Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 7: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ

CHƯƠNG 7: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ

Tải bản đầy đủ - 0trang

CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC



Vkk=



288.Gkk (273



tkk )



(7.3)

png  ph



Với tkk =t2D + 4 + 0,1(t2C - t2D) =30 + 4 + 0,1(70,4 - 30) = 38,040C png=0,4

at = 40530 N/m2: áp suất làm việc của thiết bị ngưng tụ ph =0,068 at =

6890,1 N/m2 : áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp ở nhiệt độ

tkk.



0,002 m3/s



Vkk =



7.1.3 Các kích thước chủ yếu của thiết bị ngưng tụ

baromet

7.1.3.1 Đường kính trong thiết bị (Dtr) Theo VI.52, sổ tay tập

2, trang 84:

W2



1,383



0,0716



 0,191m



(7.4)



Dtr 1,383



 .

h



h



0,2456.15



Chọn đường kính trong của TBNT là 500 mm Trong

đó:

W2 là lượng hơi thứ ngưng tụ, W2 = 0,0716 kg/s.

h là tốc độ hơi trong TBNT, chọn h = 15 m/s (theo [2], trang 85).

h là khối lượng riêng hơi, tra bảng 40 trang 38 [5]

7.1.3.2 Kích thước tấm ngăn

a. Chiều rộng tấm ngăn (b): Theo VI.53 trang 84 [2] b = Dtr / 2 +

50 = 500/2 +50 = 300 mm.

b. Bề dày tấm ngăn ():



60



CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC



Theo sổ tay tập 2, trang 85: chọn  = 4 mm.

c. Đường kính lổ (d):

Theo sổ tay tập 2, chọn nước sông (ao, hồ) để ngưng tụ hơi thứ thì d=5mm

d. Chiều cao gờ tấm ngăn:

Theo sổ tay tập 2 trang 85, chọn chiều cao gờ là: 40 mm.

Chọn tốc độ tia nước là 0,62 m/s.

7.1.3.3 Chiều cao bộ phận ngưng tụ và các kích thước cơ bản khác

a. Các kích thước cơ bản Tra bảng VI.8 trang 88 [2] Theo

tiêu chuẩn hố quy cách TBNT ta có các kích thước:

Ký hiệu các kích thước



Ký hiệu



Kích

thước mm



61



CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC



Đường kính trong của thiết bị



Dtr



500



Chiều dày của thành thiết bị



S



5



Khoảng cách từ ngăn trên cùng đến nắp thiết bị



a



1300



P



1200



b



350



K1



675



H



4300



T



1300



D1 h



400



Khoảng cách từ ngăn cuối cùng đến đáy thiết bị

Bề rộng của tấm ngăn

Khoảng cách giữa tâm của TB ngưng tụ và TB thu hồi

Chiều cao của hệ thống thiết bị

Chiều rộng của hệ thống thiết bị

Đường kính của thiết bị thu hồi



1440



Chiều cao của thiết bị thu hồi



a1 a2



Khoảng cách giữa các ngăn:



a3 a4

a5



Đường kính các cửa ra và vào:



d1 d2

d3 d4

d5 d6

d7 d8



220

260

320

360

390

300

100



-Hơi vào



80



-Nước vào

-Hỗn hợp khí và hơi ra

-Nối với ống Baromet

-Hỗn hợp khí và hơi vào thiết bị thu hồi



125

80

50

50



-Hỗn hợp khí và hơi ra khỏi thiết bị thu hồi

-Nối từ thiết bị thu hồi đến ống Baromet

- Ong thơng khí

b. Chiều cao ống (H):

Theo VI.58 trang 86 [2]

H = h1 + h2 + 0,5, m



(7.5)

62



CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC



Trong đó:

h1 là chiều cao cột nước tĩnh do độ chân không



h2 là



chiều cao để khắc phục trở lực khi nước chảy trong ống.

Tính h1:

Theo VI.59 trang 86 [2]

P h1 = 10,33



=6,198 m.



(7.6)

760



Với

P là áp suất chân không trong thiết bị,

P = 760 – 0,4.735 = 466 mmHg

Tính h2

Theo VI.60 trang 87 [2]



2



H

(1.



h2 

2.g

Trong đó



)



(7.7)



d



d là đường kính ống Baromet, d



= 125 mm.

H là chiều cao tổng cộng ống Baromet, m.

g = 9,81 m/s2, là gia tốc trọng trường

= 1 + 2 = 1 + 0, 5 = 1,5

1 là hệ số trở lực khi vào ống, 1 = 0,5

2 là hệ số trở lực khi ra khỏi ống, 2 = 1

 là tốc độ nước chảy trong ống, m/s, chọn =0,5m/s

- hệ số trở lực do ma sát khi chảy trong ống,  = f(Re).



Re ..d  9870,,5493.0,.510.0,1253 112315 ,7 105





Chọn độ nhám ống thép là  =0,2 mm

63



CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC



Vì 10  Re 3.10 nn

Hệ số ma sát trong ống

5



6



0,221



 0,0032 

(7.8)



Re 0,227  0,0032  (1112315 ,7)0,227  0,0189



0,52

Vậy H  6,198 



H

(10,0189 .



2.9,81



1,5)  0,5

0,125



Giải phương trình bậc nhất 1 ẩn số H ta được: H = 7,49 m .

Chọn H = 9 m.



7.2 Tính thiết bị gia nhiệt nhập liệu

Chọn loại thiết bị ống chùm thẳng đứng, dung dịch đi trong ống, hơi đốt đi ngồi ống.



Dòng nhập liệu (dòng lạnh):



tD=30 0C



tC =



107,490C



ttb= 0.5 (tD+tC) = 0,5(30+107,49) = 68,720C.

Dòng nóng: TD=TC=132,9 0C.

Hiệu nhiệt độ đầu vào: tvào=132,9 –107,49 = 25,450C

tra= 132,9 - 30 = 102.9 0C

Hiệu số nhiệt độ trung bình:

tlog=



tra tvao







102.9 25,45







55,44 0C



(7.9) ln



tra ln 102.9

tvao



25,45



chọn t1= 3,15 0C  tt1= 132,9 - 6,4 = 129,75 0C.

tm=



=131,3250C.



Tra bảng ta có: A = 191,4, tra bảng 1.5 trang 43 [5]

64



CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC



r = 2175,29 kJ/kg

Chọn: rcáu1 =0,000232 m2.độ/W

rcáu2 =0,000372 m2.độ /W



r=0,00073 m2.độ/W



thép= 2mm.

H = 1.5 m.

Thép khơng rỉ X18H10T có  =16,3 W/m.độ

0,25







1=2,04A(

(7.10)



r)0,25= 2,04.191,4 



2175290

=



10170,57 W/m2.độ



 1,5.3,15 



Ht1



Ta có: q1= 1.t1= 10170,57.3,15=32037,29W/m2 Ta

có:

t = q1.r= 32037,29.0,00073 = 23,28 0C

t2= tt1 - t – ttb= 126,5 – 23,28 – 68,72 = 37,74 0C

tt2=tt1-t=129,75-23,28 = 106,47 0C Ta

có bảng số liệu sau đây:

Khối

Nhiệt

Khối lương

lượng

dung

phân tử

riêng

riêng

trung bình

Tra bảng

Nhiệt độ



Hệ số dẫn Độ nhớt động

nhiệt của lực dung dịch

dung dịch



ttb



68,72



1031,76 4030,22



43,92



0,42635



0,00042



tt2



106,47



1031,76 4052,93



43,92



0,42875



0,00026



Chuẩn số Prandtl:

.C



Pr=







0,00042 .4030 ,22



= 3,97 (công thức V.35 trang 12 [2])



(7.11) 



0,42635



PrW= .C  0,00026 .4052 ,93 = 2,42



0,42875

Chọn vận tốc dung dịch trong ống truyền nhiệt: v = 0,12 m/s

Đường kính ống truyền nhiệt d = 34/38 mm

65



CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC



Re =



.v.d







1031,76.0,12.0,034



=10019,43



(7.12) 



0,00042



Hệ số hiệu chỉnh = 1

Vì Re>10000 nn

0,25







Nu = 0,021Re0,8Pr0,43 



Pr



Pr 

W



 = 0,021.1.



(10019,43)0,8(3,97)0,43(3,97/2,42)0,25=68,23 

(công thức V.40 trang 14 [2])

2=



.Nu







0,42635 .68,23



855,5



W/m2.độ



(7.13)

(7.14) d



0,034 q2=2.t2=855,5.37,74=32289,8 W/m2.



Kiểm tra:

s=



100% =0,782% < 5%



Nhiệt tải trung bình:

q1 q2

32163,55 W/m2 qtb= 

2

2



32037,2932289,8



Hệ số truyền nhiệt: qtb 32163,55=580,16 W/m2.độ

(7.15)

K=





tlog



55,44



Q = GD.C.t =



.4030,22.(107,4530) 67738,45 W



(7.16)



Bề mặt truyền nhiệt:

Q



F=



67738 ,5



(7.17)



=2,11 m







K.tlog



2.



580,16.55,4



Chọn bề mặt truyền nhiệt là F = 10m2.

66



CÔ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC

F



10



Số ống truyền nhiệt là: n=



= 62,41 ống







.d.H



(7.18)



3,1416 .0.034.1,5



Chọn n = 91 ống, b = 11 ống. t =1,4.dn=1,4.0,038

=0,0532 mm (bảng V.11 trang 48 [2]) D= t(b –

1)+4dn=0,0532.10+4.0,038= 0,684 m.

Chọn D =800 m.

7.3 Tính bơm chân không

Công suất bơm chân không:









m1







N=

(7.19)



1.103 mm1 pkk.Vkk 



p







p1 

2



m







1 



CK











Trong đó

CK là hệ số hiệu chỉnh, CK=0,8

m là chỉ số đa biến, m=1,3



p2 là áp



suất khí quyển, p2=1,033 at

Áp suất khơng khí trong TBNT: pkk = 0,4 – 0,068 = 0,332at= 33639,9 Pa

Thể tích khơng khí cần hút khỏi thiết bị: Vkk= 0,002m3/s Công

suất bơm:

0,3



N=



0,81.103 1,13,3133639,9.0,0021,0033,4 1.,3 1=0,1 kW









7.4 Tính bơm nước vào thiết bị ngưng tụ

Cơng suất của bơm

N=



.g.H



Q.



(kW)



(7.20)

67



CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC

1000 .



Trong đó

H là cột áp của bơm, m

 là hiệu suất của bơm, chọn =0,75

 là khối lượng riêng của nước ở 300C,  = 997kg/m3.

Q là lưu lượng nước lạnh tưới vào Baromet: Gn= 1,94 kg/s

1,94 0,0019 m3/s

Q=





 997

Gn



Phương trình bernoulli cho hai mặt cắt 1 – 1 (mặt thoáng bể nước) và 2 – 2 (mặt

thoáng thiết bị baromet) Z1+ p1 1.v12  H = Z2+ p2 2.v22  h1-2

 2g



 2g



Với:

v1=v2=0 m/s

p1=1,033 at p2=

0,4 at

 = 0,801.10-3 N.s/m2.

Chiều cao từ mặt thoáng bể nước xuống đất là Z1 = 2 m

Chiều cao từ mặt thoáng thiết bị baromet xuống đất là Z2 = 12 m

Chọn dhút=dđẩy=đường kính cửa vào thiết bị của nước là d =100 mm

Vận tốc dòng chảy trong ống:

4.Q 4.0,0019 v  .d2  3,1416 .

0,01  0,242 (m/s) 

v.d. 0,242.0,1.997

Chuẩn số Reynolds: Re =

 0,801.103 = 30159,25



68



CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC



Chọn ống thép CT3 nên độ nhám  = 0,2 mm

Ren = 218  d  220100

110000   0,2 

Do 2300
số ma sát:

0,25



0,25





 = 0,1  100  0,1 0,2  100 

d Re 

100 30159,25



 0,027



Tổng hệ số tổn thất cục bộ: =vào+khuỷu 90+van+ra

= 0,5 + 1,4 + 0,15 + 1 = 3,05

Chiều dài ống từ bể nước đến thiết bị baromet là: l = 15 m Tổng

tổn thất:

2.g dl 

0,027 150,13,05 0,021m v2







h1-2=



Cột áp của bơm: H = (12-2) +

Công suất của bơm: N =



02,.2429,812



+ 0,021= 5,69 m

 0,141 (kW)



TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuôn, Hồ Lê Viên (1992), Sổ tay q trình và thiết

bị cơng nghệ hóa chất tập 1, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [2] Trần

Xoa, Nguyễn Trọng Khuôn, Phạm Xuân Toản (1992), Sổ tay q trình và thiết bị

cơng nghệ hóa chất tập 2, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. [3] Phạm

Văn Bơn, Nguyễn Đình Thọ (2015), Q trình và thiết bị truyền nhiệt quyển 1:

truyền nhiệt ổn định, Nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh,

thành phố Hồ Chí Minh.

69



CƠ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC



[4] Phạm Văn Bôn (2014), Bài tập truyền nhiệt, Nhà xuất bản đại học quốc gia thành

phố Hồ Chí Minh, thành phố Hồ Chí Minh.

[5] Bộ mơn q trình và thiết bị (2015), Bảng tra cứu quá trình cơ học truyền nhiệt

- truyền khối, Nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, thành phố

Hồ Chí Minh.

[6] Hồ Lê Viên (2006), Tính tốn, thiết kế các chi tiết thiết bị hóa chất và dầu khí,

Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.



70



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 7: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×