Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
Nhiệt tải riêng phía hơi đốt: q1 = 1.t1

Nhiệt tải riêng phía hơi đốt: q1 = 1.t1

Tải bản đầy đủ - 0trang

2: hệ số cấp nhiệt phía dung dịch, W/(m2.K)

t2 = tv2 – tsdd = 139,2-132,57 = 6,63 (oC)

Theo công thức (VI.25), [2,69]:



 2  2, 72.. p 0,4 .q 0,7

Với:



W/(m2.K)



(IV. 0)



p là áp suất làm việc trong thiết bị

= 0,57 ( Bảng VI.3, [2,70])







2= 1289,49 W/ (m2.K)



 q2 = 1289,49.6,63 = 8555,74 (W/m2)

Kiểm tra sai số:

q1  q2

q1



.100% 



8239, 61  8555, 74

8239, 61



.100% 



3,16 % < 5% ⇒ thoả



Vậy hệ số truyền nhiệt nồi 1:

K1 



1

1

1

1

1

1

 r 

 7, 29 �10 4 

1

 2 = 14654, 64

1289,49 = 636,80 W/(m2.K)



b) Nồi 2 và nồi 3:

Tính tốn hồn tồn tương tự nồi 1, ta có kết quả như sau:

Bảng IV.2: Kết quả tính tốn hệ số truyền nhiệt của các nồi

Nồi 1



Nồi 2



Nồi 3



Q (kW)



790,81



597,07



490,87



tv1 (oC)



145,25



129,34



109,10



α1 W/(m2.K)



14654,64



13435,99



10739,27



q1 (W/m2)



8239,61



10324,63



17904,18



139,2



122,41



96,04



α2 W/ (m2.K)



1289,49



1170,95



926,5



q2 (W/m2)



8555,74



10616,35



17627,67



Sai số (%)



3,16



2,82



1,54



tv2 (oC)



13



K



W/(m2.K)



Q/K



636,8



603,07



525,67



1241,86



990,06



933,79



4.1.2. Kiểm tra hiệu số nhiệt độ hữu ích:

Ta có: thi = 64,38 oC

Chọn phương pháp phân bổ nhiệt độ chênh lệch nhiệt độ hữu ích theo diện tích bề

mặt truyền nhiệt các nồi bằng nhau để tiện cho việc chế tạo.

Do đó áp dụng cơng thức (5.50) [3,288] tính được chênh lệch nhiệt độ hữu ích thực

t j



Qj / K j



Δtj :







thi

n



�Q / K

i 1



i



i



(IV. 0)



Trong đó các giá trị Qi/Ki đã tính được ở bảng IV.2

3



Qi



�K

i 1







i



Q1 Q2 Q3







K1 K 2 K3 3165,70



Bảng IV.3: Nhiệt độ hữu ích của các nồi



Δtj (oC)



Nồi 1



Nồi 2



Nồi 3



25,26



20,14



18,99



4.1.3. Diện tích bề mặt truyền nhiệt:

Qi

Fi = Ki .ti



(IV. 0)



 F1 = F2 = F3 = 49,17 m2

Vậy chọn diện tích bề mặt truyền nhiệt cho buồng đốt cho mỗi nồi là F= 132,6 m2.

4.2.



Tính kích thước buồng đốt:



4.2.1. Số ống truyền nhiệt:

Tổng bề mặt truyền nhiệt: F = n..d.H (m2)



(IV.



Trong đó:

n: số ống truyền nhiệt

d: đường kính ống truyền nhiệt, do α1 > α2 nên d = dtr = 0,021 m

14



H: chiều cao ống truyền nhiệt, m

49,17

 373





0,

021



2



ống



Chọn số ống chuẩn theo bảng 3.6, [3,221]: 439 ống ; bố trí ống theo hình lục giác

đều.

Diện tích bề mặt truyền nhiệt lúc này: F = n..d.H= 439.m2

Chọn F= 65 m2



mục 3d/292 [3]



4.2.2. Đường kính ống tuần hồn:

d2

Tiết diện ngang của tất cả ống truyền nhiệt: FoΣ = n.π. 4 , m2



FoΣ



(IV. 0)



0, 0212

= 439.π. 4 = 0,215 m2sa



Theo [3,274], chọn tiết diện ống tuần hoàn: Dth = 0,3. FoΣ = 0,3 . 0,215 = 0,065 m2

4.Fth

4 �0, 065

 =



= 0,289 m



 Đường kính ống tuần hồn: Dth =



(IV. 0)



Theo mục 3a/290[3], chọn đường kính ống tuần hồn chuẩn: Dth = 0,325 m

Dth 0,325



 13  10

d

0,

025

n

Kiểm tra tỉ số



4.2.3. Đường kính buồng đốt:

Theo cơng thức (5.10) [3,291]:



Dt 



4 �n �s 2 �sin 60o

 (dth  2 �s )2

 �

, m (IV. 0)



Trong đó:

Dt: đường kính trong buồng đốt, m

F: diện tích bề mặt truyền nhiệt, m2

s: bước ống, chọn s = 1,4dn = 1,4.0,025 = 0,035 m

H: chiều cao ống truyền nhiệt, m

dn: đường kính ngồi ống truyền nhiệt, m

: hệ số lắp đầy, chọn  = 0,8





Dt 



4 �439 �0, 0352 �sin 60o

 (0,325  2 �0, 035) 2 

 �0,8

0,89 m



Chọn đường kính chuẩn: Dt = 1m



mục 3d/291 [3]

15



4.3.



Tính kích thước buồng bốc:



Nồi 3 có áp suất thấp nhất nên thể tích riêng hơi thứ của nồi 3 là lớn nhất, do đó

nồi 3 cần khơng gian hơi lớn nhất. Vì vậy kích thước buồng bốc của 3 nồi chọn bằng kích

thước tính theo nồi 3.

Chọn đường kính buồng bốc: Db = 1,4 m

Ta có vận tốc hơi thứ:

h 



4.W3

4 �838, 48



 0, 76

2

 h . .Db 3600 �0, 2 � �1, 4 2

m/s



(IV. 0)



Với ρh khối lượng riêng của hơi thứ, tra bảng 57,[4,46]: ρh = 0,2 kg/m3

Re 



h .d . h 0, 76 �0, 0003 �0, 2

 4, 24

h =

1, 07 �105



Với



(IV. 0)



d: đường kính giọt lỏng, chọn d = 0,0003 m

µh: độ nhớt động lực của hơi thứ, tra bảng 58 [4,48]



18,5

 7, 77

0,6

4,

24

Ta có 0,2 < Re < 500, theo [3,276]: =



(IV. 0)



Vận tốc lắng của giọt lỏng, theo công thức (5.14), [3,276]:

0 



4 �g �d �( l   h )

3 � � h



0 



4 �9,81�0, 0003 �(966  0,1970)

 1,56

3 �7, 77 �0, 2

m/s



(IV. 0)



Với l ;  h là khối lượng riêng của giọt lỏng và của hơi thứ

Điều kiện để giọt lỏng không bị lôi cuốn, theo [3,276]: h < 0,8.o



(IV. 0)



Ta có: 0,76 < 0,8. 1,56 = 1,25  thoả

Theo cơng thức 5.15 [3,277], thể tích buồng bốc:



Vb 



W3

 h . ' , m3



(IV. 0)



Trong đó: ’: cường độ bốc hơi trung bình, m3/m3.h

Theo cơng thức VI.33 [2,72]:

Với



ω’ = f. ω’1at



(IV. 0)



ω’1at: cường độ bốc hơi cho phép khi áp suất là 1at

chọn ω’1at = 1600 m3/m3.h

f: hệ số tra theo đồ thị hình VI.3 [2,72], f = 1,2



 ’ = 1,2 .1600 = 1920 m3/m3.h

16



Vậy thể tích buồng bốc:



Vb 



838, 48

 2,18

0, 2 �1920

m3



4.Vb 4 �2,18



 1, 42

2

2

 Hb3 =  .Db  �1, 4

m



Để đảm bảo an toàn, ta chọn chiều cao buồng bốc cho cả 3 nồi (phần thân trụ)

Hb = 2 m.

Bảng IV.4: Kết quả tính kích thước thiết bị chính

Đại lượng



Buồng đốt



Buồng bốc



4.4.



Giá trị

Đường kính, m



1



Chiều cao, m



2



Số ống truyền nhiệt



439



Đường kính ống truyền nhiệt, mm



25 x 2



Đường kính ống tuần hồn, m



0,325



Diện tích bề mặt truyền nhiệt, m2



65



Đường kính, m



1,4



Chiều cao, m



2



Tính đường kính các ống ra vào thiết bị:

Tính đường kính các ống dẫn được tính theo cơng thức:



(IV. 0)



Trong đó:

Q: lưu lượng thể tích lưu chất , m3/s

v: vận tốc lưu chất, m/s (chọn trước)

Chọn đường kính ống và chiều dài đoạn nối theo bảng XIII.32 [2,434] rồi tính lại

vận tốc thực của lưu chất đi trong ống.

Kết quả tính tốn được trình bày trong bảng IV.5.

Bảng IV.5: Kích thước các ống dẫn ra vào thiết bị

Suất

lượng



Khối

lượng



Vận

tốc



Đường

kính



Đườn Chiều

g kính dài



Vận

tốc

17



(kg/s)



riêng

(kg/m3)



chọ

n



(m)



chọn

(m)



(m/s

)



đoạn

nối



thực

(m/s)



(m)



Nhập liệu nồi 1



1,08



1045



1,5



0,029



0,025



0,09



2,11



Nhập liệu nồi 2



0,72



1066



1, 5



0,024



0,025



0,09



1,38



Nhập liệu nồi 3



0,42



1120



1,5



0,018



0,025



0,09



0,78



Tháo liệu nồi 3



0,19



1296



1,5



0,011



0,025



0,09



0,31



Hơi đốt nồi 1



0,37



2,24



30



0,08



0,3



0,14



5,28



Hơi thứ nồi 1



0,36



1,49



30



0,11



0,3



0,14



7,78



Hơi thứ nồi 2



0,29



0,83



30



0,12



0,3



0,14



11,17



Hơi thứ nồi 3



0,23



0,19



30



0,23



0,3



0,14



39,53



Nước ngưng nồi 1



0,37



925



1,5



0,018



0,02



0,08



1,28



Nước ngưng nồi 2



0,36



940



1,5



0,018



0,02



0,08



1,23



Nước ngưng nồi 3



0,29



950



1,5



0,016



0,02



0,08



0,98



18



Chương 5: Tính cơ khí thiết bị chính

5.1.



Tính thân buồng đốt:

- Chọn thân hình trụ và vật liệu làm thân buồng đốt là thép CT3

- Thân có 3 lỗ: 1 lỗ tháo nước ngưng, 1 lỗ xả khí không ngưng và 1 lỗ dẫn hơi đốt.

- Cả 3 buồng đốt đều chịu áp trong, buồng đốt nồi 1 áp cao nhất, chỉ tính cho nồi 1

Buồng đốt nồi 1:

Thông số làm việc:

Dt = 1000 mm

Pt = 4,25 atm

Nhiệt độ hơi đốt:



 Thân buồng đốt nồi I chịu áp suất trong.

t = thđ = 145,82 oC



Thơng số tính tốn:

Ptt = 4,25 - 1 = 3,25 atm = 0,329 N/mm2

t = 145,82 + 20 = 165,82 oC (có bọc lớp cách nhiệt)



[5,9]



Các thông số cần tra và chọn:

[]* : Ứng suất cho phép tiêu chuẩn, N/mm2

 []* = 130 N/mm2 (ở 165,82 oC)





hình 1.1 [5,15]



 : Hệ số hiệu chỉnh   = 0,95 (có bọc lớp cách nhiệt)



[5,17]



[] : Ứng suất cho phép khi kéo, N/mm2

[] = []* = 123,5 N/mm2



1-9 [5,17]



h: Hệ số bền mối hàn, chọn chế độ hàn tự động dưới lớp thuốc, hàn giáp

mối 2 phía, với Dt = 1000 mm > 700 mm  h = 0,95

Xét:



[ ]

123,5

. h 

�0,95  117,325  25

P

0,329



[5,95]



Bề dày tối thiểu của thân buồng đốt:

S'



P.Dt

0,329 �1000



 1, 4mm

2.[ ].h 2 �123,5 �0,95



5-3 [5,96]



Bề dày tối thiểu với thân D>1000mm

S’=3 mm



Bảng 5-1[5,94]

19



Bề dày thực:

S = S’ + C



mm



5-9 [5,96]



Với C là hệ số bổ sung bề dày tính tốn, mm.

C = Ca + Cb + Cc + Co

Ca



mm



1-10 [5,20]



: Hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trường, mm

 Chọn Ca = 1 mm



Cb



: Hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của mơi trường, mm

 Chọn Cb = 0



Cc



: Hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp, mm

Chọn Cc = 0



Co



: Hệ số bổ sung để quy tròn kích thước, mm.

Chọn Cc = 1



Vậy S = S’ + Ca = 3+ 1 + 1 = 5 mm

Kiểm tra bảng 5-1 [5,94] Với Dt = 1000 mm  Chọn S = 5 mm

Kiểm tra điều kiện bền:



5-10, 5-11 [5,97]



S  Ca 5  1



 0, 004  0.1

Dt

1600

[P] 



(thỏa)



2.[ ]h .( S  Ca ) 2 �123,5 �0,95 �(5  1)



 0,935 N / mm 2

Dt  ( S  Ca )

1000  (5  1)



[P] > Ptt =0,329 N/mm2



(thỏa)



Vậy bề dày thân buồng đốt nồi I thỏa điều kiện bền: S = 5 mm.

Vậy bề dày buồng đốt của cả 3 nồi đều là: S = 5 mm.

5.2.



Tính thân buồng bốc:

Buồng bốc nồi 1, 2 chịu áp suất trong, buồng bốc nồi 3 chịu áp suất ngồi.



5.2.1. Tính thân buồng bốc nồi 1:

20



Chọn Vật liệu thân buồng bốc là thép khơng gỉ X18H10T, có bọc cách nhiệt

 hệ số hiệu chỉnh  = 0,95

Chọn chế độ hàn nhiệt độ cao, tự động dưới lớp thuốc, hàn 2 phía giáp mối,

với đường kính Db = 1400 mm

 hệ số bền mối hàn h = 0,95

Nhiệt độ tính tốn: ttt = tsdd(P1) + 20 = 132,57 +20 = 152,57 oC

Áp suất tính toán: Ptt = P1 – 1 = 2,77 – 1 = 1,77 at = 0,179 N/mm2

Tra hình 1.2, [5,22] : ở 152,57 oC ta có = 117 N/mm2

 Ứng suất cho phép 0,95.117 = 111,15 N/mm2

[ ]

111,15

�h 

�0,95

0,179

Theo [5,130], ta xét P

= 589 > 25



(V. 0)



 Theo công thức 5.3 [5,130], bề dày tối thiểu của thân:

P �Dt

0,179 �1400





2



[



]





2



111,15



0,95

h

S’ =

1,19 mm



(V. 0)



Bề dày tối thiểu với thân D=1400mm

S’= 4 mm



Bảng 5-1[5,94]



Bề dày thực của thân:



S = S’ + Ca + C0 = 4 + 1+1 = 6 mm

Kiểm tra bền:

Theo công thức 5.10, [5,131], điều kiện bề dày:

6 1

≤ 0,1  1400 = 0,0035 < 0,1  thoả



(V. 0)



Điều kiện áp suất:

[ P] 



2 �[ ] �h �( S  Ca )

Dt  ( S  Ca )

= 0,75 > 0,179 N/mm2  thoả



(V. 0)



Vậy bề dày thân buồng bốc nồi 1 và 2 là: S = 6 mm.

5.2.2. Tính thân buồng bốc nồi 3:chịu áp suất ngoài

Chọn vật liệu chế tạo là X18H10T, có bọc lớp cách nhiệt

 hệ số hiệu chỉnh  = 0,95

Chọn chế độ hàn nhiệt độ cao, tự động dưới lớp thuốc, hàn 2 phía giáp mối, với

đường kính Db = 1400 mm  hệ số bền mối hàn h = 0,95

Nhiệt độ tính tốn: ttt = tsdd(P2) +20 = 97,01 oC

21



Áp suất tính tốn: Ptt = Pa =1 atm = 0,101 N/mm2

Tra hình 1.2 [5,22] : ở 97,01 oC, ta có = 123 N/mm2

 Ứng suất cho phép 0,95 .123 = 116,85 N/mm2

Theo bảng 2.12 [5,45]: Mođun đàn hồi ở 97,01 oC: Et = 2. 105 N/mm2

Theo cơng thức 5.14 [5,133] thì bề dày tối thiểu của thân chịu áp suất

ngoài :

S '  1,18 �Db �(



P L 0,4

� )

Et Db

, mm



(V. 0)



Trong đó:

D: đường kính trong của thân, mm

P: áp suất tính tốn, N/mm2

Et: modun đàn hồi của vật liệu ở nhiệt độ làm việc, N/mm2

L: chiều dài tính tốn thân, m. Chọn L = Hb = 2000 mm





S '  1,18 �1400 �(



0,101 2000 0,4



) 

2 �105 1400

5,78 mm



Bề dày thực của thân:

S = S’ + Ca + C0 = 5,78 + 1+1 = 7,78 mm

Theo bảng XIII.9 [2,364]  chọn bề dày thép tấm chuẩn là 8mm.

Kiểm tra bền khi thân chỉ chịu áp suất ngoài:

Kiểm tra bề dày thỏa mãn công thức 5.15 và 5.16 [5,134]:

1,5 �



2 �( S  Ca )

Db

L

� �

Db

Db

2 �( S  Ca )



(V. 0)



1,5 �



2 �(8  1)

2000

1400 =0,15 ≤ 1400 =1,43 ≤



với



ct là giới hạn chảy của vật liệu làm thân ở nhiệt độ tính tốn, N/mm2



1400

2 �(8  1) = 10  thoả



nc: hệ số an toàn, tra bảng 1.6 [5,20]

[ ]*



: Ứ ng suất cho phép tiêu chuẩn của loại thép CT3 làm thân ở



nhiệt độ tính tốn.

ct = nc.[]* = 1,65. 123 = 202,95 N/mm2



CT 1-3 trang 13 [6]

22



3





E

2 �( S  Ca ) �

L

�0,3 � tt � �



Db

c

� Db





(V. 0)

3



2 �105 �

2 �(8  1) �

2000

0,3 �

. �



202,95 � 1400 �

� 0,295 ⇒ thoả

1400 =1,43 ≥



Khi đó, kiểm tra áp suất theo công thức 5.19 [5,135]:

2,5



D �S  Ca �

[ P]  0, 649 �Et � b ��



L � Db �



(V. 0)

2,5



1400 �8  1 �

0, 649 �2 �10 �

��



2000 �

1400 � = 0,161 > 0,101 N/mm2  thoả

[P] =

5



Kiểm tra bền khi thân chỉ chịu tác dụng của lực nén chiều trục:

PCT 



Lực nén chiều trục:

PCT 



 �( Db  2S ) 2

�P

4

(N)



[5,110]



 �(1400  2 �8) 2

�0,101 

4

159563N



Db

Xác định hệ số qc theo tỷ số 2 �( S  Ca ) , theo [5,140]:

Db

1400



Khi 2 �( S  Ca ) = 2 �(8  1) 100 thì qc = 0,098

Dt

2.( S  C a )



50



100



150



200



250



500



1000



2000



2500



qc



0,05



0,098



0,14



0,15



0,14



0,118



0,08



0,06



0,055



Xác định hệ số Kc, theo công thức 5.34 [5,140]:

t

K c  875 � c �qc

Et



(V. 0)



202,95

K c  875 �

�0,098

2 �105

=0,087



Xác định ứng suất nén chiều trục cho phép, công thức 5.31 [5,140]:

S  Ca

[ n ]  K c �Et �

Dt , N/mm2



(V. 0)

23



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Nhiệt tải riêng phía hơi đốt: q1 = 1.t1

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×