Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương III: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ

Chương III: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ

Tải bản đầy đủ - 0trang

t2đ, t2c



: Nhiệt độ đầu và cuối của nước lạnh, 0C.



Chọn: t2đ = 20 0C

t2c = 40 0C

Cn



: Nhiệt dung riêng trung bình của nước ứng với ttb, J/kgđộ



Cn = 4183 j/kg.độ (trang 310 [4])



Vậy:



( kg/h)



III.1.2. Lượng khơng khí và khí khơng ngưng cần hút ra khỏi thiết bị

Lượng khí khơng ngưng và khơng khí cần hút cụ thể là:

Có sẵn trong hơi thứ.

Rò rỉ vào qua những lỗ hở của thiết bị.

Hòa tan trong nước làm lạnh.



Chính lượng này vào thiết bị ngưng tụ làm giảm độ chân không, áp suất riêng phần và

hàm lượng tương đối của hơi trong hỗn hợp giảm đồng thời làm giảm hệ số truyền nhiệt

của hơi đốt. Vì vậy cần liên tục hút khí khơng ngưng và khơng khí ra khỏi thiết bị.

Đối với thiết bị ngưng tụ trực tiếp, lượng khí khơng ngưng và khơng khí cần hút ra khỏi

thiết bị tính theo CT VI.47/84-[2]:

Gkk



= 0,000025.W2 + 0,000025.Gn + 0,01W2 , kg/h.

= 0,000025.2797,36+0,000025.81212,51+0,01.2797,36

= 30,07 kg/h.



Khi đó, thể tích khơng khí ở 00C và 760 mmHg cần hút là:

Vkk



= 0,001.[0,02(W + Gn) + 8W] , m3/s.



= 0,001.



= 0,0067 (m3/s).



III.1.3. Đường kính thiết bị ngưng tụ:

Đường kính thiết bị ngưng tụ được xác định theo hơi ngưng tụ và tốc độ hơi qua thiết bị.

Tốc độ hơi phụ thuộc vào cách phân phối nước trong thiết bị, tức là theo độ lớn của các

tia nước.

Thường người ta lấy năng suất tính tốn của thiết bị ngưng tụ lớn hơn 1,5 lần năng suất

thực tế của nó; khi đó đường kính trong của thiết bị có thể xác định theo CT VI.52/84-[2]:



Dtr = 1,383.

Trong đó:



, m.

Dtr – đường kính trong của thiết bị ngưng tụ, m.

W – lượng hơi ngưng tụ, kg/s.

- khối lượng riêng của hơi, kg/m3, tra bảng I.251/314-[1] ta có



= 0,09789 kg/m3.

- tốc độ của hơi trong thiết bị ngưng tụ, m/s.

Khi tính tốn ta có thể lấy vận tốc hơi như sau:

Thiết bị ngưng tụ làm việc với áp suất 0,1at nên ta chọn



Vậy :



Dtr = 1,383.



55 m/s.



= 0,38 m.



Chọn D theo qui chuẩn ở bảng VI.8/88-[2], chọn D = 500 mm.

III.1.4. Kích thước tấm ngăn:

Tấm ngăn có dạng hình viên phân để đảm bảo làm việc tốt, chiều rộng của

tấm ngăn b có thể xác định theo CT VI.53/85-[2] như sau:



, mm.

Trong đó:



Dtr – đường kính trong của thiết bị ngưng tụ, mm.



Vậy :



= 300 mm.



Trên tấm ngăn có đục nhiều lỗ nhỏ, vì nước làm nguội là nước sạch nên ta

lấy đường kính các lỗ là 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



f=

Trong đó:



tra theo CT VI.54/85-[2].



Gn – lưu lượng nước, kg/s. Gn phụ thuộc vào lượng hơi được ngưng tụ và



thường thay đổi trong giới hạn từ (15



60)W;



- tốc độ của tia nước, m/s. Tốc độ của tia nước khi chiều cao của

gờ tấm ngăn = 40mm thì ta lấy

n



Vậy:



0,62 m/s;



– khối lượng trung bình của nước,



f=



n



= 995,7 kg/m3.



.



Chiều dày tấm ngăn, ta lấy



= 4mm.



Các lỗ xếp theo hình lục giác đều. Ta có thể xác định bước của các lỗ bằng

CT VI.55/85-[2]:



t = 0,866.d

Trong đó:



, mm.



d – đường kính của lỗ, d = 2mm;



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

tiết diện của thiết bị ngưng tụ, thường lấy

Vậy :



t = 0,866.2



0,025



0,1 nên ta chọn 0,1.



= 0,55 mm.



III.1.5. Chiều cao thiết bị ngưng tụ:

Mức độ đun nóng nước được xác định theo CT VI.56/85-[2] :



P=

Trong đó:



t2đ, t2c – nhiệt độ đầu và cuối của nước tưới vao thiết bị, 0C;

tbh – nhiệt độ của hơi bão hòa ngưng tụ, 0C.



Vậy:



P=



= 0,595



Dựa vào trị số của mức độ đun nóng P ta tra ra khoảng cách trung bình giữa các ngăn và

số ngăn, ta có thể xác định được chiều cao hữu ích của thiết bị ngưng tụ.

Thực tế khi hơi đi trong thiết bị ngưng tụ từ dưới lên thì thể tích của nó sẽ giảm dần, do

đó khoảng cách hợp lí nhất giữa các ngăn cũng nên giảm dần theo hướng từ dưới lên

khoảng chừng 50 mm cho mỗi ngăn.

Tra bảng VI.7/86-[2] ta có:

Chiều cao hữu ích của thiết bị ngưng tụ:



8.400 = 3200mm = 3,2m.



III.1.6. Kích thước ống baromet:

Đường kính trong của ống baromet tính theo CT VI.57/86-[2] :



d =

Trong đó:



, m.



W – lượng hơi ngưng, kg/s

Gn – lượng nước lạnh tưới vào tháp, kg/s



- tốc độ của hỗn hợp nước và chất lỏng đã ngưng chảy trong ống

baromet, m/s. Thường lấy



Vậy:



= 0,6 m/s.



d =



= 0,1113 m.



Theo qui chuẩn, d = 0,2m.

III.1.7. Chiều cao ống baromet:

Có thể xác định theo CT VI.58/86-[2] sau:

H = h1 + h2 + 0,5 ; m.

Trong đó : 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, ta có CT VI.59/86-[2] :



h1 = 10,33.



, m.



Ở đây b – độ chân không trong thiết bị ngưng tụ, mmHg;



Vậy:



h1 = 10,33



Ta có CT VI.60/87-[2]:



= 8,499 m



h2 =



, m.



Với h2 – chiều cao cột nước trong ống baromet cần để khắc phục toàn bộ trở lực khi nước

chảy trong ống.

Nếu như ta lấy hệ số trở lực khi vào ống



= 0,5 và khi ra khỏi ống



CT VI.60 sẽ có dạng CT VI.61/87-[2]:



h2 =



, m.



Ở đây H – tồn bộ chiêu cao ống baromet, m.



= 1 thì



d - đường kính trong của ống baromet, m.

- hệ số trở lực do ma sát khi nước chảy trong ống.

Để tính



ta tính chuẩn số Re khi chất lỏng chảy qua ống baromet:



Re =



CT II.58/377-[1].



Với: dB – đường kính của ống, dB = 0,2m.

- khối lượng riêng trung bình của nước,

- độ nhớt trung bình của nước,



= 995,7 kg/m3.



= 0,801.10-3 N.s/m2.



- tốc độ của hỗn hợp nước và chất lỏng đã ngưng chảy trong ống baromet, m/s.

Thường lấy



Vậy:



= 0,6 m/s.



Re =



= 149168,54



14,9.104 > 104



Như vậy, dòng nước trong ống baromet ở chế độ chảy xoáy. Ở chế độ chảy xoáy, hệ số ma

sát được tính theo CT II.65/380-[1] như sau:



Trong đó:



- độ nhám tương đối, xác định theo CT II.66/380-[1]:



ở đây: dtb – đường kính tương đương, lây bằng đường kính trong của ống baromet

(0,2m).



- độ nhám tuyệt đối, tra bảng II.15/381-[1] chọn,



= 0,2 mm.



= 10-3



= 6,81



= 0,0216



Vậy : h2 =

Vậy :



=



= 0,046 + 1,979.10-3.H



H = h1 + h2 + 0,5 = 8,499 + 0,046 + 1,979.10-3.H + 0,5

H = 9,045 + 1,979.10-3.H

H = 9,06 m ;



Để ngăn ngừa nước dâng lên trong ống và chảy tràn ngập thiết bị, chọn H = 11m.



III.2. Tính tốn và chọn bơm:

III.2.1. Bơm chân khơng:

Bơm là máy thủy lực dùng để vận chuyển và truyền năng lượng của chất lỏng. Các đại

lượng đặc trưng của bơm là năng suất, áp suất, hiệu suất, công suất tiêu hao và hệ số quay

nhanh.

Ở đây ta sử dụng bơm chân khơng kiểu pittong để thực hiện q trình hút hơi và khí

khơng ngưng ra khỏi thiết bị ngưng tụ baromet.

Xét q trình hút khí là q trình đa biến (có trao đổi nhiệt với mơi trường và phụ thuộc

vào nhiều yếu tố), sử dụng CT II.243a/465-[T1] để tính cơng suất của bơm:



, W.



Trong đó:

P1, P2 – áp suất khí lúc tại điểm hút và đẩy, N/m2.

V1 – thể tích khí hút được, m3/s.

k – chỉ số đa biến, lấy k = 1,4 .

Áp suất làm việc trong thiết bị baromet: P = 0,15 at.

Áp suất hơi nước tại nhiệt độ 400C, tra bảng I.250/312-[1] : Ph = 0,0752 at .

Vậy áp suất khí lúc hút: P1 = P – Ph = 0,15 – 0,0752 = 0,0748 at.

Thay các giá trị vào, ta có:



= 235,29W



Tính cơng suất động cơ

Trong đó:



, W.



- hiệu suất truyền động,

- hiệu suất động cơ,



Vậy:



(CT II.190/439-[1])

= 0,95.

= 0,95.



= 260,71W



Thường thường chọn động cơ điện có cơng suất lớn hơn so với cơng suất tính tốn (lượng

dự trữ dựa vào khả năng quá tải):

(CT II.191/439-[1])

- hệ số dự trữ cơng suất, vì

Vậy:



= 1,5.260,71= 391,1W.



< 1 kW, nên



= 1,5.



III.2.2. Bơm ly tâm để bơm nước vào thiết bị:

Công suất yêu cầu trên trục bơm được tính theo CT II.189/439-[1]:



, kW.

Trong đó: Q – năng suất của bơm, m3/s.



= 0,0226 m3/s.



=

- khối lượng riêng của nước ở 200C,

- hiệu suất chung của bơm, chọn



= 998,2 kg/m3.



= 0,9.



H – áp suất toàn phần của bơm, m.

Áp suất toàn phần của bơm được xác định theo CT II.185/438-[1]:



, m.

Với: P1, P2 – áp suất trên bề mặt chất lỏng trong không gian đẩy và hút, N/m2.

- khối lượng riêng của chất lỏng cần bơm, kg/m3.

hm – áp suất tiêu tốn để thắng toàn bộ trở lực trên đường ống hút và đẩy, m.

H0 – chiều cao nâng chất lỏng ; H0 = Hh + Hđ = 5 + 11 = 16m.

Tính hm .



, m.

Với :

l – chiều dài toàn bộ, chọn l = 20m;



d – đường kính trong của ống dẫn; d =

Trong đó :



;



W – lượng nước trong ống, W = Gn = 2797,36 kg/s.

- vận tốc nước trong ống, coi vận tốc trong ống hút và đẩy bằng nhau,



= 2,5 m/s.



d=



= 0,0199 m.



Chọn đường kính trong của ống dẫn 0,025m.

- vận tốc thực của nước trong ống;



=



- hệ số ma sát, tính theo CT : Re =

Với



= 1,587 m/s.



CT II.58/377-[1].



- độ nhớt của nước ở 200C = 1,002.10-3 N.s/m2



Re =



= 39515,6



3,9.104 > 104 .



Như vậy, dòng nước trong ống baromet ở chế độ chảy xoáy. Ở chế độ chảy xốy, hệ số ma

sát được tính theo CT II.65/380-[1] như sau:



Trong đó:



- độ nhám tương đối, xác định theo CT II.66/380-[1]:



ở đây: dtb – đường kính tương đương, = 0,025m

- độ nhám tuyệt đối, tra bảng II.15/381-[1] chọn,



= 8.10-3



= 0,2 mm.



= 5,18



= 0,0373.

- trở lực chung .

cửa vào: 0,5 ;



cửa ra : 1 bảng N010/385-[1].



khuỷu ống (900 – 3 khuỷu) : 1,16 bảng N030/394-[1].

Van tiêu chuẩn: 4,298 (D = 133mm, bảng N037/397-[1]).

Van 1 chiều : 1,632 (D = 133mm, bảng N046/399-[1]).

Vậy:



= 0,5 + 1 + 3.1,16+ 4,298 + 1,632 = 10,91.



Vậy:



=



= 5,23 m.



Vậy: Áp suất toàn phần của bơm được xác định theo :



=



= 29,75 m.



Vậy: Công suất yêu cầu trên trục bơm được tính:



=



= 7,31 kW.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương III: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×