơi nước đi ngồi ống từ trên xuống, hỗn hợp nguyên liệu đi

trong ống từ dưới lên.ở áp suất 3at t1=132,9 oC ( tra bảng

I.251-ST1- T315)

Hỗn hợp đầu vào thiết bị gia nhiệt ở nhiệt độ

phòng(25oC) đi ra ở nhiệt độ sôi của hỗn hợp đầu(tso =

114,664oC).

3.1.1.Nhiệt lượng trao đổi :( Q)

Q = F.Cp.(tF – tf) ,W

Trong đó :



+F: lưu lượng hỗn hợp đầu ,F = 12550(kg/h)

+tF : Nhiệt độ sôi của hỗn hợp tF = tso =



113,158 (oC)

+Cp: Nhiệt dung riêng của hỗn hợp tại:

Cp= Co=3767,4J/kg.độ

+tf: Nhiệt độ mơi trường

32

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



Thay số :

Q= .3767,4.(113,158 - 25) = 1157829,705(W)

3.1.2.Hiệu số nhiệt độ hữu ích:

+Chọn thđ = t1 = 132,9 (0C)

Δ tđ = 132,9 – 25 = 107,9 (0C)

Δ tc = 132,9 – 113,158 = 19,742 (0 C)

+Do



= =5,466 >2 Nên nhiệt độ trung bình giữa



hai lưu thể là:

ttb = = = 51,963 (0C)

+Hơi đốt:



t1tb = 132,9 (0C)



+Phía hỗn hợp: t2tb = 132,9 – 51,963 = 80,937 (0C)

a) Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể :

+Hệ số cấp nhiệt phía hơi nước ngưng tụ :

α1 = 2,04.A.()0,25

Trong đó :



(22)



+r : ẩn nhiệt ngưng tụ lấy theo nhiệt độ hơi



bão hòa

r = 2171.103 (J/Kg).

+Δt1 :Chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi đốt

và nhiệt độ thành ống truyền nhiệt.

+ H : Chiều cao ống truyền nhiệt



H = 3 (m)



+A : Hằng số tra theo nhiệt độ màng nước

ngưng.

33

GVHD: Vũ Minh Khôi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Mơn QT&TB



Giả sử : Δt1 = 3,1 (0C)

Ta có : tm =132,9 - = 131,35 (0 C)

Tra bảng ST2- T29 => A = 191,405

Thay số (22) :α1= 2,04.191,405= 8582,774 (W/m2.độ)

b) Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ :

q1 = α1.Δt1



[W/m2]



q1 = 8582,774.3,1 =26606,5994 (W/m2 )



Thay số :



c) Hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xốy :

Theo cơng thức V.40- ST2- T14 có :

Nu = 0,021.εk.Re0,8.Pr0,43.()0,25

Mà Nu =







2



= 0,021..k.Re0,8.Pr0,43.()0,25



(23)



Trong đó: +Prt: Chuẩn số Prandt

+εk : Hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh

hưởng của tỉ số giữa chiều dài L và đường kính d của ống. Chọn

đường kính d=382 mm ; L = 4(m)

ta có :=



= 105,26 > 5m → εk= 1 (theo V.2- ST2- T15)



*)Tính chuẩn số Pr : Pr = (CT V.35-ST2- T12)



(24)



+Cp : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp ở ttb = 80,9370C

Cp=C0= 3767,4 J/kg.độ



34

GVHD: Vũ Minh Khôi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Mơn QT&TB



+Tra bảng (I .107- ST1- T101)ta có độ nhớt dung dịch:

µ = 0,3534.10-3Ns/m2

+ Tra bảng I.29-ST1- T37- p : khối lượng riêng của hỗn

hợp ở ttb

ρ = 1009,7 kg/m3

+MNHNO= a.MNHNO + (1-a) .MH2O

a=

1- a= 1-0,0244= 0,9756

M1= 0,0244.80 + 0,9756.18= 19,5128

+Với A=3,58 .10-8

λ=A.Cp.p=3,58.10-8.3767.4.1009,7 = 0,5075(W/m.độ)

Thay số (24) : Pr = = 2,623

+Hiệu số nhiệt độ ở 2 phía thành ống :

Δtt = tt- tt= q1.∑rt

Trong đó : tt : Nhiệt độ thành ống phía hỗn hợp

∑r t : Tổng nhiệt trở ở 2 bên ống truyền nhiệt : Ống dẫn

nhiệt làm bằng làm thép X18H10T có chiều dày δ = 2 (mm)

nên:λ = 16,3 (W/m độ)

∑rt = 7,417.10-4

Thay số : Δtt = 26606,5994. 7,417.10-4 = 19,734 0C



35

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



=>t t2 = tt1 – Δtt = 132,9- 19,734 =

113,166 0C

Δt2 = - t2tb= 113,166 – 80,937 = 32,229

0



C

*)Tính chuẩn số



Prt=



(25)



t



+Trong đó :

Cpt : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp



C pt



= C1



=



3548,1372 J/kg.độ

µt : Độ nhớt của hỗn hợp tra bảng I.101-ST1- T101

µt = 0,285.10-3Ns/m2

λt : hệ số dẫn nhiệt của hỗn hợp ở tt2

+)λt = A.Cp.



(26)



Với : A = 3,85.10-8

: khối lượng riêng của hỗn hợp ở tt=113,1660C

Tra bảng I.39-STQTTB-1/37 ta có : ρ= 1008,575 kg/m3

Thay vào cơng thức (26) ta có :

t = 3,58.10-8.3548,1372. 1008,575.= 0,477( W/m2.độ)

Thay số (25) : Prt= = 2,12

Thay số (23) ta có hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xốy :

αt =0,021. .(1000)0,8.(2,623)0,43.()0,25= 793,186

36

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Mơn QT&TB



d) Nhiệt tải riêng về phía dung dịch :

q2 = αt.Δt2 = 793,186. 32,229 = 25563,592 (W/m2)



e) Kiểm tra sai số:

= = .100% = 3,9 %

Sai số nhỏ hơn 5% ta chấp nhận giả thiết

3.1.3.Bề mặt truyền nhiệt:

Cơng thức tính :



F=



Trong đó : Nhiệt lượng trao đổi : Q = 1157829,705 (W)

q



tb



:Nhiệt tải riêng trung bình về phía dung dịch



qtb = (W/m2)

Thay số :

F =m

3.1.4.Số ống truyền nhiệt :

Công thức tính :



n=



Trong đó : F : Bề mặt truyền nhiệt



F= 44,837 (m2)



d : đường kính ống truyền nhiệt d = 0,034 m

H : Chiều cao ống truyền nhiệt



H=3



(m)

Thay số : n =

Qui chuẩn n = 187 ống .Theo bảng V.11-ST2- T48 có:

37

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội



Số



Đồ Án Môn QT&TB



Sắp xếp ống theo hình 6 cạnh



hình Số ống Tổng số ống

Tổng ống

Tổng

6

trên không kể các Dãy Dãy Dãy trong tất cả

ống

cạnh đường

ống trong 1

các hình viên trong

2

3

xun

các hình

phân

thiết bị

tâm 6



viên phân



cạnh

7



15



169



3



18



187



3.1.5.Đường kính trong của thiết bị đun nóng

D = t.(b – 1) + 4.dn



(CT V.50-ST2- T49)



Trong đó: dn : Đường kính ngồi của ống truyền nhiệt

dn = d + 2.δ = 0,034 + 2.0,002 = 0,038 (m)

t: Bước ống.



Lấy t = 1,4 dn.



t = 1,4 .0,038 = 0,0532

b: số ống trên đường xuyên tâm của hình 6 cạnh

b = 15

Thay số : D = 0,0532.(15-1) + 4.0,038 = 0,897 m

Qui chuẩn : D = 1 m = 900 (mm)



(bảng VIII.6- ST2- T359)



3.1.6.Tính vận tốc và chia ngăn

*)Vận tốc thực :

38

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



Gđ= 12550 kg/h

n = 187 ống

d = 0,034m

 = 1009,7 kg/m3

Thay số ta có: (m/s)

*)Vận tốc giả thiết:

(m/s)





5% nên ta cần chia ngăn để quá trình cấp nhiệt ở chế



độ xoáy.Số ngăn được xác định như sau:

Số ngăn cần thiết:

Quy chuẩn 6 ngăn

3.2.Thiết bị ngưng tụ Baromet

*Hệ thống thiết bị: Chọn thiết bị ngưng tụ Baromet –

thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô ngược chiều chân cao.



2



4

Nước lạnh



1



Hơi thứ



3



Chú thích:

1- Thân

2- Thiết bị thu hồi bọt

3- Ống baromet

4- Ống dẫn khí khơng ngưng

5- Bơm chân khơng

Trong thân 1 gồm có những tấm

ngăn hình bán nguyệt

Thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại

khô ngược chiều chân cao

Ống Baromet thường cao H > 10,5m

để khi độ chân không trong thiết bị có



5 tăng thì nước cũng khơng dâng lên

ngập thiết bị.

39

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



3.2.1.Lượng nước lạnh cần thiết để ngưng tụ.

, kg/s (CT VI.51 – ST2- T84)

Gn: lượng nước lạnh cần thiềt để ngưng tụ, kg/s

W: lượng hơi ngưng tụ đi vào thiết bị ngưng tụ, kg/s

i: hàm nhiệt của hơi ngưng, J/kg

t2đ, t2c: nhiệt độ đầu và cuối của nước lạnh, oC

Cn: nhiệt dung riêng trung bình của nước, J/kg.độ

Ở đây W = W2 = 4351,811 kg/h = 1,209 kg/s

Chọn t2đ = 25 oC, t2c = 50 oC , nhiệt độ trung bình =( 25 +

50)/2= 37,5 oC

Cn(37,5 oC) = 4181,0432 J/kg.độ

 i = 2612,2.103 J/kg

 102974,02 kg/h = 27,96 kg/s

3.2.2.Thể tích khơng khí và khí khơng ngưng cần hút ra

khỏi thiết bị ngưng tụ Baromet.

Vk = , m3/s , Với = 1,25 kg/m3

Mà: Gk = 25.10-6(W + Gn) + 0,01W

Gk = 25.10-6.(1,209 + 27,796) + 0,01.1,209 = 0,0128 kg/s

 Vk = = = 0,01 m3/s

3.2.3. Đường kính trong

m



(CT VI.52 – ST2- T84)



W: lượng hơi ngưng tụ, W = 1,209 kg/s

h: khối lượng riêng của hơi ngưng tụ ở 61,5 oC: h = 0,1394

kg/m3



40

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



h: tốc độ của hơi đi trong thiết bị ngưng tụ, m/s . Nếu thiết bị

ngưng tụ làm việc với áp suất khoảng 0,1 ÷ 0,2 at chọn h trong

khoảng 55 ÷ 35 m/s, nếu từ 0,2 ÷ 0,4 chọn 35 ÷ 15 m/s.

Ở đây áp suất làm việc của thiết bị ngưng tụ là 0,22 atm

nên ta chọn h = 30 m/s.

 0,744 m

Dựa vào dãy đường kính chuẩn của thiết bị ngưng tụ (CT

VI.8 – ST2- T88) Chọn: Dba = 0,8 m = 800 mm.

3.2.4. Kích thước tấm ngăn

- Tấm ngăn có dạng hình viên phân, để đảm bảo làm việc

tốt, chiều rộng tấm ngăn b có thể được xác định như sau:

, mm



(CT VI.53- ST2- T85)



Dba: đường kính trong thiết bị ngưng tụ, Dba = 800 mm

 450 mm

- Trên tấm ngăn có đục nhiều lỗ nhỏ: Nếu nước làm nguội

là nước sạch nên lấy đường kính các lỗ bằng 2 mm, nếu nước

bẩn là 5mm.

Chọn đường kính lỗ 2 mm

- Tổng diện tích bề mặt của các lỗ trong tồn bộ mặt cắt

ngang của thiết bị ngưng tụ, nghĩa là trên 1 cặp tấm ngăn là:

, m2



(VI.54 – ST2- T85)



Với: Gn: lưu lượng nước, m3/s

Ở nhiệt độ trung bình 37,5 0C, khối lượng riêng của nước là

994 kg/m3

Gn =27,796 kg/s = m3/s

41

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội



Đồ Án Môn QT&TB



c: tốc độ của tia nước, m/s . Tốc độ tia nước khi chiều cao

gờ của tấm ngăn là 40 mm thì c = 0,62 m/s

[AII – 85]

Ở đây ta chọn c = 0,62 m/s

 0,045 m2

- Chọn chiều dày tấm ngăn  = 4 mm



(ST2-T85)



- Các lỗ xếp theo hình lục giác đều, bước của các lỗ được

xác định theo công thức: , mm



(CT VI.55- ST2- T85)



d: đường kính của lỗ, d = 2 mm (đã chọn ở trên)

: tỉ số giữa tổng diện tích tiết diện các lỗ với diện tích tiết

diện của thiết bị ngưng tụ, thường lấy 0,025 ÷ 0,1.

Ở đây ta chọn = 0,1

 2,02 mm

3.2.5. Chiều cao thiết bị ngưng tụ

Mức độ đun nóng được xác định theo cơng thức:

(CT VI.56- ST2- T85)

Dựa vào mức độ đun nóng với đường kính lỗ 2 mm, tra

bảng

VI.7- ST2- T85 ta có:

- Số ngăn: 6

- Số bậc: 3

- Khoảng cách trung bình giữa các ngăn: 400 mm

Tra bảng VI.8- ST2- T88 với đường kính trong Dba = 800 mm ta có

những kích thước cơ bản của thiết bị ngưng tụ Baromet như

sau:

42

GVHD: Vũ Minh Khơi



SVTH: Phạm Văn Linh

CĐĐH Hố 1-K11



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(độ ) ( CT 3.33 – T155- QTTBT3)

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×