Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
I. Tính thân thiết bị chính:

I. Tính thân thiết bị chính:

Tải bản đầy đủ - 0trang

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



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

Ht = Ntt(h + δ ) + 0,8



,m



Với Ntt : số đĩa thực tế, Ntt = 13,9 đĩa

h



: khoảng cách giữa các đĩa, h =0,35 m



δ : bề dày của đĩa, chọn δ = 0,003 m





Ht = 13,9.(0,35 + 0,003) + 0,8 = 5,742 m

Pt = 9,81.815,227.5,742 = 45920,94 N/m2



Vậy





P = Pmt + Pt = 147000 + 45 920,94 =192 920,94 N/m2



Với vật liệu bền, ta có:

[σ ]

146,7.10 6

.ϕ h =

.0,95 = 722,4 > 50 nên ta bỏ qua P ở mẫu số khi

P

192920,94



tính S.

3. Tính C:

C = C1 +_ C2 + C3 m

Trong đó C1 - bổ sung do ăn mòn, xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của

mơi trường. Ở đây ta lấy C1 = 1 mm, tính cho thời gian làm việc từ 15÷ 20 năm, với

độ ăn mòn vật liệu là 0,05÷ 0,1 mm/năm.

C 2 - đại lượng bổ sung do bào mòn khi ngun liệu có hạt rắn

chuyển động với vận tốc lớn, ở đây C2 được bỏ qua .

C3 - đại lượng bổ sung do dung sai của chiều dày tấm vật liệu, với

vật liệu X18H10T thì C3 =0,22 mm (tra bảng XIII.9, trg 364, [2])

Vậy



C = 1 + 0,22 = 1,22 mm



Do đó

S=



Dt .P

0,65.192920,94

+C =

+ 1.22.10 −3 = 0,00166m = 1,66mm

2[σ ].ϕ

2.146,7.10 6.0,95



4. Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử :

σ =



[ D1 + ( S − C )].P0



2( S − C ).ϕ



σC

(công thức XIII.26, trg 365, [2]:

1,2



Po : áp suất thử, được tính:

P0 = Pth + Pt



SVTH: Đinh Hoàng Thảo

40



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

Pth : áp suất thử thủy lực, theo bảng XIII.5, trg 358, [2] thì P th = 1,5.P

=1,5.192920,94= 289 381,41 N/m2

Pt : áp suất thủy tĩnh của nước

Pt = ρ.g.h = 9,81.5,742.960,27= 54091,07 N/m2.





Po = 289 381,41+ 54091,07= 343 472,48 N/m2



Ta có:



VT =



[0,65 + (1,66 − 1,22)].343472,48

= 180775,767 N/m2

2.(1,66 − 1,22).0,95

146,7.106

VP =

= 122,25.106 N/m2 > VT

1,2



Vậy S = 1,66 mm là thỏa mãn, tuy nhiên để chịu được tải trọng của tháp và tăng tính

bền vững của tháp ta chọn bề dày tháp là S = 4 mm.

II. Tính đáy và nắp thiết bị:

Thơng thường người ta dùng đáy và nắp elip đơí với thiết bị có thân hàn thẳng đứng

chịu áp suất trong lớn hơn 7.104 N/m2. Trong trường trường hợp thiết kế tháp chưng

luyện làm việc ở áp suất khí quyển nên ta sử dụng đáy và nắp có gờ có dạng elip có

đường kính trong là 0,65 m. Chọn vật liệu của đáy và nắp giống như vật liệu của

thân tháp. Theo hình XIII.11, trg 381,[2], ta có:

Chiều cao phần lồi đáy:

hb = 0,25.Dt = 0,25.0,65 = 0,16 m.

Chọn chiều cao của gờ là 25 mm.

Bề dày đáy và nắp thiết bị (công thức XIII.47, trg 385, [2]:

S=



Dt .P

D

. t +C , m

3,8.[σ k ].k .ϕ h − P 2.hb



Trong đó ϕh - hệ số bền của mối hàn hướng tâm, tra bảng XIII.8, trg 362, [2]

chọn ϕh = 0,95

k - hệ số không thứ nguyên, chọn k =1.

C - đại lượng bổ sung C = 0,00122 m.

[σ ]

.k .ϕ h = 709,75 > 30 nên bỏ qua P ở mẫu số khi tính S.

P

0,65 2 × 192920,94

+ 0,00122 = 0,0017 m = 1,7 mm

Vậy

S=

3,8 × 146,7 × 10 6 × 1 × 0,9 × 2 × 0,16







SVTH: Đinh Hồng Thảo

41



GVHD: Ths. Bùi Tấn

Nghĩa

Do S - C = 1,7 – 1,22 = 0,48 < 10 nên thêm 2mm vào giá tri S tính ở trên.

Vậy



S = 3,7 mm, để an tồn ta chọn S = 4 mm.



 Kiểm tra ứng suất theo áp suất thủy tĩnh:

Điều kiện thỏa mãn:

σ =



2



[ Dt + 2.hb ( S − C )].P0

7,6.k .ϕ h .hb .( S − C )







σc

, N/m2 (Công thức XIII.49, trg

1,2



386, [2].

⇒σ =



[0,65 2 + 2.0,16.(0,004 − 0,00122)].343472,48

= 47457469,89 N/m2

7,6.1.0,9.0,16.(0,004 − 0,00122)



σ c 146,7.106

=

= 122,25.106

1,2

1,2



N/m2 > σ



Vậy bề dày của đáy và nắp tháp S = 4mm là thỏa mãn.

III. Tính bề dày lớp cách nhiệt:

Để tránh tổn thất nhiệt cho môi trường xung quanh, đảm bảo cho quá trình chưng

luyện đạt hiệu suất cao nhất thì ta phải trang bị cho tháp chưng luyện một lớp cách

nhiệt.

Chọn vật liệu cách nhiệt là bơng thủy tinh có hệ số dẫn nhiệt nhỏ:

λ = 0,0372 W/m.độ

Ta giả thiết như sau:

-



Nhiệt độ khơng khí tkk = 25oC.

Nhiệt độ bên ngoài lớp cách nhiệt : t = 50oC.

Xem đây là quá trình nhiệt ổn định qua vách phẳng.

Để đảm bảo khả năng cách nhiệt cho toàn tháp ta chọn nhiệt độ làm việc

trong tháp là 100oC.

Nhiệt tải riêng ra môi trường xung quanh:

q = ∆t.α , W/m2



Trong đó:



∆t - hiệu số nhiệt độ giữa tường bên ngồi của thiết bị với mơi



trường:



∆t = 50 - 25 = 25oC.

α - hệ số cấp nhiệt từ bề mặt thiết bị ra ngồi mơi trường.

α = 1,98.4 ∆t (cơng thức V.75, trg 24, [2]:



SVTH: Đinh Hồng Thảo

42



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

I. Tính thân thiết bị chính:

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×