Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Chương 4: TÍNH KẾT CẤU CỦA THÁP CHƯNG LUYỆN

Chương 4: TÍNH KẾT CẤU CỦA THÁP CHƯNG LUYỆN

Tải bản đầy đủ - 0trang

GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

ρx, ρy - khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và hơi, kg/m3.

ρx = 834,1026 kg/m3 ; ρy = 0,8951 kg/m3 .

*Tính Vy:

g tb



Vy = ρ



=



ytb



954,178

= 1066m 3 / h

0,8951



ρytb - khối lượng riêng trung bình pha hơi trong đoạn luyện, kg/m3.





ωy =



4 × 1066

= 8,87 m/s

3600.π .0,05 2.17



⇒ Chiều cao của khe chóp

b=

-



2.8,87 2.0,8951

= 0,017m = 17 mm

9,81.834,1026



Số lượng khe hở của mỗi chóp:

2

π

dh

i=



c



(d ch −



4.b



)



Với gtb - lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện, kg/h

Với c - khoảng cách giữa các khe, chọn c = 3 mm.



-



i=



π

0,05 2

(0,07433 −

) = 39,32 ≈ 40 khe

0,003

4.0,017



Đường kính ống chảy chuyền:

dc =



4.G X

;

3600.π .ρ X .ωC .z



Với GX - lưu lượng lỏng trung bình đi trong doạn luyện, kg/h

GX = 609,35 kg/h.

ρX - khối lượng riêng trung bình của lỏng trong đoạn luyện,

ρX = 834,1026 kg/m3

z - số ống chảy chuyền, chọn z = 1.

ωC - tốc độ chất lỏng trong ống chảy chuyền, chọn ωC = 0,15 m/s.

Vậy

-



dC =



4.609,35

= 0,042m

3600.π .834,1026.0,15.1



Khoảng cách từ mép dưới ống chảy chuyền đến đĩa:

S1 =0,25.dC = 0,25.0,042 = 0,01037 (m) = 10,37 (mm).



-



Chiều cao ống chảy chuyền trên đĩa:



SVTH: Đinh Hoàng Thảo

32



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

hC = (h1 +b +S) - ∆h

Trong đó: ∆h - chiều cao mức chất lỏng ở bên trên ống chảy chuyền:

∆h =



3



(



V

)2

3600.1,85.π .d C



Với V - thể tích chất lỏng chảy qua

V=



-



GX

609,35

=

= 0,73m 3 / h

ρ X 834,1026

0,73

) 2 = 0,00884m = 8,84 mm

3600.1,85.π .0.042







∆h = 3 (







hC = (20 + 17 + 5) – 8,84 = 3,32 mm.



Bước tối thiểu của chóp trên đĩa:

tmin = dch + 2.δch + l2

Với l2 = 12,5 + 0,25.dch = 31,08 mm , lấy l2 = 35 mm





-



tmin = 74,33 + 2.2,5 + 35 = 114,33 mm



Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất:

t1 =



dC

d

+ δ C + ch + δ ch + l1

2

2



Trong đó δC - bề dày ống chảy chuyền, chọn δC = 3 mm

l1 - khoảng cách nhỏ nhất giữa ống chảy chuyền và chóp ,chọn l 1 =

75 mm

Vậy



t1 =



42

74,33

+3+

+ 2,5 + 75 = 138,7 mm

2

2



2. Các kết cấu đĩa phần luyện:

-



Đường kính ống hơi



dh = 50 mm



-



Số chóp



n



-



Đường kính chóp



dch = 74,33 mm



-



Chiều cao chóp trên ống dẫn hơi



h2



= 12,5 mm



-



Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp



S



= 5 mm



-



Chiều cao mức chất lỏng trên khe chóp



h1



= 20 mm



-



Chiều cao khe chóp



b



= 17 mm



-



Khoảng cách giữa các khe



c



=3 mm



= 17 chóp



SVTH: Đinh Hồng Thảo

33



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

-



Số khe hở của mỗi chóp



-



Đường kính ống chảy chảy chuyền



dC = 42 mm



-



Chiều cao lớp chất lỏng ở trên ống chảy chuyền



∆h = 8,84 mm



-



Khoảng cách từ mép dưới ống chảy chuyền đến đĩa S1 = 10,37 mm



-



Chiều cao ống chảy chuyền trên đĩa



hC = 33,2 mm



-



Bề dày ống chảy chuyền



δC = 3 mm



-



Bề dày chóp



δch = 2,5 mm



-



Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất



i



= 40 khe



t1



= 138,7 mm



-



Koảng cách giữa hai tâm chóp



tmin = 114,33 mm



-



Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai chóp



l2



-



Khoảng cách nhỏ nhất giữa chóp và ống chảy chuyền



= 35 mm



l1 = 75 mm

4.2. Kết cấu đĩa đoạn chưng :

1. Tính tốn: Các cơng thức có gía trị sau được tra ở trang 236, [2]:

-



Đường kính ống hơi của chóp dh = 50 mm = 0,05 m



-



Số chóp phân bố trên đĩa:

n = 0,1.



D2

2

dh



Với D : đường kính trong của tháp, m

dh: đường kính ống hơi của chóp, m

2



=>

-



 0,65 

n = 0,1.

 = 16,9 Chọn n = 17 (chóp )

 0,05 



Chiều cao chóp phía trên ống dẫn hơi:

h2 = 0,25.dh = 0,25.0,05 = 0,0125 m = 12,5 mm.



-



Đường kính chóp:

d ch = d h + (d h + 2.δ ch ) 2

2



SVTH: Đinh Hồng Thảo

34



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

Với



δch: chiều dày chóp, chọn δch = 2,5 mm



Vậy

d ch = 502 + (50 + 2.2,5) 2 = 74,33 mm

- Khoảng cách từ mặt dĩa đến chân chóp:

S = 0 ÷ 25 mm, chọn S = 5 mm.

-



Chiều cao mức chất lỏng trên khe chóp:

h1 = 15 ÷ 40 mm, chọn h1 = 20 mm



-



Chiều cao khe chóp:

ξ .ω y .ρ y

b=

(Cơng thức IX.215 trg 236, [2].

g .ρ x

4.Vy

2



Với



ωy =



3600.π .d h .n

2



; Vy -lưu lượng hơi đi trong đoạn chưng, m3/h ;



ξ - hệ số trở lực của đĩa chóp, chọn ξ = 2

ρx ,ρy - khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và hơi ,kg/m3.

ρx = 935,17 kg/m3 ; ρy = 0,7 kg/m3.

*Tính Vy :

g 'tb



Vy = ρ



=



ytb



724,8158

= 1035,45m 3 / h

0,7



ρytb - khối lượng riêng trung bình pha hơi trong đoạn chưng , kg/m3.





ωy =



4.1035,45

= 8,62 m/s.

3600.π .0,05 2.17



⇒ Chiều cao của khe chóp

2.8,62 2.0,7

= 0,01134 m = 11,34 mm.

b=

9,81.935,17

-



Số lượng khe hở của mỗi chóp:

2

π

dh

i=



c



(d ch −



4.b



)



Với gtb - lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng, kg/h.

Với c - khoảng cách giữa các khe, chọn c = 3 mm.



-



π

0,052

(0,07433 −

) = 13,9 ≈ 14 khe.

i=

0,003

4.0,01



Đường kính ống chảy chuyền:

dc =



4.G X

;

3600.π .ρ X .ωC .z



Với GX - lưu lượng lỏng trung bình đi trong đoạn chưng, kg/h



SVTH: Đinh Hồng Thảo

35



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

GX = 1629,986kg/h.

ρX - khối lượng riêng trung bình của lỏng trong đoạn chưng,

ρX = 935,17 kg/m3

z - số ống chảy chuyền, chọn z = 1.

ωC - tốc độ chất lỏng trong ống chảy chuyền, chọn ωC = 0,15 m/s.

Vậy

-



dC =



4.1629,986

= 0,0641m

3600.π .935,17.0,15.1



Khoảng cách từ mép dưới ống chảy chuyền đến đĩa:

S1 =0,25.dC = 0,25.0,0641 = 0,01603 (m) = 16,03 (mm).



-



Chiều cao ống chảy chuyền trên đĩa:

hC = (h1 +b +S) - ∆h.

Trong đó:



∆h - chiều cao mức chất lỏng ở bên trên ống chảy chuyền:

∆h =



3



(



V

)2

3600.1,85.π .d C



Với V - thể tích chất lỏng chảy qua

V=



-



G X 1629,986

=

= 1,74m 3 / h

ρX

935,17

1,51

) 2 = 0,0119 m = 11,9 mm

3600.1,85.π .0.0641







∆h = 3 (







hC = (20 + 11,34 + 5) - 11,9 = 24,44 mm.



Bước tối thiểu của chóp trên đĩa:

tmin = dch + 2.δch + l2

Với l 2 = 12,5 + 0,25.dch = 27,4 mm, là khoảng cách nhỏ nhất giữa các chóp,



lấy l2 = 35 mm



-



tmin = 74,33 + 2.2,5 + 35 = 114,33 mm



Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất:

t1 =

Trong đó



dC

d

+ δ C + ch + δ ch + l1

2

2



δC - bề dày ống chảy chuyền, chọn δC = 3 mm

l1 - khoảng cách nhỏ nhất giữa ống chảy chuyền và chóp, chọn l 1 =



75 mm.



SVTH: Đinh Hoàng Thảo

36



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

Vậy



t1 =



64,1

74,33

+3+

+ 2,5 + 75 = 149,715mm

2

2



2. Các kết cấu đĩa phần chưng:

-



Đường kính ống hơi



dh



= 50 mm



-



Số chóp



n



= 17 chóp



-



Đường kính chóp



dch = 74,33 mm



-



Chiều cao chóp trên ống dẫn hơi



h2



= 12,5 mm



-



Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp



S



= 5 mm



-



Chiều cao mức chất lỏng trên khe chóp



h1



= 20 mm



-



Chiều cao khe chóp



b



= 11,34 mm



-



Khoảng cách giữa các khe



c



=3 mm



-



Số khe hở của mỗi chóp



i



= 14 khe



-



Đường kính ống chảy chảy chuyền



dC = 42,8 mm



-



Chiều cao lớp chất lỏng ở trên ống chảy chuyền



∆h = 11,9 mm



-



Khoảng cách từ mép dưới ống chảy chuyền đến đĩa S1 = 16,03 mm



-



Chiều cao ống chảy chuyền trên đĩa



hC = 24,44 mm



-



Bề dày ống chảy chuyền



δC = 3 mm



-



Bề dày chóp



δch = 2,5 mm



-



Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất

t1



= 149,715 mm



-



Koảng cách giữa hai tâm chóp



tmin = 114,33 mm



-



Khoảng cách nhỏ nhất giữa hai chóp



l2



-



Khoảng cách nhỏ nhất giữa chóp và ống chảy chuyền l1 = 75 mm .



= 35 mm



SVTH: Đinh Hồng Thảo

37



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa



PHẦN 3: TÍNH CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH

I. Tính thân thiết bị chính:

Tháp chưng luyện ở áp suất khí quyển P = 1,5 at = 1,47.10 5 N/m2 là áp suất thấp và

trung bình nên chọn thân tháp hình trụ hàn (theo trang 360, [2]).

Chiều dày thân hình trụ làm việc dưới áp suất P (công thức XIII.8, trg 360, [2])

S=



Dt ..P

+C

2[σ ]ϕ − P



m



Trong đó Dt - đường kính trong của tháp, m.

ϕ - hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc.

C - số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m.

[σ ]- úng suất cho phép của vật liệu.

Tra bảng XIII.9, trg 364, [2], ta thấy thép X18H10T phù hợp với thân hình trụ hàn

được dùng với thiết bị làm việc ở áp suất thấp và trung bình (<1,6.10 6N/m2).

X18H10T là loại thép khơng rỉ, thành phần gồm C, Ni, Cr, Mo, Ti.

Thép X18H10 T có khối lượng riêng ρ = 7,9.103 kg/m3

Hệ số dẫn nhiệt λ = 16,3 W/m.độ (20 ÷ 1000C)

1. Xác định [σ]: Ứng suất cho phép của thép X18H10T theo theo bảng XIII.4,

trg 357, [2] được xác định theo công thức XIII.1 và XIII.2, trg 355, [2]: (Thép

cacbon làm việc ở nhiệt độ < 4200C)

[σ k ] =



(1)



,N/m2



σc

(2)



, N/m2

nc

η - hệ số điều chỉnh ,tra ở bảng XIII.2 chọn η = 1

[σ k ] =



Trong đó



σ kt



nb

t



n b, nC -hệ số an toàn theo giới hạn bền, giới hạn chảy, tra ở bảng

XIII.3 được nb = 2,6, nc = 1,5

[σ k] - ứng suất cho phép khi kéo



SVTH: Đinh Hoàng Thảo

38



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

σtk ,σtc -giới hạn bền khi kéo ,giới hạn bền khi chảy ở t0C.

Tra bảng XII.4, trg 310, [2]với thép X18H10T ta có:

σk = 540.106 N/m2 , σc = 220 .106 N/m2

(1) ⇒

(2) ⇒



540.106

.1 = 207,7.106 N / m 2

2,6

220.106

.1 = 146,7.106 N / m 2

[σk] =

1,5



[σ k] =



Ta chọn giá trị bé nhất để tính tiếp [σ] = 146,7.106 N/m2

Tra bảng XIII.8, trg 362, [2]với kiểu hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp mối hai

bên ta chọn hệ số bền mối hàn ϕh = 0,95.

2. Tính P: trong tháp là hỗn hợp lỏng - khí nên áp suất làm việc bằng tổng số

áp suất Pmt hơi và áp suất thủy tĩnh Ptcủa cột chất lỏng.

Pmt = 760 mmHg = 1,01.105N/m2.

Áp suất thủy lực của cột chất lỏng được xác định:

Pt = g.ρ1.H1 , N/m2 (công thức XIII.10, trg 360, [2]:

Trong đó:

+ ρt -khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m3

Để đảm bảo khả năng chịu đựng của tháp khi gặp trường hợp làm việc bất thường ta

lấy ρt là khối lượng riêng lớn nhất của chất lỏng trong tháp, nghĩa là ρt = ρW.

ρa180 = 736 kg/m3 , ρa2100 = 714 kg/m3

ρb180 = 972 kg/m3 , ρb2100 = 958 kg/m3

Bằng phương pháp nội suy ta có:

ρa



97



ρb



97



∆ρ a

(97 − 80) = 736 − 1,1.17 = 717,3kg / m3

∆t

∆ρb

80

= ρb1 +

(97 − 80) = 972 − 0,7.17 = 960,1kg / m3

∆t

= ρ a1 +

80



Khối lượng riêng của hỗn hợp:



x

x

1

0,525 0,475

= a + b =

+

= 0,00123

ρ hh ρ a ρ b 717,3 960,1







ρhh = ρt = 815,227 kg/m3 .



+ Ht - chiều cao cột chất lỏng, m (lấy chiều cao lớn nhất = chiều cao tháp)



SVTH: Đinh Hoàng Thảo

39



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Chương 4: TÍNH KẾT CẤU CỦA THÁP CHƯNG LUYỆN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×