Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chiều cao thùng cao vị

Chiều cao thùng cao vị

Tải bản đầy đủ - 0trang

ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

-



∆Pcb: Áp suất cần thiết để khác phục trở lực cục bộ:

Pcbđ  .



 2 .

  .P

2



Với là hệ số trở lực cục bộ.

4.1.Trở lực của đoạn ống từ thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu đến nồi cô đặc

Xác định ∆Pđ



+ Gđ : Thể tích lưu lượng của hỗn hợp kg/h . Gđ = 15000 kg/h

+ ρ: Khối lượng riêng của dung dịch (NH4)2SO4 10% ở 80,829 0C.

Tra bảng I.23/STT1-T37 ta có ρ = 1029,905 kg/m3

+ f: Tiết diện bề mặt truyền nhiệt, m2



n: Số ống truyền nhiệt trong thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu, n = 271 ống

m: Số ngăn, m = 12 ngăn

d: Đường kính trong của ống truyền nhiệt d = 0,034m



Áp suất để khắc phục trở lực ma sát ∆Pm



L: Chiều dài của ống dẫn, L= 2 m

dtđ: Đường kính của ống, dtđ = 0,034 m

GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 58



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

λ: Hệ số ma sát

-



Chuẩn số Raynol:



Chế độ chảy là chế độ chảy xốy,khi đó hệ số ma sát được tính theo công

thức II.65/STT1-T380

0,9



1

 �

�6,81 �





2.lg







� �

 1/ 2

�Re � 3, 7 �





Chọn ống thép làm bằng thép không gỉ theo bảng II.15/ST1-T381 độ nhám

tuyệt đối ε = 0,10,15mm, chọn ε = 0,1 mm = 0,1.10-3m



Độ nhám tương đối :









0,1.103



 2,9412.103

dtđ

0,034



Áp suất cần thiết để thắng trở lực cục bộ trên đường ống.Vì dung dịch chảy 2

cũng đa dạng và tồn tại nhiều đột thu, đột mở.

Tiết diện ống dẫn dung dịch ra và vào thiết bị (lấy đường kính ống dẫn bằng

đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu vào và thiết bị nồi cô đặc) d = 0,07m



Tiết diện phần dưới thiết bị nơi có ống dẫn dung dịch vào và ra và D = 0,7 m



Tiết diện của 271 ống truyền nhiệt ở mỗi ngăn là:



Trở lực cục bộ được tính theo bảng PL.3/STT1-T388

GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 59



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

Ở cửa vào (đột mở): khi chất lỏng chảy vào thiết bị (khoảng trống một ngăn đột mở):



Ở đầu ra của dung dịch khi chất lỏng chảy từ khoảng trống vào ngăn của ống

truyền nhiệt (đột thu):



Vì Re >104 nên tra bảng No13/ST1-T388 ta có :𝜌2 = 0,222

Ở đầu ra của dung dịch khi chất lỏng chảy từ ngăn của ống truyền nhiệt ra

khoảng trống phần trên của thiết bị (đột mở)



Ở đầu ra của dung dịch khi chất lỏng chảy ra khỏi thiết bị (đột thu):



Nội suy theo bảng No13/ST1-T388 ta có 𝜌4 = 0,466

Khi chất lỏng chuyển từ ngăn này sang ngăn kia, dòng chảy chuyển dòng 2

lần với góc chuyển 90o có trở lực cục bộ : 𝜌5 = 2.1,1 = 2,2



Vậy chiều cao cột chất lỏng tương ứng là:



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 60



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

4.2.Trở lực ống dẫn từ thùng cao vị đến thiết bị gia nhiệt hỗn hợp



Áp suất động học:



 . 2

Pđ 

2



Trong đó:

- ρ: Khối lượng riêng ở nhiệt độ đầu ρ = 1090,909 kg/m3 (ở nhiệt độ 25oC Tra bảng

I.23/ST1-T35). Chọn d = 0,07m



-



Áp suất để khắc phục trở lực ma sát:



Chọn L = 2m



Chỉ số Reynold:



Re 



.d .





μ : độ nhớt hỗn hợp đầu ở nhiệt độ sơi ( nhiệt độ cuối khi gia nhiệt).

Có μ = 0,705.10-3 (N.S/m2)



Nhận thấy Regh< Re
Tính theo cơng thức II.64/STT1-T80 ta có:



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 61



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

-



Trở lực cục bộ trên tường ống:



-



Chiều dài tương đương cho 1 van, 1 lưu lượng kế và 2 khuỷu 90o là:



Ltđ= (2.40+1.120+1.200).0,07=28



-



Chiều cao chất lỏng tương ứng:



4.3.Trở lực của thiết bị gia nhệt hỗn hợp đầu



-



 . 2

Pđ 

2

Áp suất động học :



Trong đó:

ρ: Khối lượng riêng của hỗn hợp ở nhiệt độ ts có ρ = 1090,909 kg/m3

ω: Vận tốc của hỗn hợp



-



Áp suất để khắc phục trở lực ma sát



Re 

Chỉ số Reynold:



.d .





μ: Độ nhớt của hỗn hợp đầu ở nhiệt độ sôi (nhiệt độ cuối khi gia nhiệt).

Có μ = 0,705.10-3 (N.S/m2)

GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 62



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ



Nhận thấy Regh< Re
Tính theo cơng thức II.4/ST1-T380 ta có:



Chiều dài ống truyền nhiệt L = H.m = 2.12 = 24 m



-



Trở lực cục bộ:



Pcđ   .P



Vì dung dịch trong ống chùm nên hướng dòng chảy khi vào và khi ra ống truyền

nhiệt đa dạng và có đột thu, đột mở.

-



Tiết diện ống dẫn dung dịch ra và vào thiết bị là:



(với d1 là đường kính trong của ống dẫn dung dịch vào d1= 70mm = 0,07m)

-



Tiết diện của phần dưới thiết bị nơi ống dẫn dung dịch vào và ra là:



(Với D là đường kính trong của thiết bị, D = 0,6 m)

-



Tiết diện ống hơi truyền nhiệt trong mỗi ngăn là:



(Với d3: Đường kính trong của ống truyền nhiệt)

-



Khi chất lỏng chảy vào thiết bị ( đột mở)



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 63



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ



-



Khi chất lỏng chảy từ khoảng trống vào:



Tra bảng No11/ST1-T387 ta có ξ2 = 0,018

-



Khi chất lỏng chảy từ ngăn ra khoảng trống vào đột mở:



-



Khi chất lỏng chảy ra khỏi thiết bị (đột thu) ta có:



Tra bảng No13/ST1-T388, 0,458

-



Ngồi phần trên và phần dưới của ống dòng chảy truyền dòng 16 lần với góc



chuyển 90o có trở lực cục bộ (𝜌=1,1) : 𝜌5 = 16.1,1 = 17,6

-



Tổng trở lực cực bộ là:



-



Trở lực thủy tĩnh:



-



Chiều cao chất lỏng tương đương:



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 64



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

4.4.Chiều cao thùng cao vị



+ Áp dụng phương trình Becnuli cho mặt cắt 1-1 và 2-2. Chọn mặt cắt 0-0 làm

chuẩn:



Trong đó:

ω1 = 0

ω2 = 0,197 m/s (vận tốc trong ống từ thiết bị gia nhiệt tới thiết bị cô đặc)

ρ1 là khối lượng riêng của hỗn hợp ở 25oC, ρ1 = 1090,909 kg/m3

ρ2 là khối lượng riêng ở nhiệt độ ∆ttb = 80,829, ρ2= 1029,905 kg/m3

P1= Pa = 1 atm = 1,033.9,81.104 = 101337,3 (N/m2)

P2 = Pa + ∆P1 + ∆P2 = 101337,3 + 651,849 + 5810,546 = 10,7799.104 (N/m2)



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 65



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

Thay số vào ta có:



PHẦN 4: TÍNH TỐN CƠ KHÍ.

Trong tính tốn cơ khí ta chỉ cần tính cho nồi một, thơng số nồi hai lấy giống

nồi một.

1.Buồng đốt nồi cô đặc

Thiết bị là việc ở điều kiện áp suất thấp (<1,6 N/m2), chọn nhiệt độ thành thiết

bị là nhiệt độ môi trường, đối với thiết bị đốt nóng có cách nhiệt bên ngồi. Chọn

thân hình trụ hàn, làm việc chịu áp suất trong, kiểu hàn giáp mối hai bên, hàn tay hồ

quang điện, vật liệu chế tạo là thép CT3 (thép carbon 0,03%). Khi chế tạo cần chú

ý:

-



Đảm bảo đường hàn càng ngắn càng tốt.



-



Chỉ hàn giáp mối.



-



Bố trí các đường hàn dọc.



-



Bố trí mối hàn ở vị trí dễ quan sát.



-



Khơng khoan lỗ qua mối hàn.



1.1.Tính số ống trong buồng đốt



-



Trong đó:

dtr: Đường kính trong của ống truyền nhiệt. m

H: Chiều cao của ống. m

F: Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của nồi. m2



-Chọn đường kính ngồi của ống: dn = 0,038 m (STT2 - T81)

GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 66



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

-Bề dày của ống truyền nhiệt: = 0,002 m

Đường kính trong của ống: dtr = dn ‒ 2 = 0,038 – 2.2.10-3 = 0,034 m



Quy chuẩn n = 439 ống .Theo bảng V.11/ST2- T48 có:



Số hình 6

cạnh



11



Tổng số



Số ống trong



Số ống trên



ống khơng



hình viên phân



đường ống



kể các ống



xun tâm



trong hình







viên phân



y1



y2



y3



397



7



-



-



23



Tổng số

trong các











hình viên

phân



42



Tổng số

ống của

thiết bị



439



Chọn cách bố trí các ống theo hình lục giác.

Bề mặt truyền nhiệt thực của ống:



1.2.Đường kính trong của buồng đốt

Đường kính trong của ống đốt được tính theo cơng thức:

Dtbđ = t.(b – 1) + 4.dn



(CT V.140/STT2 – T49)



Trong đó:

a:Là số ống trên 1 cạnh của hình 6 cạnh lớn nhất (ngồi cùng) a = 10 (ống)

=> b = 2a – 1=2.11 – 1 = 21

d: Đường kính ngồi của ống (m)



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 67



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chiều cao thùng cao vị

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×