đồ án Cô đặc Một Nồi Liên Tục - Tài Liệu đại Học

Tài liệu đại học Toggle navigation

• Miễn phí (current)
• Danh mục
  • Khoa học kỹ thuật
  • Công nghệ thông tin
  • Kinh tế, Tài chính, Kế toán
  • Văn hóa, Xã hội
  • Ngoại ngữ
  • Văn học, Báo chí
  • Kiến trúc, xây dựng
  • Sư phạm
  • Khoa học Tự nhiên
  • Luật
  • Y Dược, Công nghệ thực phẩm
  • Nông Lâm Thủy sản
  • Ôn thi Đại học, THPT
  • Đại cương
  • Tài liệu khác
  • Luận văn tổng hợp
  • Nông Lâm
  • Nông nghiệp
  • Luận văn luận án
  • Văn mẫu
• Luận văn tổng hợp

1. Home
2. Luận văn tổng hợp
3. đồ án cô đặc một nồi liên tục

Trich dan đồ án cô đặc một nồi liên tục - Pdf 18

GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 3 PHẦN I. TỔNG QUAN I. NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN 4 II. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU 4 III. KHÁI QUÁT VỀ CÔ ĐẶC 4 1. Định nghĩa 4 2. Các phương pháp cô đặc 4 3. Bản chất của sự cô đặc do nhiệt 5 4. Ứng dụng của sự cô đặc 5 IV. THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DÙNG TRONG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT 5 1. Phân loại và ứng dụng 5 2. Các thiết bị và chi tiết trong hệ thống cô đặc 6 V. LỰA CHỌN THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DUNG DỊCH NaOH 7 PHẦN II. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 7 PHẦN III. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH 9 I. CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 9 1. Dữ kiện ban đầu 9 2. Cân bằng vật chất 9 3. Tổn thất nhiệt độ 9 4. Cân bằng năng lượng 11 II. TÍNH KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 13 A. TÍNH TOÁN TRUYỀN NHIỆT CHO THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 13 1. Hệ số cấp nhiệt khi ngưng tụ hơi 13 2. Hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt đến dòng chất lỏng sôi 14 IV. BƠM 56 1. Bơm chân không 56 2. Bơm đưa nước vào thiết bị ngưng tụ 56 3. Bơm đưa dung dịch nhập liệu lên bồn cao vị 58 4. Bơm tháo liệu 60 V. CÁC CHI TIẾT PHỤ 63 1. Lớp cách nhiệt 63 2. Cửa sửa chữa 63 3. Kính quan sát 63 PHẦN V. TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 4 PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ CÔ ĐẶC I. NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN - Thiết kế thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô đặc dung dịch NaOH.  Năng suất nhập liệu: 1 m3/h  Nồng độ đầu: 18% khối lượng  Nồng độ cuối: 30% khối lượng  Áp suất ngưng tụ: Pck = 0,4 at - Nhiệt độ đầu của nguyên liệu: 30 oC (chọn) phân dung dịch NaCl bão hoà. Tuy nhiên, dung dịch sản phẩm thu được thường có nồng độ rất loãng, gây khó khăn trong việc vận chuyển đi xa. Để thuận tiện cho chuyên chở và sử dụng, người ta phải cô đặc dung dịch NaOH đến một nồng độ nhất định theo yêu cầu. III. KHÁI QUÁT VỀ CÔ ĐẶC 1. Định nghĩa Cô đặc là phương pháp dùng để nâng cao nồng độ các chất hoà tan trong dung dịch gồm 2 hai nhiều cấu tử. Quá trình cô đặc của dung dịch lỏng – rắn hay lỏng – lỏng có chênh lệch nhiệt độ sôi rất cao thường được tiến hành bằng cách tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn); đó là các quá trình vật lý – hoá lý. Tuỳ theo tính chất của cấu tử khó bay hơi (hay không bay hơi trong quá trình đó), ta có thể tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp nhiệt độ (đun nóng) hoặc phương pháp làm lạnh kết tinh. 2. Các phương pháp cô đặc - Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất tác dụng lên mặt thoáng chất lỏng. GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 5 - Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đó, một cấu tử sẽ tách ra dưới dạng tinh thể của đơn chất tinh khiết; thường là kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan. Tuỳ tính chất cấu tử và áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng mà quá trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đôi khi ta phải dùng máy lạnh. 3. Bản chất của sự cô đặc do nhiệt Để tạo thành hơi (trạng thái tự do), tốc độ chuyển động vì nhiệt của các phân tử chất lỏng gần mặt thoáng lớn hơn tốc độ giới hạn. Phân tử khi bay hơi sẽ thu nhiệt để khắc phục lực liên kết ở trạng thái lỏng và trở lực bên ngoài. Do đó, ta cần cung cấp nhiệt để các phân tử đủ đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên bề mặt truyền nhiệt. Bao gồm:  Có buồng đốt trong, ống tuần hoàn ngoài.  Có buồng đốt ngoài, ống tuần hoàn ngoài. GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 6 - Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng. Thiết bị cô đặc nhóm này chỉ cho phép dung dịch chảy dạng màng qua bề mặt truyền nhiệt một lần (xuôi hay ngược) để tránh sự tác dụng nhiệt độ lâu làm biến chất một số thành phần của dung dịch. Đặc biệt thích hợp cho các dung dịch thực phẩm như nước trái cây, hoa quả ép. Bao gồm:  Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi tạo bọt khó vỡ.  Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi ít tạo bọt và bọt dễ vỡ. 1.2. Theo phương thức thực hiện quá trình - Cô đặc áp suất thường (thiết bị hở): nhiệt độ sôi và áp suất không đổi; thường được dùng trong cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định, nhằm đạt năng suất cực đại và thời gian cô đặc ngắn nhất. - Cô đặc áp suất chân không: dung dịch có nhiệt độ sôi thấp ở áp suất chân không. Dung dịch tuần hoàn tốt, ít tạo cặn và sự bay hơi dung môi diễn ra liên tục. - Cô đặc nhiều nồi: mục đích chính là tiết kiệm hơi đốt. Số nồi không nên quá lớn vì nó làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi. Người ta có thể cô chân không, cô áp lực hay phối hợp cả hai phương pháp; đặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế. - Cô đặc liên tục: cho kết quả tốt hơn cô đặc gián đoạn. Có thể được điều khiển tự động nhưng hiện chưa có cảm biến đủ tin cậy. Đối với mỗi nhóm thiết bị, ta đều có thể thiết kế buồng đốt trong, buồng đốt ngoài, có trung tâm. Thiết bị cô đặc loại này có cấu tạo đơn giản, dễ vệ sinh và sửa chữa. - Cô đặc ở áp suất chân không làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch, giảm chi phí năng lượng, hạn chế việc chất tan bị lôi cuốn theo và bám lại trên thành thiết bị (làm hư thiết bị). - Tuy nhiên, loại thiết bị và phương pháp này cho tốc độ tuần hoàn dung dịch nhỏ (vì ống tuần hoàn cũng được đun nóng) và hệ số truyền nhiệt thấp. PHẦN II. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Nguyên liệu ban đầu là dung dịch NaOH có nồng độ 18%. Dung dịch từ bể chứa nguyên liệu được bơm lên bồn cao vị. Từ bồn cao vị, dung dịch chảy qua lưu lượng kế rồi đi vào thiết bị gia nhiệt và được đun nóng đến nhiệt độ sôi. Thiết bị gia nhiệt là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm: thân hình trụ, đặt đứng, bên trong gồm nhiều ống nhỏ được bố trí theo đỉnh hình tam giác đều. Các đầu ống được giữ chặt trên vỉ ống và vỉ ống được hàn dính vào thân. Nguồn nhiệt là hơi nước bão hoà có áp suất 4 at đi bên ngoài ống (phía vỏ). Dung dịch đi từ dưới lên ở bên trong ống. Hơi nước bão hoà ngưng tụ trên bề mặt ngoài của ống và cấp nhiệt cho dung dịch để nâng nhiệt độ của dung dịch lên nhiệt độ sôi. Dung dịch sau khi được gia nhiệt sẽ chảy vào thiết bị cô đặc để thực hiện quá trình bốc hơi. Hơi nước ngưng tụ thành nước lỏng và theo ống dẫn nước ngưng qua bẫy hơi chảy ra ngoài. Nguyên lý làm việc của nồi cô đặc: Phần dưới của thiết bị là buồng đốt, gồm có các ống truyền nhiệt và một ống tuần hoàn trung tâm. Dung dịch đi trong ống còn hơi đốt (hơi nước bão hoà) đi trong khoảng không gian ngoài ống. Hơi đốt ngưng tụ bên ngoài ống và truyền nhiệt cho dung dịch đang chuyển động trong ống. Dung dịch đi trong ống theo chiều từ trên xuống và nhận nhiệt do hơi đốt ngưng tụ cung cấp để sôi, làm hoá hơi một phần dung môi. Hơi ngưng tụ theo ống dẫn nước ngưng qua bẫy hơi để chảy ra ngoài. Nguyên tắc hoạt động của ống tuần hoàn trung tâm: Khi thiết bị làm việc, dung dịch trong ống truyền nhiệt sôi tạo thành hỗn hợp lỏng – hơi có khối lượng riêng giảm đi và bị đẩy từ dưới lên trên miệng ống. Đối với ống tuần hoàn, thể tích dung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so với trong ống truyền nhiệt nên lượng hơi tạo ra trong ống truyền nhiệt lớn hơn. Vì lý do trên, khối lượng riêng của hỗn hợp lỏng – hơi ở ống GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 9 PHẦN III. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH I. CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 1. Dữ kiện ban đầu  Nồng độ đầu: xđ = 18 %  Nồng độ cuối: xtrang 11, [8]). Suất lượng nhập liệu: Gđ = ρđ.Vđ = 1191,65.1 = 1191,65 kg/h Theo công thức 5.16, trang 293, [5]: Gđ .xđ = Gc.xc ⇒ 99,7143018.65,1191.cđđcxxGsdm(po) – tc = Δ’’’ ⇒ tsdm(po) = tc + Δ’’’ = 85,5 + 1 = 86,5 oC  Áp suất buồng bốc: tra [1], trang 312 ở nhiệt độ 86,5 oC ⇒ po = 0,6275 at 3.1. Tổn thất nhiệt độ do nồng độ tăng (Δ’) Theo công thức của Tisencô (VI.10), trang 59, [2]: fo.'' Trong đó:  Trong đó:  t - nhiệt độ sôi của dung môi ở áp suất đã cho (tsdm(po) = 86,5 oC)  r - ẩn nhiệt hoá hơi của dung môi nguyên chất ở áp suất làm việc. Tra bảng I.251, trang 314, [1]: r = 2293,25 kJ/kg. ⇒ 1000.25,2293)2735.86(.14,162f= 0,9096 (3) ⇒ Δ’ = 17.0,9096 = 15,4632 oC (4) ⇒ tsdd(po) = tsdm(pdd – khối lượng riêng thực của dung dịch đặc không có bọt hơi; kg/m3 Chọn tsdd(po+ Δp) = 103 oC, C% = xc = 30 %, ta có ρdd = 1273,25 kg/m3 (tra bảng 4, trang 11, [8]). ⇒ ρs = 0,5.1273,25 = 636,625 kg/m3 (7)  Hop – chiều cao thích hợp của dung dịch sôi tính theo kính quan sát mực chất lỏng; m Hop = [0,26 + 0,0014.(ρddtb = po + Δp = 0,6275 + 0,0336 = 0,6611 at (10) Tra bảng I.251, trang 314, [1], ptb = 0,6611 at tương ứng với tsdm(ptb) = 87,822 oC Ta có: Δ’’ = tsdm(po + Δp) – tsdm(po) (trang 108, [3]) Δ’’ = tsdd(po + Δp) – tsddoC GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 11  Tổng tổn thất nhiệt độ: ΣΔ = Δ’ + Δ’’ + Δ’’’ ⇒ ΣΔ = 15,4632 + 1,322 + 1 = 17,785 oC (13)  Gia nhiệt bằng hơi nước bão hoà, áp suất hơi đốt là 4 at, tD = 142,9 oC (bảng I.251, trang 315, [1]). Chênh lệch nhiệt độ hữu ích: Δthi = tD – (tc + ΣΔ) ⇒ Δthi = 142,9 – (85,5 + 17,785) = 39,615 oHƠI THỨ Suất lượng W kg/h 476,66 Áp suất po at 0,6275 Nhiệt độ tsdm(po) oC 86,5 Enthalpy iW kJ/kg 2655,7 Ẩn nhiệt ngưng tụ rW ) oC 101,9632 Tổn thất nhiệt độ do nồng độ Δ’ oC 15,4632 Áp suất trung bình ptb at 0,6611 Nhiệt độ sôi của dung môi ở ptb tsdm(ptb) oC 87,822 Tổn thất nhiệt độ do cột thuỷ tĩnh Δ’’ oC 4. Cân bằng năng lượng 4.1. Cân bằng nhiệt lượng Dòng nhiệt vào (W):  Do dung dịch đầu Gđcđtđ  Do hơi đốt D"Di  Do hơi ngưng trong đường ống dẫn hơi đốt φDctD GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 12 Dòng nhiệt ra (W):  Do sản phẩm mang ra GcccC ⇒ Nhiệt độ của dung dịch NaOH 18 % đi vào thiết bị cô đặc là tđ = 101,9632 oC ⇒ Nhiệt độ của dung dịch NaOH 30 % đi ra ở đáy thiết bị cô đặc là: tc = tsdd(po) + 2Δ’’ = 101,9632 + 2.1,322 = 104,61 oC (15) (công thức 2.15, trang 107, [3]) Nhiệt dung riêng của dung dịch NaOH: Nhiệt dung riêng của dung dịch NaOH ở các nồng độ khác nhau được tính theo công thức (I.43) và (I.44), trang 152, [1]:  a = 18 % (a < 0,2): cđ = 4186.(1 - a) = 4186.(1 - 0,18) = 3432,52 J/(kg.K)  a = 30 % (a > 0,2): cc = 4186 - (4186 - cct+ D"Di+ φDctD = Gccctc + W"Wi+ Dcθ ± Qcđ + Qtt (17) (+Qcđ ứng với quá trình thu nhiệt, - Qcđ ứng với quá trình toả nhiệt) Có thể bỏ qua:  Nhiệt lượng do hơi nước bão hoà ngưng tụ trong đường ống dẫn hơi đốt vào buồng đốt: φDcti - cθ) + Gđcđtđ = Gccctc + W"Wi + Qtt (18) Thay Qtt = εQD = 0,05QD (18) ⇒ QDrtciWtctcGD)1)(1()()(" 2141000).05,01)(05,01()61,104.425,33232655700.(360066,476)9632,101.52,343261,104.425,3323(360065,1191 = 0,1578 kg/s (20) Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp: QD = D(1 - ε)(1 – φ).rD = 0,1578.(1 – 0,05).(1-0,05).2141000 = 304824,9 W (21) Nhiệt dung riêng dung dịch 18% cđ J/(kg.K) 3432,52 Nhiệt dung riêng dung dịch 30% cc J/(kg.K) 3323,425 Nhiệt tổn thất Qtt W 15241,24 Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp QD W 304824,9 Lượng hơi đốt biểu kiến D kg/s 0,1578 Lượng hơi đốt tiêu tốn riêng d  Trong đó:  α1 – hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng; W/(m2.K)  r - ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi nước bão hoà ở áp suất 4 at (2141 kJ/kg)  H - chiều cao ống truyền nhiệt (H = h0 = 1,5 m) GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 14  A - hệ số, đối với nước thì phụ thuộc vào nhiệt độ màng nước ngưng tm 21vDmttt Sau nhiều lần tính lặp, ta chọn nhiệt độ vách ngoài tv1 = 139,8 A 104 120 139 155 169 179 188 194 197 199 199 ⇒ A = 194,405 Δt1 = tD – tv1 = 142,9 – 139,8 = 3,1 oC ⇒ α1 = 25,01,3.5,12141000 αn - hệ số cấp nhiệt của nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch. Do nước sôi sủi bọt nên αn được tính theo công thức (V.91), trang 26, [2]: αn = 0,145.p0,5.Δt2,33 với p = po = 0,6275 at = 61536,73 N/m2 Sau khi tính lặp, tv2 = 112,4337 oC ⇒ Δt = Δt2 = tv2 – tsdd(psdd(ptb)  dm = 0,000322 Pa.s - độ nhớt của nước ở tsdm(ptb)  ρdd = 1273,25 kg/m3 - khối lượng riêng của dung dịch ở tsdd(ptb)  ρdm = 966,78 kg/m3 - khối lượng riêng của nước ở tsdm(ptb)  λSVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 15 ρdd : tra bảng 4, trang 11, [8] λdd được tính theo công thức (I.32), trang 123, [1]: 3 McAddiddiddidd  A – hệ số phụ thuộc vào mức độ liên kết của chất lỏng. Đối với chất lỏng liên kết, A = 3,58.10-8  M – khối lượng mol của hỗn hợp lỏng, ở đây là hỗn hợp NaOH và H2O. M = a.MNaOH + (1 – a).McMxMxMxa ⇒ M = 0,161677.40 + (1 – 0,161677).18 = 21,55689 kg/kmol ⇒ 59,055689,2125,1273.25,1273.425,3323.10.58,338ddW/(m.K) (25) ⇒ α2 =435,02565,0001769,0000322,0688,4239= 3377,42 W/(m2.K) (26) 3. Nhiệt tải riêng phía tường Công thức tính: vvvrtq; W/m2 Trong đó:  Σrv – tổng trở vách; m = 0,387.10-3 m2.K/W – nhiệt trở phía dung dịch do vách trong của ống có lớp cặn bẩn dày 0,5 mm (bảng V.1, trang 4, [2]).  δ = 2 mm = 0,002 m – bề dày ống truyền nhiệt  λ = 16,3 W/(m.K) – hệ số dẫn nhiệt của ống (tra bảng XII.7, trang 313, [2] với ống được làm bằng thép không gỉ OX18H10T)  Δtv = tv1 - tv2 ; K – chênh lệch nhiệt độ giữa 2 vách tường Với quá trình cô đặc chân không liên tục, sự truyền nhiệt ổn định nên qv = q1 = q2. ⇒ Δtv = qv.ΣrvD – tv1.  Tính hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng α1 theo (17), từ đó tính q1.  Đặt qv = q1, từ đó tính Δtv theo (25).  Tính tv2 = tv1 – Δtv, từ đó tính Δt2 = tv2 – tsdd(ptbq %5qnên sai số được chấp nhận (các thông số đã được chọn phù hợp). Nhiệt tải riêng trung bình: 32,31943255,3186108,32025221qqqtb W/m25. Hệ số truyền nhiệt tổng quát K cho quá trình cô đặc K được tính thông qua các hệ số cấp nhiệt: 66,80142,3377110.8545,0DtKQFm2 (30) Chọn: F = 9,5985 m2. Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Nhiệt độ tường phía hơi ngưng tv1 oC 139,8 Nhiệt độ tường phía dung dịch sôi tv2 oC 112,4337 Hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng 0.3448.10-3 Nhiệt trở phía dung dịch r2 m2.K/W 0.387.10-3 Hệ số truyền nhiệt tổng quát K W/(m2.K) 801,66 Nhiệt tải riêng trung bình qtb W/m2 31943,32 Diện tích bề mặt truyền nhiệt F m3 – khối lượng riêng của hơi thứ ở áp suất buồng bốc po = 0,6275 at (tra bảng I.251, trang 314, [1])  Tốc độ hơi thứ trong buồng bốc: 2224504,0.3537,0.44.bbbhhDDDVw ; m/s (31) Trong đó:  Db – đường kính buồng bốc; m  Tốc độ lắng: Được tính theo công thức (5.14), trang 276, [5]: 6,02,1 – khối lượng riêng của hơi thứ ở áp suất buồng bốc po = 0,6275 at  d – đường kính giọt lỏng; m. Chọn d = 0,0003 m (trang 292, [5]).  ξ – hệ số trở lực, tính theo Re: Re 222146,4000012,0.3743,0.0003,0.4504,0" bbhhDDdw (33) Với:  h = 0,012.10-3 Pa.s – độ nhớt động lực học của hơi thứ ở áp suất 0,6275 at (tra hình VI, trang 57, [8]). Nếu 0,2 < Re < 500 thì 6,0Re ⇒ Db > 0,6647 m ⇒ chọn Db = 0,8 m = 800 mm theo tiêu chuẩn trang 293, [5]. GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 18  Kiểm tra lại Re: 585,68,02146,4Re2 (thoả 0,2 < Re < 500) Như vậy, đường kính buồng bốc là Db = 800 mm. 1.2. Chiều cao buồng bốc (Hb)  Áp dụng công thức VI.33, trang 72, [2]: Utt = f.U.tthbUWVm3 (38) ⇒ Chiều cao buồng bốc: 396,18,0.702,0.44.22bbbDVH m (39) Nhằm mục đích an toàn, ta chọn Hb = 2 m (theo điều kiện cho quá trình sôi sủi bọt). n (40) Theo bảng V.11, trang 48, [2], chọn số ống n = 91 và bố trí ống theo hình lục giác đều. 2.2. Đường kính ống tuần hoàn trung tâm (Dth) Áp dụng công thức (III.26), trang 121, [6]: tthfD.4; m Chọn ft = 0,3FD (41) GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 19 Với 4 2thDm (43) ⇒ chọn Dth = 0,273 m = 273 mm theo tiêu chuẩn trang 290, [5]. Kiểm tra: 1092,1025273tthdD(thoả) 2.3. Đường kính buồng đốt (Dt) Đối với thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm và ống đốt được bố trí theo hình lục giác đều, đường kính trong của buồng đốt được tính theo công thức (III-52), trang 135, [4]: 22) 2(..sin 4,0o – góc ở đỉnh của tam giác đều  F = 9,5985 m2 – diện tích bề mặt truyền nhiệt (44) ⇒ 22)029,0.4,1.2277,0(5,1.8,05985,9.60sin.029,0.4,1.4,0otD= 0,5346 m (45) ⇒ chọn Dt = 600 mm = 0,6 m theo tiêu chuẩn trang 291, [5]. 2.4. Kiểm tra diện tích truyền nhiệt Phân bố 91 ống truyền nhiệt được bố trí theo hình lục giác đều như sau: Số hình lục giác 5 Số ống trên đường xuyên tâm 11 Tổng số ống không kể các ống trong hình viên phân 91 Số ống trong các hình viên phân tdDbnth ⇒ chọn b = 5 ống theo bảng V.11, trang 48, [2]. Như vậy, vùng ống truyền nhiệt cần được thay thế có 5 ống trên đường xuyên tâm. ⇒ Số ống truyền nhiệt được thay thế là 191)15.(431)1.(4322 bnống. ⇒ Số ống truyền nhiệt còn lại là n’ = 91 – 19 = 72 ống. (46) Diện tích bề mặt truyền nhiệt lúc này là: F’ = (n’.dt + Dth).π.H = (72.0,025 + 0,273).π.1,5 = 9,7688 m2 ⇒ 0157,0554,1147.5,1 360065,1191.4 .4vGd m (47) Chọn dt = 20 mm; dn = 25 mm. 3.2. Ống tháo liệu Gc = 714,99 kg/h Tháo liệu chất lỏng ít nhớt (dung dịch NaOH 30% ở 104,61 oC). Chọn v = 1 m/s (trang 74, [2]). ρ = 1272,158 kg/m3 ⇒ 1459,04718,0.20.1578,0.4 .4vGd m (49) Chọn dt = 150 mm; dn = 159 mm. 3.4. Ống dẫn hơi thứ W = 476,66 kg/h Dẫn hơi nước bão hoà ở áp suất 0,6275 at. Chọn v = 20 m/s (trang 74, [2]). ρ = 0,3473 kg/m3 (tra bảng I.251, trang 314, [1]). ⇒ 15,03743,0.20 360066,476.4 .4.4vGd m (51) Chọn dt = 20 mm; dn = 25 mm. 3.6. Ống dẫn khí không ngưng Chọn dt = 20 mm; dn = 25 mm. C. TÍNH BỀN CƠ KHÍ CHO CÁC CHI TIẾT CỦA THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 1. Tính cho buồng đốt 1.1. Sơ lược về cấu tạo  Buồng đốt có đường kính trong Dt = 600 mm, chiều cao Ht = 1500 mm.  Thân có 3 lỗ, ứng với 3 ống: dẫn hơi đốt, xả nước ngưng, xả khí không ngưng.  Nhiệt độ của hơi đốt vào là tD = 142,9 oC, vậy nhiệt độ tính toán của buồng đốt là: ttt = tD + 20 = 142,9 + 20 = 162,9 oC (54) (trường hợp thân có bọc lớp cách nhiệt)  Theo hình 1.2, trang 16, [7], ứng suất cho phép tiêu chuẩn của vật liệu ở ttt là: [σ]* = 115 N/mm2 Chọn hệ số hiệu chỉnh η = 0,95 (có bọc lớp cách nhiệt) (trang 17, [7]). ⇒ Ứng suất cho phép của vật liệu là: [σ] = η.[σ]* = 0,95.115 = 109,25 N/mm2 (55)  Tra bảng 2.12, trang 34, [7]: module đàn hồi của vật liệu ở ttt là E = 2,05.105 N/mm2 = 0,313 N/mm2 – áp suất tính toán của buồng đốt Bề dày thực S:  Dt = 600 mm ⇒ Smin = 3 mm > 0,9045 mm ⇒ chọn S’ = Smin = 3 mm (theo bảng 5.1, trang 94, [7]).  Chọn hệ số ăn mòn hoá học là Ca = 1 mm (thời gian làm việc 10 năm).  Vật liệu được xem là bền cơ học nên Cb = Cc = 0.  Chọn hệ số bổ sung do dung sai của chiều dày C0 = 0,22 mm (theo bảng XIII.9, trang 364, [2]). ⇒ Hệ số bổ sung bề dày là: C = Ca + CbataCSDCSP N/mm2 > Pt = 0,313 N/mm2 (59) Vậy bề dày buồng đốt là 5 mm. GVHD: ThS. Hoàng Minh Nam ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Trần Hoàng Dương (60800371) Học kỳ 1 Năm học 2011 - 2012 23 ⇒ Đường kính ngoài của buồng đốt: Dn = DDPk ⇒ 23,46)187,01).(15.(25,109.6003maxd mm (60) So sánh:  Ống dẫn hơi đốt Dt = 150 mm > dmax  Ống xả nước ngưng Dt = 20 mm < dmax  Ống xả khí không ngưng Dt = 20 mm < dmax ⇒ Cần tăng cứng cho lỗ của hơi đốt vào, dùng bạc tăng cứng với bề dày khâu tăng cứng bằng bề dày thân (5 mm). 2. Tính cho buồng bốc oC, vậy nhiệt độ tính toán của buồng bốc là: ttt = 86,5 + 20 = 106,5 oC (62) (trường hợp thân có bọc lớp cách nhiệt)  Chọn hệ số bền mối hàn φh = 0,95 (bảng 1-8, trang 19, [7], hàn 1 phía)  Theo hình 1.2, trang 16, [7], ứng suất cho phép tiêu chuẩn của vật liệu ở ttt là: [σ]* = 122 N/mm2 Chọn hệ số hiệu chỉnh η = 0,95 (có bọc lớp cách nhiệt) (trang 17, [7]). ⇒ Ứng suất cho phép của vật liệu là: [σ] = η.[σ]* = 0,95.122 = 115,9 N/mm2 (63)  Tra bảng 2.12, trang 34, [7]: module đàn hồi của vật liệu ở ttt là E = 2,05.105 N/mm2.  Chọn hệ số an toàn khi chảy là n1346,0.800.18,1 18,1'4,054,0DLEPDSn mm (65) Trong đó: C = Ca + Cb + Cc + C0 = 1 + 0 + 0 + 0,5 = 1,5 mm ⇒ Bề dày thực là: S = S’ + C = 4,582 + 1,5 = 6,082 mm (66) Chọn S = 7 mm. Kiểm tra bề dày buồng bốc: 5,28002000tDL Kiểm tra công thức 5-15, trang 99, [7]: ).(2).(2.5,1at3).(2 3,0tatctttDCSEDL 35800)17.(2.3,201attnPDCSDCSLDEP  649,0][2 80017.80017. 13,700441346,0.47.2800 4.22nnnctPDP N (70) Theo điều kiện 5-33, trang 103, [7]: 25067,66)17.(2800).(225 200 250 500 1000 2000 2500 qc 0,050 0,098 0,14 0,15 0,14 0,118 0,08 0,06 0,055 ⇒ qc = 0,066 ⇒ 0567,0066,0.10.05,23,201.875 8755c 385,16  (thoả) (72) Ứng suất nén được tính theo công thức 5-48, trang 107, [7]: 6047,4)17).(7800.(13,70044))(.(atnctnCSSDP N/mm2 (73)

Tải File Word Nhờ tải bản gốc Tài liệu, ebook tham khảo khác

• Đồ án cô đặc 2 nồi koh
• Thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch xút một nồi liên tục năng suất 4 tấn-h.
• thiết lập hệ thống điều chỉnh cụm thiết bị cô đặc một nồi liên tục
• Đồ án: Thiết lập hệ thống điều chỉnh cụm thiết bị có đặt môt nồi liên tục 1
• Đồ án: Thiết lập hệ thống điều chỉnh cụm thiết bị cô đặc một nồi liên tục 2
• Đồ án cô đặc dung dịch sori nối liên tục ;loại ống dài
• Luận án phó tiến sỹ Bài toán biến tự do trong cơ học môi trường liên tục
• Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC DUNG DỊCH NƯỚC MÍA BẰNG HỆ THỐNG CÔ ĐẶC HAI NỒI LIÊN TỤC NGƯỢC CHIỀU pot
• thiết bị cô đặc nước mía một nồi liên tục
• đồ án cô đặc một nồi liên tục
• Một số đề thi thử Đại học, cao đẳng môn Tiếng anh
• Giải chi tiết đề đại học khối A và B năm 2010 môn hóa
• Hóa đại cương - Ôn thi đại học
• Phân loại các dạng câu hỏi trong đề thi Đại học, cao đẳng 2007 -2008 -2009-2010 (môn hóa)
• Kinh nghiệm hướng dẫn Học sinh giải nhanh Bài toán trắc nghiệm
• Sử dụng các bài tập pH trong cân bằng Axít - Ba zơ bồi dưỡng học sinh khá giỏi
• Sơ đồ phản ứng - Luyện thi đại học
• Tổng hợp công thức toán cấp 3
• Tổng hợp các dạng toán hóa học
• 20 đề luyện thi Đại học, cao đẳng môn Vật lý

Hệ thống tự động tổng hợp link tải tài liệu, ebook miễn phí cho các bạn sinh viên tham khảo.

Học thêm

• Nhờ tải tài liệu
• Từ điển Nhật Việt online
• Từ điển Hàn Việt online
• Văn mẫu tuyển chọn
• Tài liệu Cao học
• Tài liệu tham khảo
• Truyện Tiếng Anh

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học ©

Top