Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
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 ngoài. Chọn thân hình trụ hàn, làm việc chịu áp suất trong, kiểu hàn giáp mối hai bên, hàn tay hồ qu

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

Tải bản đầy đủ - 0trang

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



xuyên 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 Xn Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 67



ĐỒ ÁN MƠN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

t: Bước ống (khoảng cách giữa các tâm của 2 ống liền nhau). Thường chọn t

= 1,2-1,5.dn

Chọn t = 1,5dn. Suy ra t = 1,5. 0,038 = 0,057(m)

- Tính Dtbđ = 0,057.(21-1) + 4. 0,038 = 1,292 (m)

Quy chuẩn Dtbđ = 1400 mm. Theo XIII.6/STT2 - T359

1.3.Xác định chiều dày phòng đốt

- Thiết bị làm việc ở áp suất thấp P < 1,6.106 (N/m2)

- Nhiệt độ thành thiết bị là nhiệt độ mơi trường có lớp cách nhiệt bên ngoài

- Thân trụ hàn, làm việc chịu áp suất trong, kiểu hàn giáp nối 2 bên (hàn điện)

- Thiết bị không sản xuất và chứa các sản phẩm dễ cháy nổ và độc hại ở áp suất

thường.

Vậy thiết bị thiết kế ở nhóm II, vật liệu chế tạo là thép CT3. Theo tính cơ học

của vật liệu thép tấm [STT2 - T309]

+ Giới hạn bền kéo  k = 380.106 (N/m2)

+ Giới hạn bền chảy  c = 240.106 (N/m2)

(Với loại có chiều dày 4 – 20)

- Khi tính tốn sức bền của thiết bị thì phải xác định ứng suất cho phép

Theo [STT2 - T355]: Ứng suất cho phép được xác định theo công thức:



+ Giới hạn đứng:





 c  c .

nc (N/m2)



+ Giới hạn kéo:





 k  k .

nk

(N/m2)



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 68



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

Trong đó:



nc, nk:Là hệ số an tồn theo giới hạn chảy và kéo của thép. Tra bảng



XIII.3/STT2 - T356 ta xác định được nk = 2,6



;



nc = 1,5



 : Hệ số hiệu chỉnh, chọn  = 1 (Theo bảng XIII.2/STT2 - T356)



Suy ra:



- Ứng suất cho phép của vật liệu:



- Đối với thiết bị vỏ mỏng: Theo XIII.8/STT2- T360)



Trong đó:



Dtr – Đường kính trong của buồng đốt Dtbđ = 1,4 m

 b : Ứng xuất cho phép:  b = 146,154.106 (N/m2)



 - Hệ số bền hàn của thanh hình trụ theo phương dọc.

Theo bảng XIII.8/ST2 – T362 nếu hàn bằng tay với Dtr >700(mm),

thép Cacbon CT3 thì:φ = 0,95

C: Hệ số bổ xung ăn mòn, bào mòn và dung sai âm về chiều dày

C = C1 + C2 + C3 (mm)

C1 : Chống ăn mòn ở mơi trường 1: = 1mm

C2: Chống ăn mòn ở mơi trường 2: = 0mm

C3: Lượng bù gia công. Đại lượng bổ sung cho dung sai của chiều dày

phụ thuộc vào chiều dày tấm vật liệu cho ở bảng XIII.9/ST2 - T364. Tuy nhiên để

đơn giản ta thường chọn C3=0,22mm

GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 69



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

=> C = 1+0+0,22=1,22 (mm)

Pb: Áp suất thiết bị làm việc:

Pb = Pmt + Ptt

Trong đó: Pmt áp suất mơi trường

=> Pmt = Phđ = 4,1 (at) = 4,1×9,81×104 = 0,4022.106(N/m2)

Ptt áp suất thủy tĩnh

Ptt = ρ.g.H

Ở ts1 = 115,697 0C ta có ρ = 1090,909 (kg/m3)

g = 9,81 (m/s2)

=> Ptt = 1090,909×9,81×2 = 0.0214.106 (N/m2)

=> Pb = 0,4022.106 + 0.0214.106 = 0,4236.106 (N/m2)



Vì vậy bỏ qua Pb ở mẫu trong cơng thức tính S.

Vậy tính được chiều dày buồng bốc:

Ta có:



Quy chuẩn theo bảng XIII.9. Các loại thép tấm STT2- T364 ta được S = 4.10 -3 m

* Kiểm tra ứng suất theo áp suất thứ:

- Theo công thức XIII.26/STT2 - T365. Ta có :



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 70



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

Trong đó:

- Po: Áp suất thử được tính theo cơng thức: (Theo bảng VIII.27/STT2 - T366)

Po = Pth + P1 (N/m2)

+ Pth: Áp suất hơi thứ thủy lực lấy theo bảng VIII.5 [STT2 - T358]

Ta có: Pth = 1,5.Pb = 1,5.0,4236.106 = 0,6354.106 (N/m2)

+ P1: Áp suất thủy tĩnh của nước được tính theo cơng thức: (Theo

XIII.10/STT2 - T360)

P1 = ρ.g.H

Ta có : P1=Ptt= ρ.g.H = 1090,909×9,81×2 = 0,0214.106 (N/m2)

Áp suất thứ: P0=0,6354.106 + 0,0214.106 =656800 (N/m2)

Vậy ta có:



Vậy chọn chiều dày phòng đốt là: S = 4mm

1.4.Chiều dày lưới đỡ ống

Chiều dày lưới đỡ ống phải đảm bảo các yêu cầu sau:

-



Yêu cầu 1: Giữ chặt ống sau khi nung, bền

Để đáp ứng yêu cầu này chiều dày tối thiểu của mạng ống là S’ = 15mm, khi



dn = 0,038(m)

-



Yêu cầu 2: Chịu ăn mòn tốt

Để đáp ứng yêu cầu này thì chiều dày mạng ống là:

S = S’ + C = 15 + 1,22 = 16,22 mm



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 71



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

=> Quy chuẩn S = 17 mm

-



Yêu cầu 3: Giữ nguyên hình dạng của mạng khi khoan, khi nung cũng như

sau khi nung ống

Để thỏa mãn yêu cầu thì f �fmin.



Tiết diện dọc giới hạn bởi ống là:

f = s.( t - dn) �fmin = 4,4dn + 12 (mm2)

Trong đó:



s: Là chiều dày mạng ống: s = 17mm

t: Là bước ống: t = 1,5.dn = 1,5.0,038 = 0,057(m) = 57 mm

dn: Đường kính ngoài của ống truyền nhiệt: dn = 0,038 (m)



Suy ra tính: f = 17. (57 – 38) = 323 (mm2)

fmin = 4,4. 38 + 12 = 179,2(mm2)

=> f > fmin

-



Yêu cầu 4: Bền dưới tác dụng của các loại ứng suất



'

Để thỏa mãn yêu cầu ta tiến hành kiểm tra mạng ống theo uốn:  u � u



Trong đó: σu = 1,4.σb (N/m2)

=> σu =1,4 × 146,154.106 = 204,616.106 (N/m2)

 

'

u



Pb



c



b

2



d ��S �



3, 6. �

1  0, 7. n �

.� �

l ��l �





30°



AB  AD

l

2

Với



a

t



Nhìn vào hình vẽ ta có:



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 72



e



d



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

3

AB = t.cos30 = 43,5. 2 =37,672 (mm) = 37,672.10-3 (m)

0



AD = t + ED = t + t.sin300 = t.(1 + sin300) = 0,0435.(1 + 0,5) = 0,0653(m)



Pb: Áp suất làm việc Pb= 0,4236.106(N/m2)

Thay số ta có:



Vậy chọn chiều dày lưới đỡ ống là: S = 17mm



1.5.Tính chiều dày đáy phòng đốt



Dtr

h

hb



Đáy buồng đốt là thiết bị quan trọng của thiết bị thường được chế tạo cùng vật liệu

với thân thiết bị, ở đây là thép CT3.

Đáy nối với thân thiết bị bằng cách ghép bích.

Đáy chọn elip có gờ đối với thiết bị có thân hàn thẳng đứng - áp suất trong >7.104

(N/m2)

Chiều dày đáy phòng đốt được xác định theo công thức:XIII.47/ST2-T385:



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 73



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

D

K

 tbđ �2,5

Điều kiện 0, 6 2hb



Trong đó: hb – là chiều cao phần lồi của đáy



Tra bảng hình XIII.1/STT2-T381 hb = 0,28.Dtbđ = 0,28.1400 = 392mm = 0,392m

 h : Hệ số bền của mối hàn hướng tâm, chọn vật liệu và cách hàn như trên,

 h = 0,95



K: Hệ số bền của đáy được tính theo cơng thức VIII.48/STT2 - T385



d: Đường kính lỗ, tính theo đáy buồng đốt có cửa tháo dung dịch (1.19/TTQTTB –

T13)



w- Vận tốc thích hợp của chất lỏng nhớt w = 1 (m/s)

V- Lưu lượng theo thể tích



ρdd1= 1090,909 khối lượng riêng của dung dịch (NH4)2SO4 trong nồi 1.

ρdd2 = 1211,08 khối lượng riêng của dung dịch (NH4)2SO4 trong nồi 2.



Quy chuẩn d = 0,2 m

Ta có:



GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 74



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ



C - Đại lượng bổ xung

Hệ số hình học:



=> Thỏa mãn điều kiện.

P: Áp suất ra khỏi phòng đốt

P = P1 = 4,1 (at)



=> Ta có thể bỏ qua đại lượng P trong mẫu ở công thức S.



Với S - C < 10-2 nên ta thêm 2 mm vào C. Suy ra C = 2 + 1,22 = 3,22 mm

S = 2,216.10-3 + 3,22.10-3 = 5,436.10-3 (m)

Quy chuẩn S = 6mm [XIII.9/STT2- T364]

* Kiểm tra ứng suất theo áp suất thuỷ lực Po.

Theo [XIII.49/STT2 - T386]. Ta có:



Po = 1,5.P = 1,5.4,1.9,81.104= 0,6033.106 (N /m2)

Suy ra:



=> Thoả mãn điều kiện ứng suất thuỷ lực: Vậy chọn S = 6 (mm)

GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 75



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

1.6: Đường kính ống tuần hồn trung tâm

Đường kính trong của ống tuần hồn trung tâm được tính theo cơng thức:



Theo bảng XIII.7/STT2/T360

Quy chuẩn đường kính trong của ống tuần hoàn trung tâm Dtrth = 426 mm

Chọn chiều dày là 5 mm

Áp suất làm việc của ống tuần hoàn trung tâm là

P = 4,1 at = 4,1.9,81.104 = 0,402.106 N/m2

Quy chuẩn áp suất làm việc thành P = 0,6. 106 N/m2

1.7.Tra bích lắp vào thân và đáy

P = 4,1 at = 4,1.9,81.104 = 0,4022.106 N/m2

Quy chuẩn P = 0,6.106 N/m2

Chọn bích liền kiểu 1, theo bảng XIII.27/STT2 – T421. Ta có bảng sau:



P.10



6



2



(N/m )



0,6



Dtr



Kích thước nồi



Ống

D



Db



D1



)



(mm)



(mm)



(mm)



1400



1550



1500



1460



(mm



GVHD: Th.S Nguyễn Xn Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



D







1413



Page 76



Kiểu bích

Bu lơng

db



Z



(mm)



(cái)



M24



40



1

h(mm)

35



ĐỒ ÁN MƠN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

D

Db



D1



db



Do



Dt



2.Tính buồng bốc

- Có vai trò tạo khơng gian bốc hơi và khả năng thu hơi.

2.1. Thể tích phòng bốc hơi

- Theo cơng thức VI.32/STT2 - T71

W

V =  h .U tt (m3)



W: Lượng hơit hứ bốc lên trong thiết bị (kg/h) W = W1 = 5472,973 (kg/h)

 h : Khối lượng riêng của hơi thứ P = P' = 1,613 (at)

h

1



=> �h = 0,905 kg/m3 [BảngI.250/STT1 – T312]

U tt



- Cường độ bốc hơi thể tích cho phép của khoảng khơng gian hơi



(m3/m3h)

Với Ph �1at thì Utt = f.Vtt(1at). Trong đó: f- hệ số hiệu chỉnh được xác định

theo đồ thị VI.3/STT2 - T72 tại: Ph =1,684 at → f = 0,9545

Ult(1at) : Cường độ bốc hơi thể tích cho phép ở 1 at. chọn Vtt (1at) = 1600 (m3/h)

[STT2 – T72]

- Tính Utt = 0,9545. 1600 = 1527,2 (m3/m3h)

GVHD: Th.S Nguyễn Xuân Huy

SVTH: Nguyễn Ngọc Hiếu – Hóa Dầu 1-K10



Page 77



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

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

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×