Báo cáo: Thiết kế thiết bị cô đặc chân không một nồi liên tục để cô đặc dung dịch NaOH

ƯỜ Ạ Ọ Ự Ẩ TR Ệ NG Đ I H C CÔNG NGHI P TH C PH M TP HCM

Ọ Ệ KHOA CÔNG NGH  HÓA H C

Ộ Ọ Ậ Ệ Ệ B  MÔN CÔNG NGH  HÓA H C & V T LI U

­­­­­­­­­­o0o­­­­­­­­­­

BÁO CÁO

Ồ Ế Ị Đ  ÁN QUÁ TRÌNH & THI T B

Ề Ộ Ồ Ụ Ặ Ế Ế Ế Ể

Ặ Ị Ị Đ  TÀI: THI T K  THI T B  CÔ Đ C CHÂN KHÔNG M T N I LIÊN T C Đ  CÔ Đ C DUNG D CH NaOH

ế ề GVHD: Ti n Ti n Nam

ị ỹ SVTH: Vũ Th  M  Thi

MSSV: 2004140463

ớ L p: 05DHHH3

ọ Khóa h c : 2014 – 2018

ố ồ Thành Ph  H  Chí Minh 5/2017

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 2

Ụ Ụ M C L C

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ộ ọ ọ Ờ Ả Ơ L I C M  N ớ

ế ế ệ ố ế ấ Ồ i qua, đ i v i chúng em v i môn h c “Đ  ÁN QUÁ TRÌNH VÀ t k  h  th ng và nh t là

ứ ề ậ ặ ề ặ ố ớ ữ ạ M t môn h c n a l ề ấ Ị Ế THI T B ” cung c p cho em nhi u ki n th c v  v n hành, thi ủ ệ ố h  th ng cô đ c vì đ  tài c a em làm là cô đ c NaOH.

ồ ủ ề

ộ ầ ộ ẫ ng d n nhi Ị ườ ự ướ Ế

Ự Ẩ

ồ ả ơ ế ữ Ế Ị

ớ ộ Ế ế Ị

ồ ế   ầ ệ ệ ủ t tình c a th y Ti n Ti n       Sau 12 tu n làm vi c c a môn đ  án và s  h Ệ   Ạ Ọ Nam   thu c   b   môn   QUÁ   TRÌNH   VÀ   THI T   B   tr ng   Đ I   H C   CÔNG   NGHI P TH C PH M TPHCM, chúng em đã đi đ n ngày hôm nay đã hoàn thành môn đ  án môn   ầ   ọ h c “QUÁ TRÌNH VÀ THI T B ” v i nh ng gì đã qua em xin chân thành c m  n th y ạ   ầ ề Ti n Ti n Nam, các th y cô trong b  môn “QUÁ TRÌNH VÀ THI T B ” và các b n chung khóa đã giúp em hoàn thành môn đ  án này.

ồ ủ ế ế ầ ớ

ề ỉ ẫ ừ ầ ỏ c s  đóng góp ý ki n , ch  d n t

ộ ề ạ        Vì đ  án này là m t đ  tài l n đ u tiên c a em, đi u thi u xót và h n ch  là không   ể ủ   ạ ế ượ ự ể th  tránh kh i. Mong đ  các th y và b n bè đ  c ng ứ ế ố c  thêm ki n th c chuyên môn.

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 3

ả ơ Em xin chân thành c m  n.

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Ổ Ầ Ặ Ề PH N 1: T NG QUAN V  CÔ Đ C

ồ

ụ ể ặ ồ ị ụ ủ ế ị ặ t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH. I Nhi m V  C a Đ  Án ­ Thi ệ ế ế t k  thi

­ N ng đ  d ch ban đ u 10%

ộ ị ầ ồ

ẩ ồ ộ ả ­ N ng đ  s n ph m 20%

­ Áp su t chân không cô đ c 0,65at

ặ ấ

­ Nhi

0C (ch n)ọ

ệ ộ ầ ủ ệ t đ  đ u c a nguyên li u: 30

II Giới Thiệu V  ề Nguyên Li uệ

Natri hydroxid NaOH nguyên  chất là  chất  rắn  màu trắng,  có dạng tinh th ,ể   kh iố

o C  và  sôi  ở  1388 C  dưới  áp  su tấ   khí  quyển.

o lượng  riêng 2,13  g/ml,  nóng  chảy ở  318 o tố   trong nước  (1110  g/l ở 20 C)  và sự hoà tan toả nhi

tệ   mạnh.  NaOH ít  tan  NaOH  tan  t hơn  trong  các  dung  môi h uữ   cơ  như  methanol,  ethanol…  NaOH  rắn  và  dung  d chị    ừ không khí nên chúng cần được ch aứ  trong các thùng kín. NaOH  đều  dễ  hấp  thụ  CO2 t

Dung d ch

ị NaOH là m tộ  base mạnh, có tính ăn da và có khả năng ăn mòn cao. Vì  ến vi cệ  ăn mòn thiết bị và đảm bảo an toàn lao động trong quá trình  ư

vậy, ta c n ầ l u ý đ sản xuất NaOH.

ạ Ngành công nghi pệ  sản xuất NaOH là một trong những ngành sản xuất hoá chất  cơ bản và lâu năm. Nó đóng vai trò to lớn trong sự phát tri nể  c aủ  các ngành công nghi pệ   khác như dệt, tổng hợp tơ nhân t o, l c ọ  hoá dầu, s nả  xuất phèn…

Tr cướ   đây trong  công  nghiệp,  NaOH  được  sản  xuất  bằng  cách  cho Ca(OH) tác 2

dụng với dung d chị Na2CO2 loãng và nóng Ngày nay, người ta dùng phương pháp hi nệ .

ệ ân  dung  dịch  NaCl  bão  hoà.  Tuy nhiên,  dung  d chị

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 4

sản  phẩm  thu  được  đại  là  đi n ph thường có nồng đ  rộ ất loãng, gây khó khăn trong việc vận chuyển đi xa. Để thu nậ  tiện  cho  chuyên  chở  và  s  dử ụng,  người  ta  phải  cô đặc  dung  dịch  NaOH đến  m t nộ ồng  độ  nhất định theo yêu cầu.

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

III Khái Quát V  ề Cô Đ cặ

1. Đ nh Nghĩa

ị

g mồ  2 hai nhi uề  cấu t .ử  Quá trình cô đặc c aủ  dung d chị

Cô  đặc  là  phương  pháp  dùng  để  nâng  cao  nồng  độ  các  chất  hoà  tan  trong  dung   lỏng – rắn hay lỏng – lỏng  d chị có chênh lệch nhi tệ  độ sôi rất cao thường đư cợ  tiến hành bằng cách tách m tộ  phần dung  môi (cấu tử dễ  bay hơi hơn); đó là các quá trình vật lý – hoá lý. Tuỳ theo tính chất c aủ   cấu tử khó bay hơi (hay không bay hơi trong quá trình đó), ta có thể tách m tộ  phần dung  môi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp nhi tệ  đ  (ộ đun nóng) hoặc phương pháp  làm lạnh kết tinh.

ươ

ạ

ặ ng Pháp Cô Đ c t (đun nóng):  dung môi chuy n t ấ ệ ầ ủ ỏ ấ ủ ụ ụ ể ừ ạ    tr ng thái l ng sang tr ng thái ặ   ằ t khi áp su t riêng ph n c a nó b ng áp su t tác d ng lên m t ệ ươ ng pháp nhi i tác d ng c a nhi

2. Các Ph Ph ơ ướ h i d thoáng ch t l ng.

ấ ỏ

ạ ươ ộ ng pháp l nh:

ộ ấ ử ẽ ể ứ ế ườ ệ ộ ế t; th

ặ

Ph t đ  đ n m t m c nào đó, m t c u t ế ể ủ ơ ướ ạ i d ng tinh th  c a đ n ch t tinh khi ấ ấ ấ ế ạ ả ở ạ ấ  s  tách khi h  th p nhi   ồ   ấ ng là k t tinh dung môi đ  tăng n ng ra d ụ ấ ấ ử ỳ ộ    và áp su t bên ngoài tác d ng lên m t thoáng mà quá đ  ch t tan. Tu  tính ch t c u t ả ệ ộ  nhi trình k t tinh đó x y ra t đ  cao hay th p và đôi khi ta ph i dùng máy l nh.

Ứ ụ ng D ng

3. ­ Dùng trong s n xu t th c ph m: dung d ch đ

ự ẩ ả ấ ị ườ ị ướ ng, mì chín, các dung d ch n c trái

cây

­ Dùng trong s n xu t hóa ch t: NaOH, NaCl, CaCl

ấ ả ấ ố 2, các mu i vô cô...

1.1.

ế ị ặ IV Thi t B  Cô Đ c

(cid:0) Phân Lo i ạ ạ ấ Theo C u T o

ị ố ư ự ế ị ự t b  cô đ c nhóm này có th

ầ  nhiên (tu n hoàn t ả nhiên). Thi ả ự ầ ặ ễ ấ ộ ớ

ệ ồ ể  Nhóm 1: dung d ch đ i l u t ặ ề ặ   ị cô đ c dung d ch khá loãng, đ  nh t th p, đ m b o s  tu n hoàn d  dàng qua b  m t ề truy n nhi t. Bao g m:

(cid:0) ụ ầ ặ ồ ố ồ ồ ố ố Có bu ng đ t trong (đ ng tr c bu ng b c),  ng tu n hoàn trong ho c ngoài.

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 5

(cid:0) ụ ồ ố ồ ồ ố Có bu ng đ t ngoài (không đ ng tr c bu ng b c)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ố ư ưỡ ưỡ

ơ ế ị ạ ề ặ ặ ề ừ

ậ ố ườ ượ ị ng h  s  truy n nhi t b  cô đ c nhóm này ệ Ư   t.  u i b  m t truy n nhi ặ ệ   ị c cho các dung d ch khá đ c s t,

ứ ầ ng b c). Thi ng b c (tu n hoàn c ế  1,5 m/s đ n 3,5 m/s t t k, dùng đ ề ệ ề ặ ệ ả ặ ớ ồ ứ ị Nhóm 2: dung d ch đ i l u c ể ạ dùng b m đ  t o v n t c dung d ch t ệ ố ề ể đi m chính là tăng c ế ộ đ  nh t cao, gi m bám c n, k t tinh trên b  m t truy n nhi t. Bao g m:

(cid:0) ầ ồ ố ố Có bu ng đ t trong,  ng tu n hoàn ngoài.

(cid:0) ầ ồ ố ố Có bu ng đ t ngoài,  ng tu n hoàn ngoài.

ị ế ị ỉ

ệ ặ t m t l n (xuôi hay ng

ỏ ề ộ ố ệ t b  cô đ c nhóm này ch  cho phép dung ự ượ ộ ầ   c) đ  tránh s  tác ợ   ặ ầ t thích h p

ể ạ ệ ộ t đ  lâu làm bi n ch t m t s  thành ph n c a dung d ch. Đ c bi ị ề ặ ấ ư ướ ủ ả ị ồ ế ẩ ự ả Nhóm 3: dung d ch ch y thành màng m ng. Thi ả ị d ch ch y d ng màng qua b  m t truy n nhi ụ d ng nhi cho các dung d ch th c ph m nh  n c trái cây, hoa qu  ép. Bao g m:

(cid:0) ả ượ ồ ố ị ị Màng dung d ch ch y ng c, có bu ng đ t trong hay ngoài: dung d ch sôi

ọ ỡ ạ t o b t khó v .

(cid:0) ả ồ ố ị Màng dung d ch ch y xuôi, có bu ng đ t trong hay ngoài: dung d ch sôi ít

ọ ị ọ ễ ỡ ạ t o b t và b t d  v .

(cid:0) ươ ứ ự ệ Theo ph ng th c th c hi n quá trình

ấ ặ ổ t b  h ): nhi ng (thi

ế ị ở ị ườ ặ ấ t đ  sôi và áp su t không đ i; th ằ ị ố ị ườ   ng ạ    m c dung d ch c  đ nh, nh m đ t

­ Cô đ c áp su t th ượ c dùng trong cô đ c dung d ch liên t c đ  gi đ ờ năng su t c c đ i và th i gian cô đ c ng n nh t.

ệ ộ ể ữ ứ ấ ấ ự ạ ụ ắ ặ

­ Cô đ c áp su t chân không: dung d ch có nhi

ặ ấ ị ệ ộ ấ ở ấ t đ  sôi th p áp su t chân không.

­ Dung d ch tu n hoàn t

ầ ị ố ạ ặ ụ ự ễ ơ t, ít t o c n và s  bay h i dung môi di n ra liên t c.

ồ ặ ề ố ồ

ơ ố ể ự

ể ử ụ ố ợ ệ ặ ươ ụ ơ ứ t có th  s  d ng h i th  cho m c đích khác đ ơ ệ ng pháp; đ c bi

ớ   ệ ế ụ ­ Cô đ c nhi u n i: m c đích chính là ti t ki m h i đ t. S  n i không nên quá l n ả ườ ả ế ệ i ta có th  cô chân không, cô áp l c hay vì nó làm gi m hi u qu  ti   t ki m h i. Ng ả ể  ph i h p c  hai ph ả ệ nâng cao hi u qu  kinh t ế .

ế ể ượ ạ ề t h n cô đ c gián đo n. Có th  đ c đi u khi n t ể ự

ả ố ơ ế ủ ặ ư ư ệ ả ặ ụ ­ Cô đ c liên t c: cho k t qu  t ậ ộ đ ng nh ng hi n ch a có c m bi n đ  tin c y.

ố ớ ế ị ề ể ỗ ồ ố ồ t b , ta đ u có th  thi

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 6

ệ ầ ậ ỹ ố   ế ế t k  bu ng đ t trong, bu ng đ t ­ Đ i v i m i nhóm thi ấ ủ   ề ỳ ố ặ ngoài, có ho c không có  ng tu n hoàn. Tu  theo đi u ki n k  thu t và tính ch t c a

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ế ộ ụ ể ặ ở ấ ấ ườ áp su t chân không, áp su t th ặ   ng ho c

ị dung d ch, ta có th  áp d ng ch  đ  cô đ c  ấ ư áp su t d .

ố ệ ụ ặ 1.2. H  Th ng Cô Đ c Chân Không Liên T c

1.3.

ế ị ế Các Thi t B  Và Chi Ti ặ t Trong Cô Đ c

ế ị Thi t b  chính:

­

Ố ệ ậ ệ ố ng nh p li u,  ng tháo li u

­

Ố ề ầ ố ng tu n hoàn,  ng truy n nhi ệ t

ắ ố ố ồ ồ ­ Bu ng đ t, bu ng b c, đáy, n p

­ Các  ng d n: h i đ t, h i th , n

ơ ố ứ ướ ẫ ơ ố ư ư c ng ng, khí không ng ng

Thi ế ị ụ t b  ph :

­

ể ứ ệ B  ch a nguyên li u

­

ể ứ ả ẩ B  ch a s n ph m

­

ồ ị B n cao v

­

ư ượ ế L u l ng k

­

ế ị Thi t b  gia nhi ệ t

­

ế ị ư ụ Thi t b  ng ng t baromet

­

ơ ồ ị ệ B m nguyên li u vào b n cao v

­

ơ ệ B m tháo li u

­

ướ ế ị ư ụ ơ B m n c vào thi t b  ng ng t

­

­

ơ B m chân không

Các van

­

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 7

ế ị ệ ộ ấ Thi t b  đo nhi t đ , áp su t…

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Ế PH N 2: THUY T TRÌNH QUY TRÌNH CÔNG NGH

Ầ ầ ị ồ ừ ể ứ

ả ộ ị ị ư ượ Ệ  b  ch a nguyên ế ồ ng k  r i đi vào

ổ ố

ồ ượ t và đ ệ t là thi ề ố ệ ượ ơ ệ ế ị t b  gia nhi ế ị t b  gia nhi ồ ệ ạ ỉ c gi

ơ ướ ỉ ố ụ ặ ứ ầ ố c b  trí theo đ nh hình tam giác đ u. Các đ u  ng đ ồ c hàn dính vào thân. Ngu n nhi

ề t là h i n ở ỉ ố ố ặ ấ ỏ ị

ụ ị ệ i lên  t cho dung d ch đ  nâng nhi

ủ ố ị ệ ộ

ệ ẽ ướ ỏ ơ ướ ệ ị ệ ộ t đ  sôi. t d ng  ng chùm: thân hình tr , đ t đ ng, bên   ữ  ượ c bão hoà có áp   ơ ướ   ố c  bên trong  ng. H i n ệ ộ  ể t đ ế ị ả t b  cô t s  ch y vào thi   ẫ   ố c l ng và theo  ng d n

ư ẫ ệ Nguyên li u ban đ u là dung d ch NaOH có n ng đ  10%. Dung d ch t ị ừ ồ c b m lên b n cao v . T  b n cao v , dung d ch ch y qua l u l li u đ ế c đun nóng đ n nhi thi ế ị t b  trao đ i nhi Thi ỏ ượ ố trong g m nhi u  ng nh  đ ượ ch t trên v   ng và v   ng đ ừ ướ su t 4 at đi bên ngoài  ng (phía v ). Dung d ch đi t  d ư ệ ấ ề ặ  trên b  m t ngoài c a  ng và c p nhi bão hoà ng ng t ượ ị ủ c gia nhi c a dung d ch lên nhi t đ  sôi. Dung d ch sau khi đ ụ ư ặ ể ự c ng ng t  thành n đ c đ  th c hi n quá trình b c h i. H i n ướ n c ng ng qua b y h i ch y ra ngoài. (cid:0)

ố ơ ơ ả ệ ủ ồ ồ ố ầ ệ ề Nguyên lý làm vi c c a n i cô đ c: ướ ủ ộ ố

ố ế ị i c a thi ị ặ ồ t b  là bu ng đ t, g m có các  ng truy n nhi ơ ố ố ơ ướ

ị ố ố ệ ụ bên ngoài  ng và truy n nhi

ị ố ộ ơ ố ố

ơ ấ ề ề ừ ầ trên xu ng và nh n nhi ụ ơ t và m t  ng tu n hoàn ả c bão hoà) đi trong kho ng không t cho dung d ch đang ệ ậ ố t do ư  theo

ẫ ư ẫ ướ ụ  cung c p đ  sôi, làm hoá h i m t ph n dung môi. H i ng ng t ư ầ Ph n d trung tâm. Dung d ch đi trong  ng còn h i đ t (h i n ư gian ngoài  ng. H i đ t ng ng t ể chuy n đ ng trong  ng. Dung d ch đi trong  ng theo chi u t ơ ố ể h i đ t ng ng t ố ng d n n ộ c ng ng qua b y h i đ  ch y ra ngoài. (cid:0) ầ ắ ạ ộ

ị ố ệ ệ t b  làm vi c, dung d ch trong  ng truy n nhi

ả ng riêng gi m đi và b  đ y t

ộ ơ ợ ỏ ố ớ ố ớ ề ị ẩ ừ ướ  d ị ề ặ ề

ơ ạ ệ ề ơ ố

t nên l ủ ỗ ề ầ

ơ ở ố ướ ế ố

ớ ở ố   ng truy n nhi   ng tu n hoàn l n h n so v i  ầ ộ ể i. K t qu  là có dòng chuy n đ ng tu n hoàn t ố ế ị ừ ướ ả ề ừ ệ ố ố ơ   ỗ t sôi t o thành h n h p l ng – h i ầ   i lên trên mi ng  ng. Đ i v i  ng tu n ố   ơ t l n h n so v i trong  ng ố   ệ ớ t l n h n. Vì lý do trên, kh i ệ   ơ t ự  ầ    trên xu ng trong  ng tu n i lên trong  ng truy n nhi t và t

ơ

ố ể ậ ọ ỏ ơ ỏ ữ ộ t đ  tách nh ng gi

ơ

ị ẩ

ố ướ ặ ượ ơ ứ ơ ủ ồ

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 8

ọ ỏ ị ờ ơ ế ị ư ụ ể ế ị ự ư ụ ư ạ ấ ơ ể ả ủ ố Nguyên t c ho t đ ng c a  ng tu n hoàn trung tâm: ạ ế ị Khi thi ố ệ ố ượ có kh i l ị ệ ớ ể hoàn, th  tích dung d ch theo m t đ n v  b  m t truy n nhi ề ượ ng h i t o ra trong  ng truy n nhi truy n nhi ớ ợ ỏ ượ ng riêng c a h n h p l ng – h i  l ẩ ượ ợ ỗ và h n h p này đ c đ y xu ng d nhiên trong thi  d t b : t hoàn. ứ   ợ ỏ ỗ ế ị ầ ồ t b  là bu ng b c đ  tách h n h p l ng – h i thành 2 dòng. H i th  đi Ph n phía trên thi ọ ể ố ồ ế   t l ng ra kh i dòng. lên phía trên bu ng b c, đ n b  ph n tách gi ạ ượ ư ứ ế ụ ả i đ i còn h i th  ti p t c đi lên. Dung d ch còn l Gi t l ng ch y xu ng d c hoàn l u. ẩ   ể ứ ả ả ố c b m ra ngoài theo  ng tháo s n ph m vào b  ch a s n ph m Dung d ch sau cô đ c đ ố ừ    phía trên c a bu ng b c đi vào nh  b m ly tâm. H i th  và khí không ng ng thoát ra t ướ ượ   ế c đ c thi ki u tr c ti p). Ch t làm l nh là n baromet (thi t b  ng ng t t b  ng ng t

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ủ ướ c d n vào ngăn d

ơ ả ẫ ụ ặ ướ i cùng c a thi ả

ố ẫ ố ậ

ứ

ấ ơ ụ ả ư ậ

ị

ặ ở ộ ầ ứ ượ ơ ế ị   t b . ồ   ệ ể ư t đ  ng ng t i nhi  thành l ng và cùng ch y xu ng b n ộ ượ ế ụ ư   c d n qua b  ph n tách ể ỏ ụ    thành l ng thì th  tích c b m chân không hút ra ngoài. Khi h i th  ng ng t ế ị ư ụ ế ị ư    baromet t b  ng ng t  gi m. Vì v y, thi ế ị ệ ố t b  làm t b   n đ nh chân không, duy trì áp su t chân không trong h  th ng. Thi   ư   ế ể ướ ả ượ ắ c ng ng t đ  n  áp su t chân không nên nó ph i đ đ  cao c n thi

ơ

ọ ỏ ữ ố ị t l ng b  lôi cu n theo dòng

ấ ể ự ả ọ t có m t vách ngăn v i nhi m v  tách nh ng gi ư

t b  ng ng t ấ c l p đ t  ầ ể  ch y ra ngoài khí quy n mà không c n b m. ụ ư c ng ng. ư ườ ể ơ

ụ ề ấ quá nhi u, làm tăng áp su t trong thi ợ ng h p khí ế ị t b  và

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 9

ơ b m vào ngăn trên cùng còn dòng h i th  đ ỏ ứ Dòng h i th  đi lên g p n c gi ứ ch a qua  ng baromet. Khí không ng ng ti p t c đi lên trên, đ ơ ọ ồ ượ t r i đ gi ả ủ ơ c a h i gi m làm áp su t trong thi ế ị ổ là thi ệ ở vi c  có th  t ộ ớ ệ Bình tách gi ứ ướ ể ư ề ồ khí không ng ng đ  đ a v  b n ch a n ụ ệ B m chân không có nhi m v  hút khí không ng ng ra ngoài đ  tránh tr ư ế ị ư t b  ng ng t  trong thi không ng ng tích t ặ ồ ượ ướ c vào n i cô đ c. n ụ ể ả c có th  ch y ng

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Ế Ị Ầ Ế Ế PH N 3: TÍNH TOÁN VÀ THI T K  THI T B  CHÍNH

ằ ấ ậ ượ I Cân B ng V t Ch t Và Năng L ng

ệ ồ ữ ệ ậ ộ N ng đ  nh p li u: x ầ 1. D  Ki n Ban Đ u  đ=10%

c=20%

ộ ả ẩ ồ N ng đ  s n ph m: x

(cid:0)

ck=0,65at

ấ Áp su t chân không P Pc=0,35

ệ ộ ầ ủ ệ Nhi t đ  đ u c a nguyên li u: ch n t ọ 0 =300C

ệ ằ ơ ướ Gia nhi t b ng h i n c bão hòa P=3at

ằ ậ

ệ ấ 2. Cân B ng V t Ch t  ậ ấ ượ đ) ng Nh p Li u (G Su t L

(cid:0)

ổ ượ ơ T ng L ứ ố ng H i Th  B c Lên (W)

(cid:0)

ổ ấ

3. T n Th t Nhi ấ ạ Ta có áp su t t

(cid:0) ế ị ư ụ ệ ộ t Đ   i thi t b  ng ng t là:   (at)

c = 72,050 C

ệ ộ ơ ế ị ư ụ Nhi ứ t đ  h i th  trong thi t b  ng ng t là t

(cid:0) ổ ấ ứ ườ ẫ ừ ố ế ồ ng  ng d n t ố  bu ng b c đ n thi ế ị  t b

là t n th t nhi ọ (cid:0) ụ . Ch n ư ng ng t ệ ộ ủ ơ t đ  c a h i th  trên đ ’’’=10C

(cid:0) Nhi

ệ ộ ủ ạ ấ ồ ố t đ  sôi c a dung môi t i áp su t bu ng b c:

’’’

(cid:0)

’’’+ tc = 1 +72,05 =73,050 C

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 10

tsdm(P0) – tc= (cid:0) tsdm(P0)= (cid:0)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

(cid:0)

(cid:0) Áp su t bu ng b c tra [1], trang 312  ố

0 C

ấ ồ ở ệ ộ nhi t đ  73,05 P0=0,364 (at)

3. 1 T n Th t Nhi

’)

(cid:0) ổ ấ ệ ộ ộ ồ t Đ  Do N ng Đ  Tăng (

’ = (cid:0)

(cid:0) ’o

’

Trong đó:

o­  t n th t nhi

(cid:0) (cid:0) ấ ổ ấ ườ ệ ộ ở t đ áp su t th ng

x = 20%  (cid:0)

(cid:0) ệ ố ệ ấ ỉ ể f – h  s  hi u ch nh do khác áp su t khí quy n

Trong đó:

­

sdm(P0) = 73,05oC)

ệ ộ ủ ở ấ t ­ nhi t đ  sôi c a dung môi áp su t đã cho (t

­

ệ ơ ủ ấ ở ệ ấ ẩ r ­  n nhi t hoá h i c a dung môi nguyên ch t áp su t làm vi c.

r = 2325,61 kJ/kg.

(cid:0)

(cid:0)

’ + tsdm = 6,84 + 73,05 = 79,89o C

(cid:0) tsdd(P0) = (cid:0)

’’)

(cid:0) ổ ấ

3. 2 T n Th t Nhi ệ G i chênh l ch áp su t t

2), ta có:

D = P

.

(

.

)

g H at op

1 r . 2 s

ệ ộ ấ ừ ề ặ ấ t Đ  Do Áp Su t Th y Tĩnh ( ữ ố ọ ị ủ ế  b  m t dung d ch đ n gi a  ng là ΔP (N/m

Trong đó:

(cid:0) ố ượ ủ ọ ị (cid:0) s – kh i l ng riêng trung bình c a dung d ch khi sôi b t; kg/m3

(cid:0) s = 0,5.(cid:0) dd

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 11

(cid:0) ố ượ ự ủ ọ ơ ặ ị (cid:0) dd  – kh i l ng riêng th c c a dung d ch đ c không có b t h i; kg/m3

ế ế

ụ ể

ế ị

ặ

ồ

ị

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ặ Thi  sả ử :  tsdd(P+(cid:0) P)=800 C, C% = xc = 20 %, ta có (cid:0) dd  = 1188 kg/m3

Gi

(cid:0) (cid:0) s = 0,5.1188=594 kg/m3

(cid:0) Hop : Chi u cao thích h p c a dung d ch sôi tính theo kính quan sát m c ch t l ng;

ợ ủ ấ ỏ ự ề ị

m

Hop = [0,26 + 0,0014.(ρdd – ρdm)].h0

0 = 1,5 m (b ng VI.6, trang 80, [2])

ề ề ố ọ ệ ả Ch n chi u cao  ng truy n nhi t là h

0C.

ố ượ ủ ạ ệ ộ ủ ị ρdm – kh i l ng riêng c a dung môi t i nhi t đ  sôi c a dung d ch 80

ả Tra b ng I.249, trang 311, [1], ρdm = 971,8 kg/m3

⇒ Hop = [0,26 + 0,0014.(1188 – 971,8)].1,5 = 0,84402 (m)

D = P at .594.9,81. 0,0251( ) 1 2 0,84402 = 4 9,81.10

⇒ Ptb = P0 + ΔP =0,364 + 0,0251 = 0,3891 (at)

tb = 0,3891 (at) (cid:0)

ả Tra b ng I.251, trang 314, [1], P tsdm(Ptb) = 74,660C

Ta có:

Δ’’ = tsdm(P0 + ΔP) – tsdm(P0) (trang 108, [3])

(cid:0) Δ’’ = 74,66 –73,05 = 1,61oC

ặ M t khác : Δ ’’ =tsdd(P0 + ΔP) – tsdd(P0)

’’ = 79,89 + 1,61 = 81,5oC

(cid:0) tsdd(P0 + (cid:0) P) = tsdd(P0) + (cid:0)

ố ượ ấ Sai s  1,875% đ ậ c ch p nh n. V y t ậ sdd(Ptb) = 81,5oC

ả ẩ ượ ấ ạ S n ph m đ c l y ra t i đáy

(cid:0) tsdd(P0 + 2(cid:0) P) = 79,89 + 2x1,61 =83,11oC

ấ ổ ổ T ng t n th t nhi ệ t

’ + (cid:0)

’’ + (cid:0)

’’’ =6,84+ 1,61 + 1 = 9,45oC

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 12

(cid:0) (cid:0) = (cid:0)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

D=132,90C (b ng I.251, trang 315,

ệ ằ ơ ướ ấ ơ ố ả t b ng h i n c bão hòa, áp su t h i đ t là 3at, t

Gia nhi ổ s  tay 1)

ệ ộ ữ ệ Chênh l ch nhi t đ  h u ích:

(cid:0) (cid:0) thi = tD – (tc + (cid:0) ) = 132,9 – (72,05 + 9,45) = 51,4 oC

Thông số ồ ộ ầ N ng đ  đ u ộ ố ồ N ng đ  cu i ệ ậ ấ Năng su t nh p li u ệ ấ Năng su t tháo li u Đ n vơ ị %wt %wt kg/h kg/h Giá trị 10 20 1200 600

Ứ

ng Su t l

ấ ượ Áp su tấ t đệ ộ Nhi Enthalpy ệ Ẩ n nhi ơ t hóa h i kg/h at 0C kJ/kg kJ/kg 600 0,364 73,05 2627,68 2325,76

ụ Ẩ Áp su tấ t đệ ộ Nhi ư ệ t ng ng t n nhi Ký hi uệ xđ xc Gđ Gc H I THƠ W P0 tsdm(P0) iW rW Ơ Ố H I Đ T PW td rD at 0C kJ/kg 3 132,9 2171

Ệ Ộ Ổ

0C 0C at 0C 0C 0C 0C 0C 0C

T N TH T NHI T Đ ị ở 0 ủ ệ ộ  P t đ  sôi c a dung d ch  Nhi ấ ộ ồ ệ ộ ổ T n th t nhi t đ  do n ng đ ấ Áp su t trung bình ủ ệ ộ ở tb Nhi t đ  sôi c a dung môi   P ệ ộ ấ ổ ỷ ộ T n th t nhi t đ  do c t thu  tĩnh ủ ệ ộ ị ở tb t đ  sôi c a dung d ch  Nhi  P ệ ộ ấ ổ ố ườ t đ  trên đ T n th t nhi ng  ng ấ ệ ộ ổ ổ t đ T ng t n th t nhi ệ ộ ữ ệ Chênh l ch nhi t đ  h u ích Ấ tsdd(Po) Δ’ Ptb tsdm(Ptb) Δ’’ tsdd(Ptb) Δ’’’ ΔΣ Δthi 79,89 6,84 0,3891 74,66 1,61 83,11 1 9,45 51,4

4. 1 Cân B ng Nhi ơ ố

ượ ằ 4. Cân B ng Năng L ng

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 13

ượ ọ ằ ệ ượ ng  t L ồ ng h i đ t vào n i , kg/s G i : D: l

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ệ ủ ơ ố I: hàm nhi t c a h i đ t, J/kg

oC

ệ ộ ầ ị tđ, tc: nhi ố ủ t đ  đ u và cu i c a dung d ch,

ư ư ằ (cid:0) (= tD): nhi ệ ộ ủ ướ t đ  c a n c ng ng, coi nhi ệ ộ ướ t đ  n c ng ng b ng nhi ệ ộ ơ ố t đ  h i đ t

ệ ủ ầ ố ị ướ Cd, Cc, Cn: nhi t dung riêng c a dung d ch đ u, cu i và n ư c ng ng

ệ ủ ơ ứ i: hàm nhi t c a h i th  J/kg

ệ Dòng  nhi t  vào:

đcđtđ

ầ ị  Do dung d ch đ u: G

 Do h i đ t: D.I  ơ ố

ệ Dòng  nhi t  ra :

ccctc

ả  Do s n ph m mang ra: G ẩ

ơ ứ  Do h i th  mang ra: Wi

 Do n

ướ Dcn(cid:0) ư c ng ng:

 Nhi

ệ ộ ặ Qcd t đ  cô đ c:

 Nhi

ệ ổ ấ Qtt t t n th t:

ệ ộ ủ ướ ế ị ệ Nhi ị t đ  c a dung d ch NaOH 10 % tr c và sau khi đi qua thi t b  gia nhi t :

(cid:0) tvào = 30oC

(cid:0) tra = tsdm (Po) = 79,89oC

đ = 79,89oC

ệ ộ ủ ị ế ị ặ ⇒ Nhi t đ  c a dung d ch NaOH 10 % đi vào thi t b  cô đ c là t

ệ ộ ủ ị ở ế ị ặ ⇒ Nhi t đ  c a dung d ch NaOH 20 % đi ra đáy thi t b  cô đ c là:

ứ tc= tsdd(P0) + 2Δ’’ = 79,89+ 2.1,61 = 83,11oC (công th c 2.15, trang 107, [3])

ệ ủ ị Nhi t  dung  riêng c a dung d ch NaOH:

ệ ủ ị ở ồ ượ Nhi t dung riêng c a dung d ch NaOH ộ  các n ng đ  khác nhau đ ứ c tính theo công th c

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 14

(I.43) và (I.44), trang 152, [1]:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

(cid:0) x = 10 % (x < 0,2):

(cid:0) Cđ = 4186.(1 ­ x) = 4186.(1 ­ 0,1) = 3767,4 (J/kg.K)

(cid:0) x = 20 % (x = 0,2):

(cid:0) Cc = xcht +4186(1­x) =1310,75.0,2 + 4186(1­0,2)= 3610,95 [J/(kg.K)]

ượ ứ ả ủ t dung riêng c a NaOH khan, đ c tính theo công th c (I.41) và b ng I.141,

+

+

+

+

c

c

.1

.1

.1

Na

H

=

=

=

1310,75

c ct

c O M

26000.1 16800.1 9630.1 40

ct

ệ V i cớ ct  là nhi trang 152, [1]:

4. 2 Ph

ươ ằ ệ ng Trình Cân B ng Nhi t

GđCđtđ + DI + (cid:0) DCntD = Wi + GcCctc + DCn(cid:0) + Qc + Qtt

ờ ộ ượ ướ ư ị c bão hoà, bao gi cũng có m t l ng n ả   ố c đã ng ng b  cu n theo kho ng

Trong h i n φ ủ ơ ơ ướ ộ ẩ  = 0,05 (đ   m c a h i).

D = D(1­(cid:0) )(I­Cn(cid:0) ) (W)

ơ ướ ấ (cid:0) Nhi ệ ượ t l ng do h i n c bão hòa cung c p là: Q

ướ ư ả ệ ộ ủ ơ ố ạ ệ ộ ằ N c ng ng ch y ra có nhi t đ  c a h i đ t vào (không có quá l nh sau

n(cid:0)

ư ệ ụ ủ ơ ố t đ  b ng nhi ẩ khi ng ng) thì  I­C = rD= 2171000(J/kg) ( n nhi ư t ng ng t c a h i đ t)

GđCđtđ + D(1­(cid:0) )( I­Cn(cid:0) ) = Wi + GcCctc + Qtt

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 15

Thay Qtt =  Qε D = 0,05QD , QD = D(1­(cid:0) )(I­Cn(cid:0) ), GcCctc = (Gđ – W) Cctc

ế ế

ế ị

ồ

ụ ể

ặ

ặ

ị

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Thi  D(1­(cid:0) )(1­(cid:0) )(I­Cn(cid:0) ) = Gđ(Cđtđ –Cctc) + W(i –Cctc)

(cid:0)

(cid:0)

(kg/s)

ơ ố ấ Nhi ệ ượ t l ng do h i đ t cung c p:

QD = D(1­(cid:0) )rD =0,2(1­0,05)2171.103 = 412490 (W)

tt = 0,05QD =20624,5 (W)

ệ ổ ấ Nhi t t n th t: Q

ượ ơ ố ố L ng h i đ t tiêu t n riêng:

ơ ố ơ ứ  (kg h i đ t/ kgh i th )

Thông số ồ ệ ộ Nhi ố t đ  vào bu ng b c Ký hi uệ tđ Đ n vơ ị 0C Giá trị 79,89

0C

ệ ộ ở Nhi t đ  ra ố ồ  đáy bu ng đ t tc 83,11

ệ ị Nhi t dung riêng dung d ch 10% cđ J/(kg.K) 3767,4

ệ ị Nhi t dung riêng dung d ch 20% cc J/(kg.K) 3610,95

ệ ổ Nhi ấ t t n th t Qtt W 20624,5

ơ ố ấ Nhi ệ ượ t l ng do h i đ t cung c p QD W 412490

ượ ơ ố ể ế L ng h i đ t bi u ki n D kg/s 0,2

ượ ơ ố ố L ng h i đ t tiêu t n riêng d kg/kg 1,2

ế ế ị II. Thi ế t K  Thi t B  Chính

1. Tính Toán Truy n Nhi

=

a

2,04.

A .

1

ề ệ ế ị ặ t Cho Thi

t B  Cô Đ c  0,25 � � r �D� � H t . � 1

Trong đó:

2.K)

(cid:0) ư ơ (cid:0) 1: h  s  c p nhi ệ ệ ố ấ t phía h i ng ng; W/(m

(cid:0) ệ ở ấ ẩ r :  n nhi ư t ng ng t ụ ủ ơ ướ  c a h i n c bão hoà áp su t 3 at (2171 kJ/kg)

(cid:0) H : chi u cao  ng truy n nhi

0 = 1,5 m)

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 16

ề ề ố ệ t (H = h

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

(cid:0) A : h  s , đ i v i n

m:

ệ ố ố ớ ướ ụ ộ ệ ộ ướ c thì ph  thu c vào nhi t đ  màng n ư c ng ng t

v1=128,1oC

(cid:0) ề ầ ặ ọ ệ ộ Sau nhi u l n tính l p ta ch n nhi t đ  vách ngoài t

(cid:0)

ở Tra A [9], trang 40:

tm; 0C 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

A 104 120 139 155 169 179 188 194 197 199 199

ả ộ ượ Tra b ng và n i suy ta đ c: A= 191,15

(cid:0) (cid:0) t1 = tD – tv1 = 132,9 – 128,1 = 4,8 oC

(cid:0) (W/m2K)

ư ơ Nhi ệ ả t t i riêng phía h i ng ng

1.(cid:0)

(cid:0) q1 = (cid:0) t1 = 9137,6875.4,8= 43860,9 (W/m2K)

a

.

=� q v

n

Ta có công th c: ứ

� �D W t � � v ; � �� � � �� � 2 m r � � v

(cid:0)

2.K/W

ở Trong đó:  rΣ v – t ng tr  vách; m ổ

(m2/KW)

V i:ớ

+  ­ nhi

ơ ướ ủ ố ỏ ướ ư t tr  phía h i n c do vách ngoài c a  ng có màng m ng n ả   c ng ng (b ng

ệ ở 31, trang 29, [8]).

+ r2  = 0,387.10­3 m2.K/W – nhi

ệ ở ủ ố ị ớ ặ   t tr  phía dung d ch do vách trong c a  ng có l p c n

ả ẩ b n dày 0,5 mm (b ng V.1, trang 4, [2]).

+

ề ề ố δ  = 2 mm = 0,002 m – b  dày  ng truy n nhi ệ t

+

ả ớ ố   t c a  ng (tra b ng XII.7, trang 313, [2] v i  ng

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 17

ệ ố ẫ ỉ ằ λ  = 16,3 W/(m.K) – h  s  d n nhi ượ đ ệ ủ ố c làm b ng thép không g  OX18H10T)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

(cid:0) ệ ệ ộ ữ ườ Δtv = tv1 ­ tv2 ; K – chênh l ch nhi t đ  gi a 2 vách t ng.

v = q1 = q2.

ụ ự ề ặ ớ ệ ổ ị V i quá trình cô đ c chân không liên t c, s  truy n nhi t  n đ nh nên q

(cid:0) tv = qv(cid:0) rv= 43860,9.0,8545.10­3=37,48 oC

(cid:0) tv2= 90,62oC

0,565

dd

dm

dd

ụ ứ Áp d ng công th c (VI.27), trang 71, [2]:

n

2

dm

dm

dd

0,435 2 � � � � � � �� � � � � � � � �� � � � � � � � �� � �

=� a a . . . l l m . m c dd c dm � r � r � �

ặ ộ ị ướ ủ ọ (cid:0) n ệ ủ ướ t c a n c khi cô đ c theo n ng đ  dung d ch. Do n c sôi s i b t

ứ (cid:0) n­ h  s  c p nhi ệ ố ấ ượ nên đ ồ c tính theo công th c (V.91), trang 26, [2]:

n=0,145P0,5(cid:0)

(cid:0) t2,33

0 = 0,364 at = 35696,21 (N/m2)

ớ V i P= P

(cid:0) t2 = tv2 – tsdd(Po) = 90,62 – 80 = 10,62 oC

n = 0,145. 35696,210,5. 10,622,33 = 6738,28 (W/m2K)

(cid:0) (cid:0)

­

ệ cdd = 3610,95 J/(kg.K) ­ nhi ủ t dung riêng c a dung d ch ị ở sdd(Ptb)  t

­

ệ cdm= 4190,736 J/(kg.K) ­ nhi t dung riêng c a n ủ ướ ở sdm(Ptb) c t

­

(cid:0) ớ ủ ộ dd= 0,00127 Pa.s ­ đ  nh t c a dung d ch ị ở sdd(Ptb)  t

­

dm= 0,0003794 Pa.s ­ đ  nh t c a n

(cid:0) ộ ớ ủ ướ ở sdm(Ptb) c t

­

ố ượ (cid:0) dd= 1188 kg/m3 ­ kh i l ủ ng riêng c a dung d ch ị ở sdd(Ptb)  t

­

ố ượ (cid:0) dm= 975 kg/m3 ­ kh i l ng riêng c a n ủ ướ ở sdm(Ptb) c t

­

ệ ố ẫ ệ ủ λdd= 0,596W/(m.K) ­ h  s  d n nhi t c a dung d ch ị ở sdd(Ptb)  t

­

ệ ố ẫ λdm = 0,6708W/(m.K) ­ h  s  d n nhi ệ ủ ướ ở sdm(Ptb)  c t c a n t

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 18

trong đó:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

r

3

l

=

r AC

.

;

dd

W � � � � M m K . � �

ệ ố ụ ứ ộ ế ủ ấ ỏ ộ A – h  s  ph  thu c vào m c đ  liên k t c a ch t l ng.

­8

ố ớ ấ ỏ ế Đ i v i ch t l ng liên k t, A = 3,58.10

2O.

ố ượ ủ ỗ ợ ỏ ở ỗ M – kh i l ng mol c a h n h p l ng, ợ  đây là h n h p NaOH và H

M = a.MNaOH + (1 – a).MH2O = a.40 + (1 – a).18; kg/kmol

M=0,1011.40+0,8989.18=20,2242(đvC)

ượ ầ ị a đ ủ c xem là ph n mol c a dung d ch NaOH

c)

x c

M

=

=

=

a

0,1011

ộ ồ ị Xem n ng đ  NaOH trong dung d ch là 20% (x

x c

x c

M

NaOH 1 + M

0, 2 40 0, 2 1 0, 2 + 40

18

NaOH

H O 2

- -

(cid:0) W/(m.K)

(cid:0)

(W/m2K)

(cid:0) Nhi

ị ệ ả t t i riêng phía dung d ch:

2.(cid:0)

q2 = (cid:0) t2 =4121,42.10,62 = 43769,48(W/m2)

ố ươ Sai s  t ng đ i c a q ố ủ 2 so v i qớ 1:

ố ượ ậ ấ ố ượ ọ ợ nên sai s  đ c ch p nh n (các thông s  đã đ c ch n phù h p).

Nhi ệ ả t t i riêng trung bình:

ệ ố ề ệ ổ H  S  Truy n Nhi ặ t T ng Quát K Cho Quá Trình Cô Đ c

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 19

ượ ệ ố ấ ệ K đ c tính thông qua các h  s  c p nhi t:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ề ệ ệ ề ặ Di n Tích B  M t Truy n Nhi t.

Thông số

ư Nhi

ị

ư

ơ ng phía h i ng ng ng phía dung d ch sôi ơ ệ t phía h i ng ng t phía dung d ch sôi

ề ị ệ t

ệ ộ ườ t đ  t ệ ộ ườ t đ  t Nhi ệ ố ấ H  s  c p nhi ệ ệ ố ấ H  s  c p nhi ố ề B  dày  ng truy n nhi ệ ủ ậ ệ ệ ố ẫ ố H  s  d n nhi Giá trị 128,1 90,62 9137,6875 4126,19 0,002 16,3

t c a v t li u làm  ng ơ ướ c t tr  phía h i n ị t tr  phía dung d ch t t ng quát

Nhi Nhi ệ ố Nhi ệ ề ệ ở ệ ở ề ệ ổ H  s  truy n nhi ệ ả i riêng trung bình t t ề ặ Di n tích b  m t truy n nhi ệ t Ký hi uệ tv1 tv2 α1 α2 δ λ r1 r2 K qtb F Đ n vơ ị 0C 0C W/(m2.K) W/(m2.K) m W/(m.K) (m2.K)/W (m2.K)/W W/(m2.K) W/m2 m2 0,387.10­3 828,79 43815,19 9,683

2. Tính Kích Th

ướ ế ị ặ c Thi t B  Cô Đ c

2.1

ướ ồ Tính Kích Th ố c Bu ng Đ t

II.1.1 S   ng truy n nhi

=

n

p

F d l . .

ố ố ề ệ t

Trong đó:

ề ặ ề ệ F = 9,683m2 – di n tích b  m t truy n nhi ệ t

ủ ố ề ề l = 1,5 m – chi u dài c a  ng truy n nhi ệ t

ườ ủ ố ề d – đ ng kính c a  ng truy n nhi ệ t

t = 25 mm.

ọ Vì α1 > α2 nên ta ch n d = d

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 20

ố ố ề ệ S   ng truy n nhi t là:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ọ ố ố ụ ề ố ố ch n s   ng n = 91 và b  trí  ng theo hình l c giác đ u.

II.1.2 Đ ng Kính  ng Tu n Hoàn Trung Tâm(D

th)

ườ Ố ầ

ụ ứ Áp d ng công th c (III.26), trang 121, [6]: ;(m)

Ch n fọ t= 0,3FD v iớ  :

(cid:0) ft = 0,3.0,06 = 0,018 (m2)

(cid:0)

(cid:0)

th= 0,273 (m)= 273 mm theo tiêu chu n 290, [5]

ẩ Ch n Dọ

II.1.3 Đ ng Kính Bu ng Đ t (D

t)

ể ỏ Ki m tra:  (th a)

ố ầ ồ ố ố c b  trí theo hình lúc

2

F

b 0, 4.

=

+

m

,(

b d 2 .

2 ) ;

D t

D th

n

d . y

a .sin . n l .

ườ ế ị ố ặ t b  c  đ c có  ng tu n hoàn trung tâm và  ng đ t đ ườ ố ượ ồ ố ượ ố ứ ủ ng kính trong c a bu ng đ t đ ố ớ Đ i v i thi ề giác đ u, đ c tính theo công th c (III­52), trang 135,[4]:

Trong đó

β ệ ố ườ ị ừ ế ọ ­ h  s , th ng có giá tr  t 1,3 đ n 1,5. Ch n = 1,4.

ướ ố t – b c  ng; m

ườ ề dn = 0,029 m – đ ủ ố ng kính ngoài c a  ng truy n nhi ệ t

ψ ψ ệ ố ử ụ ỉ ố ườ ị ừ ế ọ – h  s  s  d ng v   ng, th ng có giá tr  t 0,7 đ n 0,9. Ch n = 0,8.

ủ ố ề ề l = 1,5 m – chi u dài c a  ng truy n nhi ệ t

ườ ủ ố ầ Dnth = 0,273 + 2.0,002 = 0,277 m – đ ng kính ngoài c a  ng tu n hoàn trung tâm

o – góc

α ở ỉ ủ ề = 60 đ nh c a tam giác đ u

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 21

ề ặ ề ệ F = 9,683 m2 – di n tích b  m t truy n nhi ệ t

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

(cid:0)

t=600mm=0,6 m theo tiêu chu n trang 291, [5]

(cid:0) ẩ Ch n Dọ

ề ệ t

ề ố ố ư ụ ề ệ ể II.1.4 Ki m Tra Di n Tích Truy n Nhi ố Phân b  91  ng truy n nhi ệ ượ t đ c phân b  hình l c giác đ u nh  sau:

ụ

ố ố ng xuyên tâm ố ể 5 11 91

ố ố ố ố ủ ố S  hình l c giác ố ố ườ S   ng trên đ ổ T ng s   ng không k  các  ng trong hình viên phân ố ố S   ng trong các hình viên phân Dãy 1 Dãy 2 ổ T ng s   ng trong t ổ T ng s   ng c a thi ấ ả t c  các hình viên phân ế ị t b 0 0 0 91

ầ ệ ở ữ ằ ầ ố t

ề ế ượ ề  gi a hình l c giác đ u b ng  ng tu n hoàn  ừ ụ ứ ế ữ ố Ta c n thay th  nh ng  ng truy n nhi ệ ề trung tâm. Đi u ki n thay th  đ công th c (V.140), trang 49, [2]: c suy ra t

Dth ≤ t.(b­1) + 4.dn; m

Trong đó:

n

(cid:0) ướ ố ọ t ­ b c  ng; m. Ch n t = 1,4d

(cid:0)

ọ ư ậ ề ả ố ệ ầ t c n

ườ ố ế ố Ch n b=5  ng theo b ng V.11, trang 48, [2]. Nh  v y, vùng  ng truy n nhi ng xuyên tâm. c thay th  có 5  ng trên đ ượ đ

(cid:0)

ố ố ề ế S   ng truy n nhi ệ ượ t đ c thay th  là

( ng)ố

(cid:0) ố ố ề ệ ạ ố S   ng truy n nhi t còn l i là: 91 – 19 =72 ( ng)

ệ ề ệ ề ặ Di n tích b  m t truy n nhi t lúc này:

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 22

(thõa)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

II.2 Tính Kích Th

ướ ồ ố c Bu ng B c

II.2.1 Đ ng Kính Bu ng B c (D



ồ

=

=

=

0,742(

3 m s / )

V h

W r

b) ố ng h i th  trong bu ng b c  600 3600.0, 22472

h

ườ ư ượ ơ ứ ố ồ L u l

ơ ấ ượ

0=0,364 (tra

ứ ở ơ ấ ố ủ ng riêng c a h i th ồ  áp su t bu ng b c P

=

=

w h

p

= p

0,9447 2 D b

Trong đó: ứ W­ su t l ng h i th  (kg/h) (cid:0) h  = 0,22472 (kg/m3) ­ kh i l ố ượ ộ ả b ng I.251, trang 314, [1] và n i suy)  ồ ứ ố ộ ơ

0,742 2 D . b 4

ố T c đ  h i th  trong bu ng b c V h 2 D . b 4

ồ ố ng kính bu ng b c

r

r

ườ ố ộ ắ ượ ứ Trong đó  Db là đ T c đ  l ng: đ c tính theo công th c (5.14), trang 276, [5]

g 4 (

d '').

=

=

=

(

m s / )

w 0

' xr 3 .

''

.0, 22472

3.7,804.

4.9,81.(975,97 0, 22472).0,0003 1,2 D b

1, 477 0,6 D b

- -

0=0,364 (tra

ứ ở ơ ấ ố ố ượ ủ ng riêng c a h i th ồ   áp su t bu ng b c P

ố ượ

sdm=73,05oC  ọ ỏ

ng riêng t ọ ườ t l ng; m. ta ch n gi t l ng d=0,0003m

ệ ố ở ự Re.

h=0,012.10­3 (Pas) đ  nh t đ ng l c h c c a h i th   ớ ộ

ộ ự ọ ủ ơ ứ ở áp su t P ấ 0=0,364 at (tra hình I.35,

ế (cid:0) ừ

(cid:0) ụ ệ ề V i:ớ (cid:0) h=0,22472 (kg/m3)­­kh i l ả b ng I.251, trang 314, [1]) (cid:0) ’=975,97 (kg/m3) kh i l ọ ỏ d là đ ng kính gi (cid:0)  h  s  tr  l c, tính theo    (*) V i: ớ  (cid:0) trang 117, [1]) N u 0,2 < Re < 500 thì   (**) T  (*) và (**) suy ra  Áp d ng đi u ki n  theo [5]

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 23

(cid:0)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

0,914

Thi bD >�

(cid:0)

ẩ

ỏ

b=1(m)

(cid:0) Ch n Dọ b=1 (m)=1000 (mm) theo tiêu chu n trang 293, [5]. ạ ể i Re:  (th a 0,2< Re <500) Ki m tra l ố ườ ồ ng kính bu ng b c là D đ

ồ ố ề

b) II.2.2 Chi u Cao Bu ng B c (H Áp d ng công th c VI.33, trang 72, [2]:

ụ ứ

Utt = f.Utt(1at); [m3/(m3.h)]

ệ ấ ể t áp su t khí quy n

ỉ ộ ố ơ ng đ  b c h i th  tích cho phép khi P = 1 at

Trong đó: f – h  s  hi u ch nh do khác bi ể Utt(1at): c Ch n  Uọ ệ ố ệ ườ tt(1at)=1650[m3/(m3.h)] , f=1,1 (tra hình VI.3, trang 72, [2].) (cid:0) Utt = 1,1.1650 = 1815 [m3/(m3.h)]

3

=

=

=

m

1, 47(

)

V b

W Ur .

600 0, 22472.1815

h

tt

ể ồ ố Th  tích bu ng b c

(cid:0)

ề ố

b = 2,5(m)(đi u ki n cho quá trình sôi s i b t)

II.3 Tính Kích Th

Chi u cao bu ng b c   ằ ụ ọ ủ ọ ệ ề ồ Nh m m c đích an toàn ta ch n H

ườ ướ ố ẫ ộ ượ ứ ổ Ố c Các  ng D n. c tính m t cách t ng quát theo công th c (VI.41), trang 74,

=

d

G 4. r vp . .

ủ Đ ng kính c a các  ng đ [2]:

3

Trong đó: (cid:0) ủ ư ấ ng kh i l ng c a l u ch t; kg/s (cid:0) ư ượ ố ộ ủ ư

(cid:0) ố ượ ấ ố ượ G – l u l ấ v – t c đ  c a l u ch t; m/s ρ – kh i l ủ ư ng riêng c a l u ch t; kg/m

II.3.1

Ố

0C). Ch nọ

ấ ỏ ớ ị ở 79,89

ệ ậ ng Nh p Li u ệ ậ Gđ=1200 (kg/h) Nh p li u ch t l ng  ít nh t (dung d ch NaOH 10%  v=1,5 (m/s) (trang 74, [2]) (cid:0)  = 1077,066 (kg/m3)

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 24

(cid:0)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

t = 20mm, dn = 25mm,

Ch n dọ

II.3.2

Ố ệ ng Tháo Li u

0C). Ch n v=1,5 ọ

ấ ỏ ệ ớ ị ở 83,11

Gc = 600(kg/h) Tháo li u ch t l ng ít nh t (dung d ch NaOH 20%  (m/s) (trang 74, [2]) (cid:0)  = 1085,201 (kg/m3)

(cid:0)

t = 20mm, dn = 25mm,

Ch n dọ

II.3.3

Ố

ơ ố ng D n H i Đ t ơ ướ ẫ ẫ ở ẩ ấ ọ c bão hòa áp su t 3 at, ch n v=20(m/s) theo tiêu chu n trang

ả D = 0,2 (kg/s)  D n h i n 74, [2]. (cid:0)  = 1,618(kg/m3) ( tra b ng I.251, trang 314, [1])

(cid:0)

t = 100mm, dn = 108mm,

Ch n dọ

II.3.4

Ố ơ ẫ ứ ng D n H i Th

ẩ ẫ ấ áp su t 0,364at, ch n v=30(m/s) theo tiêu chu n trang 74, [2]. (cid:0)  =

W=600 (kg/h)  ọ ở ơ ướ c bão hòa  D n h i n 0,22472(kg/m3) ( tra b ng I.251, trang 314, [1]) ả

(cid:0)

t = 200mm, dn = 219mm,

Ch n dọ

II.3.5

Ố ư ẫ ướ ng D n N c Ng ng

ướ ỏ ớ ơ ướ ấ ọ ở ấ    áp su t 3at, ch n v=0,75(m/s) (ch t

ằ c l ng cân b ng v i h i n ẩ ớ ẫ D n n ỏ l ng nh t) theo tiêu chu n trang 74, [2]. Gn =  D c bão hòa  (cid:0)  =932 (kg/m3)  ( tra b ng I.251, trang 314, [1]) ả

(cid:0)

t=20 (mm); dn=25 (mm),

Ch n dọ

ẫ ư

Ố II.3.6        Ch n dọ ng D n Khí Không Ng ng t=20 (mm); dn=25 (mm),

3. Tính B n C  Khí Cho Các Chi Ti

ơ ề ế ủ ế ị t C a Thi ặ t B  Cô Đ c

­

ồ ố 3.1 Tính cho bu ng đ t

­

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 25

ng kính trong D ớ ẫ ố ư ư ả ơ ượ ề ấ ạ c v  c u t o S  l 3.1.1 ườ ố ồ Bu ng đ t có đ ỗ ứ Thân có 3 l ,  ng v i 3  ng: d n h i đ t, x  n ề t = 1500 mm. t = 600 mm, chi u cao H ả ướ ơ ố c ng ng, x  khí không ng ng.

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

­

a.

ậ ệ ọ ớ ế ạ ệ ỉ V t li u ch  t o là thép không g  OX18H10T, có b c l p cách nhi t.

ị ố ồ ấ ấ c bão hoà có áp su t 3 at nên bu ng đ t ch u áp su t trong là:

ấ

D = 132,9OC, v y nhi ườ

ệ ộ ủ ơ ố ệ ộ ậ ố t đ  c a h i đ t vào là t ủ t đ  tính toán c a bu ng đ t là:

ọ ớ ợ t).

ứ ồ ệ ng h p thân có b c l p cách nhi  t ẩ ủ ậ ệ ở tt là:

ọ ớ ệ ỉ t) (trang 17, [7]).

η = 0,95 (có b c l p cách nhi ủ ậ ệ ọ Ứ

ồ ủ ậ ệ ở tt là  E = 2,05.105  t

3.1.2 Tính toán  ’      ể ố ề i thi u S   B  dày t ơ ướ ơ ố H i đ t là h i n Pm=PD  –  Pa= 3 – 1 = 2 at = 0,1962 N/mm2 Áp su t tính toán là: Pt = Pm + ρgH = 0,1962 + 1188.9,81.10­6.1,5 = 0,2137 N/mm2 Nhi ttt = tD + 20 = 132,9 + 20 = 152,9 oC (tr ấ Theo hình 1.2, trang 16, [7],  ng su t cho phép tiêu chu n c a v t li u  [σ]*= 115 N/mm2. ệ ố ệ Ch n h  s  hi u ch nh  ⇒  ng su t cho phép c a v t li u là: ấ [σ] = η.[σ]* = 0,95.115 = 109,25 N/mm2 ả Tra b ng 2.12, trang 34, [7]: module đàn h i c a v t li u  N/mm2 Xét

ứ Theo công th c 5­3, trang 96, [7]:

Trong đó:

­

ố

­

ệ ố ề ườ ủ ả  = 0,95 – h  s  b n m i hàn (b ng 1­8, trang 19, [7], hàn 1 phía) ố ng kính trong c a bu ng đ t

­

b.

ồ ủ ồ

­

ự ề φ Dt = 600 mm – đ ố ấ Pt= 0,2137 N/mm2 – áp su t tính toán c a bu ng đ t   B  dày th c S (cid:0)

min=3mm

Smin=3mm > 0,6177 mm

­

a = 1 mm (th i gian làm vi c 10 năm).

­

ệ ố ệ

0=0,22 mm (theo b ng XIII.9,

ọ ọ ậ ệ ượ ọ ờ b = Cc = 0. ề ệ ố ổ ủ ả Dt=600 mm  ch n S’=S ọ Ch n h  s  ăn mòn hoá h c là C ề ơ ọ V t li u đ c xem là b n c  h c nên C Ch n h  s  b  sung do dung sai c a chi u dày C

­ trang 364, [2]). ệ ố ổ

a + Cb + Cc+ C0 = 1 + 0 + 0 + 0,22 = 1,22 mm

(cid:0) ề H  s  b  sung b  dày là: C = C

(cid:0) ề ự

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 26

B  dày th c là: S = S’ + C = 3 + 1,22 = 4,22 mm ọ Ch n S = 5 mm.

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

c.

ể ồ ố   Ki m tra b  dày bu ng đ t

ụ ứ ề Áp d ng công th c 5­10, trang 97, [7]

a

=

=

<

0,00667

0,1

5 1 600

S C D t

- -

ố ồ

ố

ủ ồ ố

ỗ

3

ề ỗ ườ ứ ầ ứ cho phép không c n tăng c ng (công th c 8­2, trang 162, [7]):

D S C

k mm

d

3,7.

(

).(1

);

t

a

max

ấ Áp su t tính toán cho phép trong bu ng đ t:  (th a)ỏ ề ồ ậ V y b  dày bu ng đ t là 5 mm. ⇒ Đ ng kính ngoài c a bu ng đ t: ườ Dn= Dt + 2S = 600 + 2.5 = 610 mm d.   Tính b n cho các l Đ ng kính l = - -

Trong đó: (cid:0) ủ ồ (cid:0) ồ

(cid:0) ủ ề ệ ố ề ủ ỗ ườ ố Dt = 600 mm – đ ng kính trong c a bu ng đ t ố S = 5 mm – b  dày c a bu ng đ t k – h  s  b n c a l

(cid:0)

t= 300 mm > dmax

t= 30 mm < dmax

(cid:0) ơ ố (cid:0)

(cid:0) mm So sánh: Ố Ố Ố

t = 20 mm < dmax ạ

ẫ ng d n h i đ t D ư ả ướ c ng ng D ng x  n ư ả ng x  khí không ng ng D ứ ầ ỗ ủ ơ ố ớ ề ứ ứ    c a h i đ t vào, dùng b c tăng c ng v i b  dày khâu tăng c ng

ề ⇒ C n tăng c ng cho l ằ b ng b  dày thân (5mm)

3.2.1

ồ ố 3.2 Tính Cho Bu ng B c

­

t = 1000 mm, chi u cao H

t = 2500 mm.

ơ ượ ề ấ ạ c v  c u t o ườ ố

­ quan sát.

ỗ ồ ng kính trong là D ậ ệ ố ữ ố ề ử ử S  l ồ Bu ng b c có đ Thân có 5 l , g m:  ng nh p li u,  ng thông áp, c a s a ch a và 2 kính

­

ướ ế ớ ầ ờ ố ố ụ i bu ng b c là ph n hình nón c t có g  liên k t v i bu ng đ t.

­

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 27

ồ ế ạ ậ ệ ọ ớ ệ ồ Phía d ỉ V t li u ch  t o là thép không g  OX18H10T, có b c l p cách nhi t.

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

a.

ệ ự ừ đi u ki n chân không nên ch u áp l c t

ị ấ    bên ngoài. Vì áp su t ấ ấ ị ố ồ ệ ố ồ  bên trong là 0,364 at nên bu ng b c ch u áp su t ngoài là:

ồ ố ứ ệ ộ ủ ủ t đ  tính toán c a bu ng b c là:

sdm(Po) = 73,05 oC, v y nhi ệ ộ ng h p thân có b c l p cách nhi

ợ ậ ọ ớ ơ t đ  c a h i th  ra là t ườ ệ t).

(cid:0) ọ ố ệ ố ề ả

h= 0,95 (b ng 1­8, trang 19, [7], hàn 1 phía) ứ

σ ẩ ủ ậ ệ ở tt là: [ ]* = 122 t

ệ ỉ ọ ớ  = 0,95 (có b c l p cách nhi t) (trang 17, [7]).

η ủ ậ ệ

ả ồ ủ ậ ệ ở tt là  E = 2,05.105 N/mm2. t

c = 1,65 (b ng 1­6, trang 14, [7]).

ả ả

*

2

ả ủ ậ ệ ệ ố ấ

3.2.2 Tính Toán ề ể ố i thi u S’.     B  dày t ệ ở ề ố Bu ng b c làm vi c  ấ ở tuy t đ i th p nh t  Pn=Pm= 2Pa– P0= 2.1 – 0,364  = 1,636 at = 0,16 N/mm2 Nhi ttt=73,05 + 20 = 93,050C (tr Ch n h  s  b n m i hàn  ấ Theo hình 1.2, trang 16, [7],  ng su t cho phép tiêu chu n c a v t li u  N/mm2 ệ ố ệ ọ Ch n h  s  hi u ch nh  ⇒  ng su t cho phép c a v t li u là: ấ Ứ [σ] = η.[σ]* =0,95.122=115,9 N/mm2 Tra b ng 2.12, trang 34, [7]: module đàn h i c a v t li u  Ch n h  s  an toàn khi ch y là n ⇒  ng su t ch y c a v t li u là:  s

=

=

[

]

ọ Ứ s=

(

)

122.1,65 201,3

N mm /

cn .

t c

sdd(Ptb) là (cid:0) =1186,65kg/m3

ị ở ng riêng c a dung d ch NaOH 20% t

0,16

=

S

1,18.1000.

.

= ' 1,18.

D .

2500 5 2,05.10   1000

0,4 nP L � � . � � E D � �

� � �

0,4 � � �

=

mm

6,14(

)

ứ ủ ố ượ Kh i l ụ Áp d ng công th c 5­14, trang 98, [7]:

(cid:0) ườ (cid:0) ấ ồ ồ

(cid:0) ả ề ữ ặ

ề ự ủ ố ng kính trong c a bu ng b c Dt= 1000 mm – đ Pn= 0,16 N/mm2 – áp su t tính toán c a bu ng b c ố ủ ủ L = 2500 mm – chi u dài tính toán c a thân, là kho ng cách gi a hai m t bích.   B  dày th c S.

ệ ố ệ ả a= 1 mm (th i gian làm vi c 10 năm).

ọ c xem là b n c  h c nên C

ệ ố ổ ủ ả o = 0,5 mm (theo b ng XIII.9, trang 364,

b. Dt=1000 mm ⇒ Smin  = 3 mm < 6,14 mm ⇒ ch n S’ = 6,14 mm (theo b ng 5.1, trang 94, [7]). ọ ọ ờ Ch n h  s  ăn mòn hoá h c là C ậ ệ ượ ề ơ ọ b = Cc = 0. V t li u đ ề ọ Ch n h  s  b  sung do dung sai c a chi u dày C [2]). ⇒ H  s  b  sung b  dày là: C = Ca + Cb + Cc + Co = 1 + 0 + 0 + 0,5 = 1,5 mm

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 28

ệ ố ổ ề

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ự

ề ọ

=

=

2,5

ồ ố ể ề

L D t

B  dày th c S=S’+C=6,14+1,5=7,64 mm Ch n S= 8 mm Ki m tra b  dày bu ng b c.     c. 2500 1000

ụ ứ Áp d ng công th c 5­15, trang 99, [7]

(

)

2

a

1,5

)

(

D t S C

2

L D t

a

- (cid:0) (cid:0) -

(cid:0)�

1,5

2,5

-

S C D t ( ) 2 8 1 1000

1000 ( ) 2 8 1

(cid:0)�

0,177

2,5 8, 45

-

ể

)

a

0,3.

.

L D t

t E t s t c

S C D t

� 2 � �

5

۳

2,5 0,3.

.

2,05.10 201,3

3 � � � ( ) -� 2 8 1 � 1000 �

3 � � �

- ứ Ki m tra công th c 5­16, trang 99, [7] ( (cid:0)

(cid:0) 2,5  0,506 (th a)ỏ

(cid:0)

0,218 (N/mm2) 0,16 (N/mm2) (th a)ỏ ể ộ ổ ị ủ ự ụ ủ ụ ề

ự ề ồ ố ị Ki m tra đ   n đ nh c a thân khi ch u tác d ng c a l c nén chi u tr c. Xét: L = 2500 mm  5D = 5.1000 = 5000 mm ụ L c nén chi u tr c lên bu ng b c:

ệ ề Theo đi u ki n 5­33, trang 103, [7]:

ở Tra trang 103, [7]

qc 50 0,05 100 0,098 150 0,14 200 0,15 250 0,14 500 0,118 1000 0,08 2000 0,06 2500 0,055

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 29

(cid:0) qc = 0,07

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

ế ế

Thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

t k  thi s

=

=

=

�

K

875.

.0,07

0,06

875.

q . c

c

5

t c t E

201,3 2,05.10

ộ ổ ủ ề ệ ỏ ị Đi u ki n th a mãn đ   n đ nh c a thân (5­32, trang 103, [7])

S C

a

t

p

P nct K E . . c

-�

�

8 1

5

p

129651,35 .0,06.2,05.10

۳

thoa

7 1,83(

)

- (cid:0)

s

=

=

Ứ ấ ượ ng su t nén ép đ

(

N mm /

5,85

n

p

= p

+

(

(

)

(

S C

.

P nct ) + D S . t

a

c tính theo công th c 5­48, trang 107, [7]: )2 - - ứ 129651,35 ) ) ( 1000 8 . 8 1

ấ ượ ứ

t

2

a

s

=

=

=

)

.

N mm /

86,1

5 0,06.2,05.10 .

K E . c

n

8 1 1000

S C D t

- - Ứ [ ng su t nén cho phép đ ] c tính theo công th c 5­31, trang 103, [7]: (

(1)

ị ể ủ ờ ủ ụ ồ ấ

n

ể

[

[

]

]

+ + �� 1 � 1 ộ ổ ị ự   Ki m tra đ   n đ nh c a thân khi ch u tác d ng đ ng th i c a áp su t ngoài và l c ụ ề     :     nén ép chi u tr c ệ ề Ki m tra đi u ki n 5­47, trang 107, [7] s s 5,85 86,1 0,16 0, 218

(cid:0) thoa P n P n n 0,8 1( )

ề

=

+

+

ậ ườ ố ồ

mm )

= D D t

n

d.

ồ V y b  dày bu ng b c là 8mm Đ ng kính ngoài bu ng b c: = � S 2 ố 1000 2.8 1016(

ỗ   .

3

ứ ứ ầ ườ ề ỗ cho phép không c n tăng c ng (công th c 8­2, trang 162, [7]):

D S C

d

k mm

3,7.

).(1

(

);

a

t

max

Tính b n cho các l Đ ng kính l = - -

Trong đó:

­

ườ ủ ồ

­

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 30

ố ng kính trong c a bu ng đ t ủ ề ồ Dt = 1000 mm – đ ố S = 8 mm – b  dày c a bu ng đ t

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

­

=

=

=

k

0,157

ệ ố ề ủ ỗ

s

(

(

(

)

]

(

0, 218.1000 ) ) 2,3.86,1 0, 218 . 8 1

S C

[ 2,3.

.

a

t

3

3

=

=

- - - - k – h  s  b n c a l P D . n t ) P n

�

d

D S C

mm

3,7.

(

).(1

= k )

3,7. 1000.(8 1).(1 0,157)

66,86;

a

t

max

­

t = 20 mm < dmax

- - - -

­

ậ ẫ ng d n nh p li u D ữ ử ử

So sánh: ệ Ố C a s a ch a  D t = 600 mm >  dmax  Kính quan sát Dt = 200 mm  >  dmax

ứ ầ ỗ ủ ơ ố ớ ề ứ ạ ứ    c a h i đ t vào, dùng b c tăng c ng v i b  dày khâu tăng c ng

­ ⇒ C n tăng c ng cho l ằ b ng b  dày thân (8 mm)

3.3 Tính Cho Đáy Thi

ề

t Bế ị

3.3.1

ề ấ ơ ượ

­

t=600 mm.

ạ c V  C u T o ẩ

­

0.

α ở đáy là 2  = 60

+

ể ờ

+

ề ể S  L ọ Ch n đáy nón tiêu chu n D ờ ầ Đáy nón có ph n g  cao 40 mm và góc  Tra b ng XIII.21, trang 394, [2]: ầ đ= 0,071 m3

­

ỗ ể ắ ỗ ể ượ ệ ử ả ẩ c khoan 1 l đ  g n vòi th  s n ph m.

­

3.3.2 Tính Toán

ế ạ ỉ ả ­ ủ Chi u cao c a đáy nón (không k  ph n g ) là H = 544 mm ủ Th  tích c a đáy nón là V  đ  tháo li u và 1 l Đáy nón đ ậ ệ V t li u ch  t o là thép không g  OX18H10T

c:

ề ụ ố ồ ố Chi u cao hình nón c t n i bu ng đ t và bu ng b c H

­

ố ề ề ầ ồ ố ị

­

ề ể ầ ổ ố ồ ằ ủ Chi u cao này b ng chi u cao c a ph n dung d ch trong bu ng b c. ệ ủ ố T ng th  tích c a  ng truy n nhi t và  ng tu n hoàn trung tâm:

­

đ=V2=0,071 m3

ầ ủ

ệ ậ ậ ố ộ ệ ng kính trong c a  ng nh p li u là 20 mm, t c đ  nh p li u đ ượ   c

­ tính l

ể Th  tích c a ph n đáy nón: V ủ ố ớ ườ V i đ i:ạ

­

ố ộ ầ ố ị T c đ  dung d ch đi trong  ng tu n hoàn trung tâm:

­

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 31

ư ủ ờ ị Th i gian l u c a dung d ch trong thi ế ị t b :

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ị ố

ậ ệ

ậ ầ t; m

ọ ủ

3

ể Trong đó: ố ộ ủ ệ vnl t c đ  c a dung d ch trong  ng nh p li u; m/s ườ ủ ố ng kính trong c a  ng nh p li u; m dnl – đ ủ ố ườ ng kình trong c a  ng tu n hoàn; m Dth – đ ề ệ ề ủ ố l – chi u dài c a  ng truy n nhi ề l’ – chi u dài hình h c c a đáy; m ị Th  tích dung d ch đi vào trong thi ế ị t b :

ọ ị ng riêng c a dung d ch sôi b t trong thi

ủ ầ t b ; kg/m ồ ế ị ờ ố ớ ủ ầ ố

gc=40mm

ủ ề ầ ồ ố

2

3

=

p

= p

(

)

V

m

.

.

= .0,04 0, 0113

gc

h . gc

2 D d 4

0,6 4

ủ ể ầ ồ Trong đó:  ố ượ ­ kh i l ể ụ ổ T ng th  tích c a ph n hình nón c t và ph n g  n i v i bu ng đ t: V3 = (cid:0)  V – V1 – V2 = 0,3176 – 0,1408 – 0,071 = 0,1058 (m3) ờ ố ớ ọ Ch n chi u cao c a ph n g  n i v i bu ng đ t là H (cid:0) Th  tích c a ph n g  n i v i bu ng đ t: ố ờ ố ớ

ầ ể ủ

c = 185mm

ấ ỏ ề ụ Th  tích c a ph n nón c t Vc = V3 – Vgc = 0,1058 – 0,0113 = 0,0945 (m3) ụ ủ Chi u cao ch t l ng c a hình nón c t

ề ự

ề ủ ộ ấ ỏ ế ị t b :



Ch n Họ B  dày th c S: Chi u cao c a c t ch t l ng trong thi H’ = Hc + Hgc + Hbd + Hd = 185 + 40 + 1500 + (40 +544) = 2309 (mm) Trong đó: 



ố ồ

ố ầ ầ ồ

ề ề ề ề

ủ ủ ủ ủ ủ ộ

ệ ố ấ

ị ấ ỏ ế ị ấ ộ ị t b . Nh

ấ

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 32

ụ ấ ỏ Hc – chi u cao c a ch t l ng trong ph n hình nón c t; mm ấ ỏ ờ ố ớ Hgc – chi u cao c a ch t l ng trong ph n g  n i v i bu ng đ t; mm ấ ỏ Hbđ – chi u cao c a ch t l ng trong bu ng đ t; mm ấ ỏ Hđ – chi u cao c a ch t l ng trong đáy nón; mm  ế ị ấ ỏ ấ Áp su t th y tĩnh do c t ch t l ng gây ra trong thi t b : Ptt = (cid:0) dd.g.H’=1186,65.9,81.2,304.10­6 = 0,02682 (N/mm2) ấ 0=0,364 at nên ch u áp su t ngoài là 1,636 at = 0,16 Đáy có áp su t tuy t đ i bên trong là: P   N/mm2. Ngoài ra đáy còn ch u áp su t th y tĩnh do c t ch t l ng gây ra trong thi ư  ủ ậ v y, áp su t tính toán là: Pn = Pm + Ptt = 0,16 + 0,02682 = 0,18682 (N/mm2)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

­

ệ

­ ố Các thông s  tính toán

­

ố Các thông s  làm vi c: Dt =600mm ­ P0=0,364at Tm = tsdd(Po + 2(cid:0) P) = 83,11 oC

­

ề ườ ứ ủ ủ l’: chi u cao tính toán c a đáy; (m)  l’=H=544 mm D’: đ ng kính tính toán c a đáy; (m) (công th c 6­29, trang 133, [7])

­

ườ ủ ệ ố Trong đó:  dt=20mm đ ng kính trong bé c a đáy nón (đ ng kính  ng tháo li u)

­

ớ ọ ệ ườ Pn = 0,18682 (N/mm2) tt = 83,11 + 20=103,110 C (đáy có l p b c cách nhi t)

2  ng su t cho phép tiêu chu n c a v t li u

ấ ẩ ủ ọ ố ầ Các thông s  c n tra và ch n σ ứ [ ]* = 120 N/mm ậ ệ ở t (hình 1­2, trang t

­

ệ ố ệ ệ ỉ t)

­

­

η σ ấ .[ ]* = 0,95.120 = 114 N/mm

ệ ố

ự ủ ồ

ọ ể

­ 16, [7]) η ọ ớ  = 0,95 – h  s  hi u ch nh (đáy có b c l p cách nhi 2  ng su t cho phép c a v t li u σ ủ ậ ệ ứ [ ] =  Et = 2,05.105 (N/mm2) module đàn h i c a v t li u  ồ ủ ậ ệ ở t (b ng 2­12, trang 34, [7]) ả  t ả ả nc= 1,65 – h  s  an toàn khi ch y (b ng 1­6, trang 14, [7]) ­ ố ớ ề ằ ề Ch n b  dày tính toán là S= 5 mm, b ng v i b  dày th c c a bu ng đ t ề Ki m tra b  dày đáy:

ứ ể Ki m tra công th c 5­15, trang 99, [7]

ứ (th a)ỏ ể Ki m tra công th c 5­16, trang 99, [7]

ể ụ ấ ị

n] theo 5­19, trang 99, [7]:

ộ ổ ị ớ ấ ủ Ki m tra đ   n đ nh c a đáy khi ch u tác d ng c a áp su t ngoài: So sánh Pn v i áp su t tính toán cho phép trong thi ủ ế ị t b  [P

ộ ổ ị ủ ự ụ ề :

) 2

(

=

p

= p

=

P

N

.

.

.0,53 154890,728(

)

P . n

2 D n 4

+ 600 2.5 4

ể ự ụ ị Ki m tra đ   n đ nh c a đáy khi ch u tác d ng c a l c nén ép chi u tr c   L c tính toán P nén đáy ủ  :

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 33

ệ ề Theo đi u ki n 5­33, trang 103, [7]:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

=

=

25

75 250

D S C

2(

)

600 2.(5 1)

a

(cid:0) (cid:0) - -

ở Tra trang 103, [7]

0,074

cq =�

s

=

=

=

�

K

875.

875.

.0,074

0, 0625

c

q . c

t c t E

198 5 2, 05.10

2

2

2

2

0

=

p

=

qc 50 0,05 100 0,098 150 0,14 200 0,15 250 0,14 500 0,118 1000 0,08 2000 0,06 2500 0,055

)

)

]

c

.

a c . os

( 5 0,0625.2,05.10 . 5 1 . os 30

[ P =

( t K E S C . . >

N

N

a 154890,728

c 483321,5

- -

ề ệ ổ ị ủ

[

]

[

]

+ + �� 1 � 1 P P Đi u ki n  n đ nh c a đáy: 154890,728 483321,5 0,1869 0,53

(cid:0) thoa P n P n 0,385 1( )

ậ

ườ ấ ủ ỗ ầ đ  tháo li u nên đ ng kính l n nh t c a l cho phép không c n tăng

ệ ứ ề V y b  dày đáy là 5 mm ỗ ề Tính b n cho các l : ỉ ớ ỗ ể Vì đáy ch  có l ượ ứ c tính theo công th c (8­3), trang 162, [7]: c ng đ

ủ ố ồ ọ i thi u c a đáy; mm (ch n theo cách tính c a bu ng đ t)

ủ

t= 20 mm< dmax (cid:0)

Trong đó:  ế ị ề S – b  dày đáy thi t b ; mm ề ể ủ ố S’ – b  dày tính toán t ệ ố ổ Ca– h  s  b  sung do ăn mòn; mm ườ ng kính trong c a đáy; mm Dt – đ So sánh: Ố ệ ứ ầ ỗ ng tháo li u: D không c n tăng c ng cho l

3.4 Tính Cho N p Thi

ắ ế ị t B

t=1000 mm.

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 34

ế ị t b (cid:0) c v  n p thi ẩ ơ ượ ề ắ S  l 3.4.1 ắ ọ Ch n n p ellipse tiêu chu n D

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

g=25mm.

(cid:0) ờ

3.4.2 Tính toán

(cid:0) ờ ơ (cid:0) và Rt=Dt=1000mm. ắ ắ ậ ệ ế ạ ỉ ề N p có g  và chi u cao g  là h ứ ỗ ể N p có môt l  đ  thoát h i th . V t li u ch  t o là thép không g  OX18H10T.

ự ề B  dày th c S

0= 0,364 at nên ch uị

ư ố ố ồ ấ N p có áp su t tuy t đ i bên trong gi ng nh  bu ng b c là P

ấ ệ ố n = 1,636 at = 0,16 N/mm2

t=73,05 + 20 = 93,050C (n pắ

ủ ư ắ ồ ố ố ệ ộ t đ  tính toán c a n p gi ng nh  bu ng b c là t

ệ t).

­

ự ủ ớ ề ằ ắ ố ồ ắ ­ áp su t ngoài là P Nhi ­ ọ ớ có b c l p cách nhi ọ ề Ch n b  dày tính toán n p S = 8 mm, b ng v i b  dày th c c a bu ng b c.

=

=

0, 25

250 1000

ắ ể

=

=

125

tR S

1000 8

t

5

=

=

221,86

0,15. x s .

0,15.2,05.10 0,7.198

E t c

ề Ki m tra b  dày n p ỉ ố Xét các t  s : h t D t

(cid:0) và

ứ (công th c 6­12, trang 127, [7])

ả ồ ủ ậ ệ ở t (b ng 2­12, trang 34, [7]) t

ớ ạ ứ gi ả ủ ậ ệ ở t, (công th c 1­3, trang 13, [7]) t

ẩ ủ ậ ệ ở ứ tt (hình 1­2, trang

ả

­ Et = 2,05.105 N/mm2 – module đàn h i c a v t li u  i h n ch y c a v t li u  ­ σớ ấ V i: [ ]* = 122 N/mm2 ­  ng su t cho phép tiêu chu n c a v t li u  16, [7]) nc= 1,65 – h  s  an toàn khi ch y (b ng 1­6, trang 14, [7]) ­

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 35

ệ ố ớ ả ỉ x = 0,7 v i thép không g

ụ ể

ặ

ồ

ị

ế ế

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Thi

t

ặ ) +

.

b

=

t

-

ế ị t k  thi ( E S C ) +

- -

)

( E S C

t c x

.

s x R . t ( . 1

s .

a

5. . x R t

t c

5

a 6,7. . - +

=

=

1, 24

5

- +

2,05.10 .(8 1) 5.0,7.1000.198 2,05.10 .(8 1) 6,7.0,7.1000.(1 0,7).198

-

­

ủ ậ ệ ắ ấ ứ   ng su t cho phép c a v t li u làm n p (1)

(cid:0)

ỗ

ấ ủ ỗ ớ ầ ườ ỗ ng kính l n nh t c a l ứ    cho phép không c n tăng c ng

th aỏ ề ậ ủ ắ V y b  dày c a n p ellip là 8mm ề Tính b n cho các l ỉ Vì n p ch  có l ượ đ ắ ệ  tháo li u nên đ ứ c tính theo công th c 8­3, trang 162, [7]:

Trong đó:

­

ề

­ b c)ố ­

ủ ắ ố ề ế ị t b . ủ ủ ể ọ S = 8 mm – b  dày c a n p thi S’ b  dày tính toán t ồ   i thi u c a đáy; mm (ch n theo cách tính c a bu ng

ủ ắ

ệ ố ổ ườ ­ So sánh  ng d n h i th

­

ng kính trong c a n p tháp; mm ẫ ẫ ứ ứ t = 300mm > dmax

ẫ ơ ớ ề ứ ứ ạ ng d n h i th , dung b c tăng c ng v i b  dày khâu

Ca h  s  b  sung do ăn mòn; mm Dt đ ố ơ ơ Ố ng d n h i th  D ứ ầ C n tăng c ng cho l ứ ề ắ ỗ ố ­ tăng c ng b  dày n p (8 mm)

3.5 Tính M t Bích

ặ

­

ề ấ ơ ượ

ố

ạ c V  C u T o ừ ằ  b ng thép CT3. c làm t ể ố ắ ủ c dùng đ  n i n p c a thi ọ ủ ượ ượ ố ớ ế ị ặ ố ồ ế ị ớ ề ồ ể ớ   ố ồ t b  v i bu ng b c, bu ng b c v i ả   ằ t b . Ch n bích li n b ng thép, ki u 1 (b ng

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 36

S  L 3.5.1 Bu lông và bích đ ở  đây đ M t bích  ­ ồ bu ng đ t và bu ng đ t v i đáy c a thi XIII.27, trang 417, [2]).

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ặ

ọ

­

­

­

­

­

­

ặ

ng kính g i; mm ủ ng kính ngoài c a m t bích; mm ng kính vòng bu lông; mm ề ệ ng kính đ n vành ngoài đ m; mm ệ ế ng kính đ n vành trong đ m; mm ng kính bu lông; mm ng bu lông; cái

­

ặ ố ơ ả ủ Các thông s  c  b n c a m t bích: ườ Dt – đ ­ ườ D – đ ườ Db – đ ườ Dl – đ ườ D0 – đ ườ db – đ ố ượ Z – s  l ề h – chi u dày m t bích; mm

ặ

ọ 3.5.2 Ch n M t Bích ồ ố ặ ồ

­ đ t Dố ­

2.

2

ố M t bích n i bu ng đ t và bu ng b c ồ ườ ố ớ ố ượ c n i v i nhau theo đ ồ   ng kính bu ng

­

ố ố

­

y=0,6 N/mm2 đ  bích kín thân. ể

ấ ấ ọ ự

­

ượ ố ố ồ Bu ng đ t và bu ng b c đ t= 600 mm. ủ ồ Áp su t tính toán c a bu ng đ t là 0,2137 N/mm ồ ủ Áp su t tính toán c a bu ng b c là 0,16 N/mm ấ Ch n d  phòng áp su t trong thân là P ừ ả Các thông s  c a bích đ b ng XIII.27, trang 419, [2]:

ố ủ Ồ Ố c tra t Ồ BU NG Đ T – BU NG B C

Py Dt D0 Kích  cướ   th D Db D1 δđ mệ 1 h Z Ố ể Ki u bích Bu  db lông

mm

mm 611 M20 20 20 5 N/mm2 0,6 mm 600 mm 740 mm 690 cái 650

ố

t = 600 mm.

2

ố ặ ồ ườ ồ ng kính bu ng đ t D ố c n i v i nhau theo đ

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 37

ấ ấ ồ M t bích n i bu ng đ t và đáy. ượ ố ớ ố Bu ng đ t và đáy đ ố ồ ủ Áp su t tính toán c a bu ng đ t là 0,2137 N/mm ủ Áp su t tính toán c a đáy là 0,1869 N/mm

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ọ ự ể y= 0,6 N/mm đ  bích kín thân.

ấ ượ ừ ả ố ủ ⇒ Ch n d  phòng áp su t trong thân là P Các thông s  c a bích đ c tra t b ng XIII.27, trang 419, [2]:

Ồ Ố BU NG Đ T – ĐÁY

ể Kích

Py Dt D Db D1 D0 1 h Z Ki u bích Bu  db δ đ mệ

mm

N/mm2 0,6 mm 600 mm 740 mm 690 cái 650 mm 611 M20 20 20 5

ố ắ

t = 1000 mm.

2

ặ ồ ố ồ ng kính bu ng b c D 2

ấ ấ ọ ự ể y= 0,3 N/mm đ  bích kín thân.

ố ủ ố ồ M t bích n i n p và bu ng b c ườ ắ ượ ố ớ ố c n i v i nhau theo đ Bu ng b c và n p đ ủ ố ồ Áp su t tính toán c a bu ng đ t là 0,2137 N/mm ủ ắ Áp su t tính toán c a n p là 0,1869 N/mm  ⇒ Ch n d  phòng áp su t trong thân là P ấ ượ Các thông s  c a bích đ c tra t b ng XIII.27, trang 419, [2]:

ừ ả Ắ Ố N P – BU NG B C

ể Kích

Py Dt D Db D1 D0 1 h Z Ố Ki u bích Bu  db δ đ mệ

mm

M20 22 28 6 mm 1090 cái 1060 mm 1013 N/mm2 0,3 mm 1000 mm 1140

3.6 Tính V   ng

3.6.1

ỉ Ố

ẳ ơ ượ ề ấ ạ c v  c u t o ỉ ố ỉ ố ả t b . V   ng ph i gi ữ

ặ ạ ­ ch t các  ng truy n nhi ớ ắ ủ ứ i tác d ng c a  ng su t.

­

ứ ụ ướ ữ c và sau khi nong.

­

ề ủ ỉ ố ế ạ S  l ọ ế ị Ch n v   ng lo i ph ng tròn, l p c ng v i thân thi ố ấ ề ướ ạ ậ ệ

­

ệ ộ

nguyên tr ỉ t = tD = 132,90C. t đ  tính toán c a v   ng là t ẩ ủ ậ ệ ở t  là  (hình 1­2, trang 16, t

η ấ ố ệ ố ệ ỉ

­ [7]). Ch n h  s  hi u ch nh  Ứ   ng su t u n cho phép c a v t li u

(cid:0) ệ t và b n d ượ c gi D ng c a v   ng đ V t li u ch  t o là thép không g  OX18H10T ủ ỉ ố Nhi Ứ ng su t u n cho phép tiêu chu n c a v t li u  ọ  = 1. ấ ố ủ ậ ệ ở t là: t

ặ ọ 3.6.2 Ch n M t Bích

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 38

ỉ ố ở Tính cho v   ng ố ồ  trên bu ng đ t

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ố ể ở ỉ ố ủ ượ ứ ị ề i thi u phía ngoài c a v   ng đ c xác đ nh theo công th c (8­

Chi u dày tính toán t 47), trang 181, [7].

Trong đó:

­

ệ ố ượ

­

ườ ố

­

ồ ố

­

­

ấ ố ứ ủ ậ ệ ở tt; N/mm2 t

ể ở ố ữ ủ ỉ ố ượ i thi u phía gi a c a v   ng h’ đ ị c xác đ nh theo

­ công th c (8­48), trang 181, [7]:

=

h D K

.

'

.

t

s

ọ K = 0,3 – h  s  đ c ch n (trang 181, [7]) ủ ng kính trong c a bu ng đ t; mm Dt – đ 2 ở ấ  trong  ng; N/mm P0 – áp su t tính toán  [ ]σ u –  ng su t u n cho phép c a v t li u  Ch n ọ ề Chi u dày tính toán t ứ

[

P ]0 j .

u

0

ệ ố ượ ọ Trong đó: K = 0,45 – h  s  đ c ch n (trang 181, [7])

0– h  s  làm y u v   ng do khoan l

(cid:0) ệ ố ỉ ố ế ỗ :

d

D n

j

=

<

1

0

D n

- (cid:0)

ỗ ượ ố ườ ỉ ỉ ố ng  kính v   ng; mm ủ ườ ng kính c a các l c b  trí trên đ đ ng kính v ; mm

V i:ớ ườ Dn­ đ ổ – t ng đ  =  6x25 + 273 = 423 mm

(cid:0)

ị ứ c xác đ nh theo công th c (8­53), trang 183, [7]:

s

=

s

[

]

u

u

ọ Ch n h’ = 30 mm ề ỉ ố : ể Ki m tra b n v   ng ấ ố ủ ỉ ượ Ứ ng su t u n c a v  đ P (cid:0)

d n L

� 3,6. 1 0,7. � �

2 h ' �� � . � � � L � � �

-

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 39

ướ ố Trong đó: dn=29mm  t = 0,0406m – b c  ng.

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ố ớ ị ượ ủ ố ỉ c xác đ nh theo hình 8­14, trang 182, [7] v i các  ng đ c b  trí theo đ nh c a tam

ượ  đ giác đ u.ề

(cid:0)

ậ ỉ ố ố

' 1h

ỉ ố ở ướ ồ ồ V y v   ng trên bu ng đ t dày 30mm  d Tính cho v   ng ố i bu ng đ t

ố ể ở ủ ỉ ố ượ ứ ị ề i thi u phía ngoài c a v   ng đ c xác đ nh theo công th c (8­

Chi u dày tính toán t 47), trang 181, [7].

Trong đó:

­

ệ ố ượ

­

ườ ố

­

ồ ố ở ọ K = 0,3 – h  s  đ c ch n (trang 181, [7]) ủ Dt – đ ng kính trong c a bu ng đ t; mm 2 ấ P0 – áp su t tính toán   trong  ng; N/mm

2

ớ ọ ự V i ch n d  phòng

­

ủ ậ ệ ở ấ ố ứ [ ]σ u –  ng su t u n cho phép c a v t li u tt; N/mm

ố ể ở ượ ứ ị i thi u ữ ủ ỉ ố  phía gi a c a v   ng h’ đ c xác đ nh theo công th c (8­

=

h D K

.

'

.

t

s

[

P ]0 j .

u

0

Ch n ọ ề Chi u dày tính toán t 48), trang 181, [7]:

ọ c ch n (trang 181, [7]) Trong đó: K = 0,45 – h  s  đ

o– h  s  làm y u v   ng do khoan l

(cid:0) ệ ố ỉ ố ệ ố ượ ế ỗ :

d

D n

j

=

<

1

0

D n

- (cid:0)

ỗ ượ ố ườ ỉ ỉ ố ng  kính v   ng; mm ủ ườ ng kính c a các l c b  trí trên đ đ ng kính v ; mm

V i: ớ ườ Dn­ đ ổ – t ng đ = 6x25 + 273 = 423 mm

(cid:0)

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 40

ề ỉ ố ọ ể Ch n h’ = 30 mm Ki m tra b n v   ng:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

P

s

=

s

Ứ ấ ố ủ ỉ ượ ị ng su t u n c a v  đ ứ c xác đ nh theo công th c (8­53), trang 183, [7]:

[

]

u

u

(cid:0)

d n L

� 3,6. 1 0,7. � �

2 h ' �� � . � � � L � � �

-

ướ ố c  ng.

ị ớ ố ượ ủ ố ỉ c xác đ nh theo hình 8­14, trang 182, [7] v i các  ng đ c b  trí theo đ nh c a tam

Trong đó: dn=29mm  t = 0,0406m – b ượ  đ giác đ u.ề

(cid:0)

ậ ỉ ố ố ồ V y v   ng trên bu ng đ t dày 30mm

tb + mdd

ố

ng Và Tai Treo ị

+ m ng TH  ố + mbích + mbu lông + m cố

ố ố

ồ ồ ầ ố ồ ồ ố

ng thép làm đáy; kg ắ ng thép làm n p; kg ng thép làm bu ng b c; kg ng thép làm bu ng đ t; kg ụ ố ng thép làm ph n hình nón c t n i bu ng b c và bu ng đ t; kg ệ ề t; kg

mđ – kh i l mn – kh i l mbb – kh i l mbđ – kh i l mc – kh i l m ng TN ố m ng TH  ố ố ượ ố ượ ố ượ ố ượ ố ượ ố ượ ố ượ  – kh i l ố ượ – kh i l ủ ố ượ 3.7 Kh i L ầ ố ượ ng tai treo c n ch u: m = m Kh i l ế ị ố ượ ổ t b : ng thép làm thi T ng kh i l mtb= mđ + mn + mbb + mbđ + mc + mvỉ + m ng TN Trong đó: ­ ­ ­ ­ ­ ­ ­ Kh i l ố ng thép làm  ng truy n nhi ầ ố ng thép làm  ng tu n hoàn trung tâm; kg (cid:0) 1= 7900 kg/m3

ủ ố ượ ỉ ng riêng c a thép không g  OX18H10T là  (cid:0) 2= 7850 kg/m3 ng riêng c a thép CT3 là Kh i l

ố 3.7.1 Bu ng đ t ằ ố ượ ỉ ồ c làm b ng thép không g  OX18H10T.

ồ ể ồ Bu ng đ t đ Th  tích thép làm bu ng đ t:

p

2

3

=

=

)

)

(

D

m

D

H .

( 2 . 0,61

0,6 .1,5 0,0143(

)

.

2 tbd

= bd

2 nbd

V b d

4

4

ố p - -

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 41

ườ ườ ồ ồ Trong đó: Dnbd = 610mm ­ đ Dtbd =600mm ­ đ ố ng kính ngoài bu ng đ t ố ng kính trong bu ng đ t

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

=

=

kg

7900.0,0143 112,614(

)

ồ ố ồ

đ b

1

ố ề Hbd  = 1500mm ­ chi u cao bu ng đ t ố ượ Kh i l ng thép làm bu ng đ t: r= bđV . m

ố ượ ỉ ồ ố 3.7.2 Bu ng B c ằ c làm b ng thép không g  OX18H10T.

p

ồ ể ồ Bu ng b c đ Th  tích thép làm bu ng b c:

2

3

=

=

(

)

)

D

D

H

m

.

.

( . 1,016

2 1 .2,5 0,0633(

)

V b

2 nbb

2 tbb

= bd

d

4

4

ố p - -

ồ ồ ố ng kính ngoài bu ng b c ố ng kính trong bu ng b c

ườ ườ ề

=

=

kg

ồ ố

)

bb

1

ồ 7900.0,0633 500,07( Trong đó: Dnbb = 1016 mm ­ đ Dtbb = 1000 mm ­ đ ố Hbb = 2500 mm­ chi u cao bu ng b c ố ượ Kh i l ng thép làm bu ng b c:  r= bđV . m

­

ầ ồ ụ ố ồ

­

ố ữ 3.7.3 Ph n Hình Nón C t Gi a Bu ng B c Và Bu ng Đ t ằ c làm b ng thép không g  OX18H10T.  ớ

­

ằ ỏ ằ ườ ườ

tl= 1000mm.  tn = 600 mm. ớ ề

ỉ ồ ố ng kính bu ng b c D ố ồ ng kính bu ng đ t D ờ ằ ườ ườ ề ủ ồ ố ụ ượ Hình nón c t đ Đ ng kính trong l n b ng đ Đ ng kính trong nh  b ng đ ụ ầ B  dày c a ph n hình nón c t (không tính g ) b ng v i b  dày bu ng b c S

­ = 8 mm. ­

ờ ầ ề ủ ớ ề ồ

­

ụ ằ ụ ờ ố c = 180 mm.

­

gc= 40 mm.

ụ ủ ủ B  dày c a ph n g  nón c t b ng v i b  dày bu ng đ t S = 5 mm.  ầ Chi u cao c a ph n hình nón c t (không tính g ) là H ầ Chi u cao c a ph n g  nón c t là H

ụ ể ầ ề ờ ề Th  tích thép làm ph n hình nón c t:

ố ượ ụ ầ ng thép làm ph n hình nón c t:

3.7.4 Đáy Nón ằ

Kh i l mc =(cid:0) 1 Vc = 7900. 0,00404 = 31,9 (kg)

ượ ỉ c làm b ng thép không g  OX18H10T.

0, có g  cao 40 mm.

ờ

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 42

Đáy nón đ ẩ Đáy nón tiêu chu n có góc đáy 60 Dt = 600 mm

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

đ = 1,01.27,5 = 27,775 kg

ố ượ S = 5 mm ả Tra b ng XIII.21, trang 394, [2]: Kh i l ng thép làm đáy nón: m

ẩ ắ ỉ ắ ắ 3.7.5 N p Ellipse ằ ượ c làm b ng thép không g  OX18H10T. N p ellipse tiêu chu n có:

n = 1,01.49 = 42,925

ố ượ ắ ng thép làm n p ellipse:  m

N p ellipse đ Dt = 1000 mm S = 8 mm  hg = 25 mm  ả Tra b ng XIII.11, trang 384, [2]: Kh i l kg

3.7.6 ượ

Ố Ố ệ ề

ng Truy n Nhi ằ t Và  ng Tu n Hoàn Trung Tâm ỉ ầ c làm b ng thép không g  OX18H10T.

ng đ ể ố Ố Th  tích thép làm  ng:

ng kính ngoài c a  ng tu n hoàn trung tâm; m ng kính trong c a  ng tu n hoàn trung tâm; m

ố ề ề ầ ầ ệ t và  ng tu n hoàn trung tâm; m

3.7.7 M t bích ặ

ệ ủ ố ng kính ngoài c a  ng truy n nhi t; m ệ ủ ố ng kính trong c a  ng truy n nhi t; m ườ ườ ề ố ượ ố Trong đó: ườ dn – đ ườ dt – đ Dnth – đ Dtth – đ ủ ố H – chi u cao c a  ng truy n nhi Kh i l ủ ố ủ ố ề ầ ong = (cid:0) 1Vong = 7900.0,026 = 205,4(kg) ng thép làm  ng: m

ặ ố ắ ố ố ồ

ặ ồ ố ặ ố ố ồ ỉ ố ượ ặ ặ ồ ồ

ể ặ ố ồ Có 6 m t bích, g m 2 m t n i n p và bu ng b c, 2 m t n i bu ng b c và bu ng đ t, 2 ặ ố m t n i bu ng đ t và đáy. Các m t bích phía bu ng đ t có v   ng. M t bích đ c làm ằ b ng thép CT3. Th  tích thép làm hai m t bích

ỉ ố ể ặ Th  tích thép làm hai v   ng có m t bích

Trong đó:

ố ủ ữ ố ố ồ ồ ố ố   D, Z, db, h là nh ng thông s  c a bích n i bu ng b c – bu ng đ t và bích n i

ồ

­

ồ

­

ệ t; m

­

­ ố bu ng đ t – đáy. Dt – đ dn – đ Dnth– đ

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 43

ườ ườ ườ ố ề ầ ủ ng kính trong c a bu ng đ t; m ủ ố ng kính ngoài c a  ng truy n nhi ủ ố ng kính ngoài c a  ng tu n hoàn trung tâm; m

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ố ắ ồ ể ặ ố  Th  tích thép làm m t bích n i n p và bu ng b c

ố ắ ữ ồ ố Trong đó:  ­

ặ ố ườ

D, Z, db, h là nh ng thông s  c a m t bích n i n p ­ bu ng b c  Dt – đ ể ủ ng kính trong c a bu ng b c; m ặ ổ ố ủ ồ ­ (cid:0) T ng th  tích thép làm m t bích:

(cid:0)

ố ượ ầ ng thép làm ph n hình nón c t:

Vbích = V1 + V2 + V3 = 0,0056 + 0,0121 + 9,966.10­3 = 0,027666 (m3) ụ ổ T ng kh i l mbích = (cid:0) 2 Vbích = 7850. 0,027666 = 217,18 (kg)

ằ

2

ố ố ồ ố Bu lông và ren đ ồ Dùng cho bích n i bu ng b c – bu ng đ t và bích n i bu ng đ t – đáy:

3.7.8 Bulong Và Ren ượ ố +

)

h

h

'''

.

2 b

� D H d �

� �

=

Z p .

2.

.

' V 1

4

ồ ( c làm b ng thép CT3. ố + + h ' ''

­

Trong đó:

­

­

­

ứ ầ

­

2

+

+

)

3

ướ ố c ph n ren tr ng

� � =

=

m

0,001172(

)

p 2.20.

.

' V 1

4

ườ D = 1,7.db= 1,7.20 = 34 mm – đ ng kính bu lông ề H = 0,8.db= 0,8.20 = 16 mm – chi u cao ph n bu lông không ch a lõi ề ố h’ = 0,8.db= 0,8.20 = 16 mm – chi u cao đai  c ầ ề h’’ = h + 2 = 20 + 2 = 22 mm – chi u cao ph n lõi bu lông ầ h’’’ = 9 mm – kích th ( + 2 � 0,034 .0,016 0,02 . 0,016 0,022 0,009 �

2

ồ ắ Dùng cho bích n i bu ng b c – n p

)

(

h

h

.

'''

2 b

� D H d �

� �

=

Z p .

.

' V 2

4

ố + ố + + h '' '

­

Trong đó:

­

­

­

ứ

­

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 44

ướ ố ườ ng kính bu lông D = 1,7.db = 1,7.20 = 34 mm – đ ề ầ H = 0,8.db = 0,8.20 = 16 mm – chi u cao ph n bu lông không ch a lõi ố ề h’ = 0,8.db= 0,8.20 = 16 mm – chi u cao đai  c ầ ề h’’ = h + 2 = 22 + 2 = 24 mm – chi u cao ph n lõi bu lông ầ h’’’ = 9 mm – kích th c ph n ren tr ng

ế ế

ế ị

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

2

2

+

+

+

ụ ể )

3

( � 0,034 .0, 016 0,02 . 0,016 0,024 0,009 �

=

� � =

m

p 28.

.

4 8,378.10 (

)

' V 2

4

-

ố ượ c làm b ng thép CT3.

2 t

2 � d � n

=

Z

ố ớ ồ ồ ố ồ Đai  c đ ố Dùng cho bu ng b c – bu ng đ t và bích n i bu ng đ t v i đáy

3.7.9 Đai  cỐ ằ ố �- d � H .

p .

.

'

2.

" V 1

4

2

2

ủ Trong đó: ề ố H’ = 0,8.db= 0,8.20 = 16 mm – chi u cao đai  c ố ườ ng kính trong c a đai  c dt= 1,4.db = 1,4.20 = 28 mm – đ ườ dn = 1,15.dt = 1,15.28 = 32,2 mm – đ ủ ố ng kính ngoài c a đai  c

0,028

3

� 0,0322 �

� �

=

=

m

p 2.20.

.

.0,016 0,000127(

)

" V 1

4

-

2 t

2 � d � n

=

Z

p .

.

�- d � H .

'

" V 2

4

ồ ố ố ắ Dùng cho bích n i n p và bu ng b c.

2

2

ủ Trong đó: ề ố H’ = 0,8.db= 0,8.20 = 16 mm – chi u cao đai  c ố ườ ng kính trong c a đai  c dt= 1,4.db = 1,4.20 = 28 mm – đ ườ dn = 1,15.dt = 1,15.28 = 32,2 mm – đ ủ ố ng kính ngoài c a đai  c

0,028

3

� 0,0322 �

� �

=

=

m

p 28.

.

5 .0,016 8,89.10 (

)

" V 2

4

- -

=

+

=

+

ổ ố

' 2

4

3

3

=

+

=

�

V

m

m

+ 5 0,000127 8,89.10 (

)

3 2,77.10 (

)

(cid:0) ⇒ T ng th  tích thép làm bu lông, ren và đai  c: '' � V 2 - - - (cid:0) ể + ' '' V V V V 1 1 + 0,001172 8,378.10

3

2

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 45

ổ ố - ố ượ ng thép làm bu lông, ren và đai  c: = = = r (cid:0) m V kg 7850.2,77.10 21,77( . ) ⇒ T ng kh i l + m     bulongđai ôc

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

3.7.10 V   ng

ỉ Ố

ỉ

ượ ể

D

2 n

� D n d '. �

=

p 2.

.

� � S .

V vi

4

- - ằ Đ c làm b ng thép không g  OX18H10T. ỉ ố Th  tích thép làm v   ng: 2 2 nth t

ườ ồ

ệ t

ố ủ ng kính trong c a bu ng đ t ề ủ ố ng kính ngoài c a  ng truy n nhi ầ ườ

ng kính ngoài c a  ng tu n hoàn trung tâm ữ ủ ỉ ố ể ở ố Trong đó: Dt = 600 mm – đ ườ dn = 29 mm – đ Dnth = 277 mm – đ ề S = 30 mm – chi u dày tính toán t phía gi a c a v   ng ủ ố i thi u

(cid:0)

ố ượ ỉ ố

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 46

Kh i l ng thép làm v   ng: mvi = (cid:0) 1Vvi = 7900.9,923.10­3 = 78,39 (kg)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ạ ố ượ kg Lo i thép Kh i l ng;

Chi ti ồ tế ố Bu ng đ t OX18H10T 112,614

ồ ố Bu ng b c OX18H10T 500,07

ầ ụ Ph n hình nón c t OX18H10T 31,9

Đáy nón OX18H10T 27,775

OX18H10T 49,925

Ố N p ellipse ệ ố   t &  ng OX18H10T 205,5

ầ ặ ắ ề ng truy n nhi tu n hoàn trung tâm M t bích CT3 217,18

Bu long, Ren, Đai  cố CT3 21,77

78,39 ỉ ố V   ng OX18H10T

1245,124 T ngổ

ớ ể ị ế ị t b :

ố ượ ố ượ ấ ớ ố ượ ủ ể ấ ị ở ồ Kh i l Kh i l ng l n nh t có th  có c a dung d ch trong thi ng riêng l n nh t có th  có c a dung d ch là kh i l ng riêng ộ  n ng đ  20 %

ủ  tsdd(Po) : (cid:0) dd max = (cid:0) dd(20%,79,89oC) = 1188,044 (kg/m3) ệ ộ (cid:0) t đ

+

+ V V c

V ng ô

ông TH

TN

dd

+

+

)

(

d

2 b

+ p

=

p

H

H

.

.

.

C

gc

V C

2 D d 4

2

2

+

)

(

2 D D D D . b d 12 + 0,6.1 0,6

2 1

3

+ p

=

p

m

.

.0,18

= .0,04 0, 29(

)

V C

12

0,6 4

ế ị t b ị + và nhi ể Th  tích dung d ch trong thi = V V d

V i ớ ­

­

ồ ồ ủ ng kính trong c a bu ng b c; m ủ ng kính trong c a bu ng đ t; m

­

ố ố ụ ườ ườ ề ờ

­

ề ầ ủ ờ ụ

­

3

ầ

ể ể ị ị ệ ề t; m

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 47

Db – đ Dđ – đ ủ Hc– chi u cao c a ph n hình nón c t (không tính g ); m Hgc – chi u cao c a g  nón c t; m 3 ố – th  tích dung d ch trong  ng tu n hoàn trung tâm; m V ng TH ố ố  – th  tích dung d ch trong  ng truy n nhi V ng TN ­ ố  = 0,1548 m3 + V ng TN V ng TH  ố ố 3 ị ể Vđ – th  tích dung d ch trong đáy nón; m ­ Vđ=0,071 (m3)

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

=

+

+

=

+

=

(

)3

V

+ V V

m

+ 0, 29 0,1548 0,071 0,5158

c

ng

V d

dd

V ô

ông TH

TN

ọ ổ ả ủ T ng tr ng t ế ị t b

ượ ứ ừ mdd max = (cid:0) dd max Vdd = 1188,044.0,5158 = 612,79 (kg) i c a thi ­ mt=mtb + mdd max=1245,124 + 612,79=1857,914 (kg) ẳ ­ c làm t thép CT3

­

ượ ọ Ch n 4 tai treo th ng đ ng đ ọ Tr ng l ỗ ng trên m i tai treo:

ượ ọ ừ ả c ch n t b ng XIII.36, trang 438, [2]:

ố ủ Các thông s  c a tai treo đ G.10­4 q.10­6 B B1 H l a d mt S

F.104 m2 L N/m2 mm N kg

0,5 6 72,5 0,69 100 75 85 155 40 15 18 1,23

(cid:0) ộ i tr ng cho phép trên m t tai treo; N (cid:0)

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 48

(cid:0) ề ặ ỡ i tr ng cho phép trên b  m t đ (cid:0) ố ượ ộ Trong đó: ả ọ G: t ề ặ ỡ F:b  m t đ ; N ả ọ q: t mt: kh i l ng m t tai treo; kg

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Ầ Ế Ị Ụ PH N 4. TÍNH TOÁN THI T B  PH

Ệ Ế Ị I THI T B  GIA NHI T

ề t

ơ ố ứ ố ố ị t b   ng chùm th ng đ ng, dung d ch đi trong  ng, h i đ t đi ngoài  ng.

ạ ệ ố ệ 4. H  S  Truy n Nhi ẳ ế ị ố ọ Ch n thi ệ ậ Dòng nh p li u (dòng l nh):

(cid:0)

ơ ố Dòng h i đ t (dòng nóng):

ố ả ằ ả ộ ơ ố ự ố

ư ề

ệ ố ắ t ng n có h

=

a

2,04.

A .

1

0,25 � � r �D� � H t . � 1

ượ ứ ằ   ơ ố ệ ạ i khu v c h i đ t vào b ng Gi m t c đ  h i đ t nh m b o v  các  ng truy n nhi t t ω ả   ướ ỏ ệ c ng ng ch y cách chia làm nhi u mi ng vào. Ch n t c đ  h i đ t nh  (  = 10 m/s), n ề ặ   ế ơ ề t trên b  m t 0 = 1,5 m), ng ng h i bão hoà tinh khi màng (do  ng truy n nhi ứ đ ng. Công th c (V.101), trang 28, [4] đ ệ ề ọ ố ộ ơ ố ư ụ c áp d ng:

Trong đó:

­

(cid:0)

2.K) ở

­

ệ ố ấ 1– h  s  c p nhi ệ ấ c bão hoà áp su t 3 at (2171 kJ/kg)

­

0 = 1,5 m)

ơ ư t phía h i ng ng; W/(m ụ ủ ơ ướ  c a h i n ệ

­

m

ệ ộ ướ ệ ư ẩ r ­  n nhi t ng ng t ề ố ề t (H = h H ­ chi u cao  ng truy n nhi ộ ụ ệ ố ố ớ ướ c thì ph  thu c vào nhi A ­ h  s , đ i v i n t đ  màng n ư c ng ng t

­

v1=128,10C

ề ầ ặ ọ ệ ộ Sau nhi u l n tính l p ta ch n nhi t đ  vách ngoài t

(cid:0)

ở [2], trang 28:

Tra A  tm; 0C 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

A 104 120 139 155 169 179 188 194 197 199 199

ả ộ ượ Tra b ng và n i suy ta đ c: A= 191,15

(cid:0) (cid:0) t1 = tD – tv1 = 132,9 – 128,1 = 4,8 oC

(cid:0)

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 49

ư ơ (W/m2K) ệ ả t t Nhi i riêng phía h i ng ng

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Thi  q1 = (cid:0)

ế ế t k  thi 1.(cid:0) Ta có công th c: ứ

a

.

=� q v

n

(cid:0) t1 = 9137,6875.4,8= 43860,9 (W/m2)

� �D W t � � v ; � �� � � �� � 2 m r � � v

(cid:0)

2.K/W

ở

ơ ướ ủ ố ỏ ướ ư t tr  phía h i n c do vách ngoài c a  ng có màng m ng n ả   c ng ng (b ng

Trong đó:  rΣ v – t ng tr  vách; m ổ (m2/KW) V i:ớ ệ ở  ­ nhi + 31, trang 29, [8]).

ệ ủ ố ị ớ   t tr  phía dung d ch do vách trong c a  ng có l p

ả

+

ố ệ t

ề ệ ủ ố ả ớ ố   t c a  ng (tra b ng XII.7, trang 313, [2] v i  ng

+ ượ đ

ề ệ ố ẫ ỉ ằ (cid:0) ệ ườ

v = q1 = q2.

r2   = 0,387.10­3  m2.K/W – nhi ở + ẩ ặ c n b n dày 0,5 mm (b ng V.1, trang 4, [2]). δ  = 2 mm = 0,002 m – b  dày  ng truy n nhi λ  = 16,3 W/(m.K) – h  s  d n nhi c làm b ng thép không g  OX18H10T) ệ ộ ữ Δtv = tv1 ­ tv2 ; K – chênh l ch nhi ự ụ t đ  gi a 2 vách t ề ặ ng. ị ệ ổ V i quá trình cô đ c chân không liên t c, s  truy n nhi t  n đ nh nên q

(cid:0) rv= 43860,9.0,8545.10­3=37,48 oC

(cid:0) ớ tv = qv(cid:0)  tv2= 90,62oC

(cid:0)

ố ị ở ủ Các thông s  hóa lý c a dung d ch NaOH 10% ở w và t

tw = 109,36 54,9450C

Thông số λ 0,585 0,56

ρ ; W/(m.K) 3) ; kg/m 1056,98 1097,22

c; J/(kg.K) μ; N.s/m2 3874,68 0,7.10­3 3838,68 0,9446.10­3

ả ệ

t; W/(m.K): tra b ng I.130, trang 135, [1] 3: tra b ng 4, trang 11, [8] ng riêng; kg/m

ả ả t dung riêng; J/(kg.K): tra b ng I.154, trang 172, [1]

2: tra b ng I.107, trang 100, [1]

ự ọ ớ ộ ả

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 50

Trong đó: λ – h  s  d n nhi ệ ố ẫ ρ – kh i l ố ượ ệ c – nhi ộ μ – đ  nh t đ ng l c h c; Ns/m ẩ ố Chu n s  Prandtl:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ộ ủ ọ ố ề ố ệ ườ t là v = 1 m/s. Đ ng kính

t là d = 25 mm.

ẩ ố ị Ch n t c đ  c a dung d ch NaOH 10 % trong  ng truy n nhi ệ ề ủ ố trong c a  ng truy n nhi Chu n s  Reynolds:

0,8

0,43

=

Nu

e 0,021. .Re

.Pr

.

0,25 � � Pr � � Pr � � w

=

=

e

=

�

�

40

1,02

(cid:0) ệ ố ấ ứ ụ ệ ả ố ố Áp d ng công th c tính h  s  c p nhi t khi dòng ch y r i trong  ng (Re > 10000):

ọ l d Ch n l=1m 1000 25

tv2 = 90,62 oC (cid:0) (cid:0) t = (cid:0) t2 = tv2 – tc = 90,62 – 79,89 = 10,73

2 t2 = 4421,27. 10,73 = 47440,227 (W/m2)

(cid:0)

ố ươ q2 = (cid:0) Sai s  t ng đ i c a q ố ủ 2 so v i qớ 1:

ố ượ ợ ọ ấ c ch p nh n (các thông s  đã đ c ch n phù h p).

ố ượ ậ i riêng trung bình:

ề ệ ổ ặ t T ng Quát K Cho Quá Trình Cô Đ c

ệ ố ấ ệ c tính thông qua các h  s  c p nhi t:

nên sai s  đ ệ ả Nhi t t ệ ố H  S  Truy n Nhi ượ   K đ

5. Di n Tích B  M t Truy n Nhi

ề ặ ề ệ ệ t

ệ

Dòng  nhi  t  vào  ( W):  ầ ị Do dung d ch đ u :

 ơ ố

 ườ ố ẫ ng  ng d n h i đ t: ơ ố (cid:0) DctD

Dòng  nhi 





(cid:0)

Do h i đ t  ư ơ Do h i ng ng trong đ ệ t  ra  ( W):  ẩ ả Do s n ph m mang ra:   ư c ng ng: Dc ấ tt

ằ ươ ướ Do n ệ ổ Nhi t t n th t: Q ng trình cân b ng nhi

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 51

ệ t Ph GđCđ + D + (cid:0) DctD =  GcCc  + Dc(cid:0) + Qtt

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ờ ộ ượ ướ ư ị c bão hoà, bao gi cũng có m t l ng n ả   ố c đã ng ng b  cu n theo kho ng

ủ ơ

D = D(1­(cid:0) )(I­Cn(cid:0) ) (W)

c bão hòa cung c p là:     Q

ng do h i n ả ệ ượ t l ư ệ ộ ằ ạ ơ ướ Trong h i n φ ộ ẩ  = 0,05 (đ   m c a h i). (cid:0) Nhi ơ ướ ướ N c ng ng ch y ra có nhi t đ  c a h i đ t vào (không có quá l nh sau

n(cid:0) khi ng ng) thì I­C GđCđtđ + D(1­(cid:0) )( I­Cn(cid:0) ) = GcCctc + Qtt Thay Qtt =  Qε D = 0,05QD , QD = D(1­(cid:0) )(I­Cn(cid:0) ), Gd = Gc = G = 1200 kg/h

ấ ệ ộ ủ ơ ố t đ  b ng nhi ẩ ư ệ ụ ủ ơ ố = rD= 2171000(J/kg)  ( n nhi ư t ng ng t c a h i đ t)

(cid:0) D(1­(cid:0) )(1­(cid:0) )(I­Cn(cid:0) ) = G(cđ – cc)

(cid:0)

ơ ố ấ ệ ượ t l ng do h i đ t cung c p:

ệ ề Nhi QD = D(1­(cid:0) )rD =0,033(1­0,05)2171.103 = 68060,85 (W) ề ặ Di n tích b  m t truy n nhi ệ t

ố ố ề ứ S   ng truy n nhi ệ ượ t đ c tính theo công th c (III­49), trang 134, [4]:



Trong đó:   ệ ề ặ ề ệ t



ủ ố ề

ườ

F = 1,491 m2 – di n tích b  m t truy n nhi ệ ề t l = 1,5 m – chi u dài c a  ng truy n nhi ủ ố ng kính c a  ng truy n nhi d – đ Vì α1 > α2 nên ta ch n d = d ọ ề ệ t t = 25 mm.

 S   ng truy n nhi

ố ố ề ệ t là:

ố ố ả ụ ề

ủ ườ ế ị ọ ố ố ổ ứ t b  trao đ i nhi c tính theo công th c V.140, trang 49, [2]: ệ ượ t đ

ườ ủ ố ề ng   kính   ngoài   c a   ng   truy n   nhi đó: ệ t.

ướ ố

ủ ụ ố ố ườ Theo b ng V.11, trang 48, [2], ch n s   ng n = 19 và b  trí  ng theo hình l c giác đ u. Đ ng kính trong c a thi D = t.(b­1) + 4.dn Trong dn  =   dt  +   2S   =   25   +   2.2   =   27   mm   đ t = β.dn = 1,4.0,027 = 0,0378 m – b  s   ng trên đ c  ng ng xuyên tâm c a l c giác.

(cid:0)

D = 0,0378.(5­1) + 4.0,027 = 0,2592 m ệ ể t Th  tích bình gia nhi

ị ề ậ ả ờ ệ ớ ọ ố ỏ t l n, ch n s  pass phía v  m =

ố Dung d ch ch y ch m trong  ng nên th i gian truy n nhi 1.

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 52

Thông số Ký hi uệ Đ n vơ ị Giá trị

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

kg/h % wt 0C 0C J/(kg.K) J/(kg.K) ấ ượ ng Su t l ộ ồ N ng đ ệ ộ ầ t đ  đ u vào Nhi ệ ộ ầ t đ  đ u ra Nhi ầ ệ t dung riêng đ u vào Nhi ầ ệ t dung riêng đ u ra Nhi 1200 10 30 79,89 3859,92 3795

ụ n nhi

Ẩ ề ệ t

ườ ườ Nhi

Áp su tấ t đệ ộ Nhi ư ệ t ng ng t ế ị t b  gia nhi Chi u cao thi ề ố ệ t Đ ng kính trong  ng truy n nhi ố ề ệ Đ ng kính ngoài  ng truy n nhi t ấ ơ ố ng do h i đ t cung c p ể ơ ố ế Ị DUNG D CH NaOH Gđ xđ t' t’’ cđ cc Ơ Ố H I Đ T PD tD rD H dt dn QD D at 0C kJ/kg m m m W kg/s ng h i đ t bi u ki n ệ ượ t l ượ L 3 132,9 2171 1 0,025 0,027 68060,85 0,033

Ư Ế Ụ II. Ị THI T B  NG NG T

ế ị ư Ch n Thi

ọ ổ ặ ồ 1. t B  Ng ng T ượ ng khí b  sung sinh ra trong thi ụ ế ị t b  cô đ c bao g m:

ủ ế ơ ướ L +

+

ễ

ượ ể ạ ụ ượ  đ ế ợ   c k t h p t b  ng ng t

i phóng đ  t o chân không. Thi ệ ế ị ả ạ ộ

ụ ư

ế ị t b  ng ng t ơ ế ơ ướ ượ ư ấ ơ ướ ớ   ộ ượ ả c l n i phóng m t l c, gi ng h i n ơ   ỏ ơ ọ ng c  h c và tránh h ng hóc cho b m

ụ ự ượ ư ế ư t b  ng ng t

ả ượ ơ ề ạ  ch y xu ng còn khí không ng ng đ c chi u, chân cao (baromet). Trong đó, ư c b m chân

ừ ầ ủ ộ

ướ  ph n trên c a thi ượ ỏ ủ ấ ổ ế ị ộ tr c ti p lo i khô, ng ụ ố ư c ng ng t ậ ế ị t b  qua b  ph n tách l ng. c ch n sao cho t ng c a áp su t trong thi t b  và c t áp

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 53

ề ỷ ể ằ ấ c (ch  y u) H i n ơ Dung môi d  bay h i Khí không ng ngư + ả ầ ổ c gi Khí b  sung c n đ ể ệ ố ớ ơ v i b m chân không đ  h  th ng chân không ho t đ ng hi u qu  nh t. ụ ầ ư  h u h t h i n  làm ng ng t Thi ả cho b m chân không, do đó gi m tiêu hao năng l ỉ (ch  hút khí không ng ng). ế ị ọ Ch n thi ạ ướ n c làm l nh và n không hút ra t ọ ủ ố Chi u cao c a  ng baromet đ ớ thu  tĩnh b ng v i áp su t khí quy n.

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ế ị ư 2. Tính thi t b  ng ng t

ở

0C, độ     = 77 %. Theo gi n đ  h – x c a không khí  m, h = 72,5 kJ/kg không

φ ệ ộ t đ  không khí trung bình  ả TPHCM là t = 27,2  ẩ ồ ủ

2d = 23 + 3 = 26 0C.

ọ c ch n là t ượ c l nh đ ệ ộ ầ ướ ượ t đ  b u  t đ ệ ộ ầ ủ ướ ạ t đ  đ u c a n

ứ = 23 0C. ọ c ch n là t ệ ộ ố ủ ướ ạ t đ  cu i c a n

2c = tc – 10 =

ượ c l nh đ ọ c ch n là t

ụ ự ế ị ượ ầ ượ ng không khí c n hút đ t b  ng ng t ứ   c tính theo công th c

ướ ượ ướ ế ị ượ ụ ư ứ t b  ng ng t i vào thi ; kg/s, đ c đ c t c tính theo công th c VI.51,

ụ ả Theo b ng VII.1, trang 97, [2]: nhi ố ươ ẩ m t ng đ i là  khí  m.ẩ Nhi Nhi V i Pớ c = 0,35 at và tc = 72,05 0C: Nhi 72,05 – 10 = 62,05 0C. ế ư ố ớ Đ i v i thi  tr c ti p, l VI.47, trang 84, [2]: Gkk = 0,000025.W + 0,000025.Gn + 0,01.W; kg/s Trong đó ượ ng n Gn – l trang 84, [2]:

ế ị ư ụ .

ủ ơ ướ ng riêng c a h i n c (b ng I.251, trang 314, [1]).

V i:ớ ứ ơ ượ ng h i th  đi vào thi W = 600 kg/h – l ệ ượ i = 2650 kJ/kg – nhi t l ệ cn = 4180 J/(kg.K) – nhi t b  ng ng t ả ủ ướ t dung riêng trung bình c a n c.

ạ ế ụ ự ệ ộ ượ t b  ng ng t tr c ti p lo i khô, nhi ứ   c tính theo công th c t đ  không khí đ

ượ ứ ể ầ ẩ

ệ ị ư ố ớ Đ i v i thi VI.50, trang 84, [2]:  tkk = t2d + 4 + 0,1.(t2c – t2d) = 26 + 4 + 0,1.(62,05 – 26) = 33,605 0C.⇒ Ph = 0,056 at (tra gi nả   ủ ồ   c tính theo công th c VI.49, đ  h – x c a không khí  m) ­ Th  tích không khí c n hút đ trang 84, [2]:

ướ

ọ ớ ấ ớ ơ

ườ ủ ứ Kích th         Thông th ế . Khi đó, đ t ủ ế ủ ế ị ư ụ c ch  y u c a thi t b  ng ng t ấ ườ ượ ng, năng su t tính toán đ ế ị ượ t b  đ ng kính trong c a thi ự   ầ c ch n l n h n 1,5 l n so v i năng su t th c c tính theo công th c VI.52, trang 84, [2]:

ủ ơ ả ng riêng c a h i th 0,35 at (tra b ng I.251, trang 314, [1])

tr= 0,5 m =500mm ơ ả ướ

ứ ụ ρh = 0,2166 kg/m3 – kh i l ố ượ ωh = 20 m/s – t c đ  c a h i th  trong thi ố ộ ủ ơ ứ ở ế ị ư t b  ng ng t ọ  (ch n)

ủ ế ị ư ụ ượ ả ọ c c  b n c a thi t b  ng ng t baromet đ c ch n theo b ng VI.8, trang 88,

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 54

Ch n Dọ Kích th [2]:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Ký hi uệ Giá tr ; mmị cướ

ủ

ế ị t b ế ị t b

ắ

ướ ế ị t b ế ị t b

ế ị ư ữ ủ ụ ế ị Kích th ườ Đ ng kính trong c a thi ề ủ Chi u dày c a thành thi ừ ả ế  ngăn trên cùng đ n n p thi Kho ng cách t ế ừ ả Kho ng cách t i cùng đ n đáy thi  ngăn d ề ộ ủ ấ B  r ng c a t m ngăn ả Kho ng cách gi a tâm c a thi t b  ng ng t và thi ồ t b  thu h i

ề ộ

ế ị t b ồ t b  thu h i

ủ ế ị

Dtr S a0 an b K1 K2 T D1 h1(h) D2 500 5 1300 1200 ­ 675 ­ 1300 400 1440 ­

ơ

ơ ơ ồ t b  thu h i ồ ế ị t b  thu h i

ủ ệ ố Chi u r ng c a h  th ng thi ườ ế ị ủ Đ ng kính c a thi ề ồ t b  thu h i Chi u cao c a thi ườ ồ ế ị ủ Đ ng kính c a thi t b  thu h i ử ườ Đ ng kính các c a ra và vào: ơ H i vào ướ N c vào ợ ỗ H n h p khí và h i ra ố ớ ố N i v i  ng baromet ợ ỗ ệ ị H n h p khí và h i vào thi ỏ ợ ỗ H n h p khí và h i ra kh i thi ố ừ ồ ế ố ế ị N i t t b  thu h i đ n  ng baromet  thi Ố ng thông khí d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 300 100 80 125 80 50 50 ­

ể ả ấ ạ ả

­ vi c t [2]:

ướ ấ ề ộ ủ ấ ượ ứ ị ệ ố Kích th t. Chi u r ng c a t m ngăn đ c t m ngăn: T m ngăn có d ng hình viên phân đ  b o đ m làm c xác đ nh theo công th c VI.53, trang 85,

ướ ộ ướ ạ ườ nh  đ ấ c đ c trên t m ngăn, n c làm ngu i là n c s ch nên đ ng kính

Có nhi u l ỗ ượ  đ l

ủ ể ướ ạ ư ể ụ ơ ề ỗ ỏ ượ ụ ọ c ch n là d = 2 mm. L u l ng th  tích c a n c l nh dùng đ  ng ng t ứ  h i th : Nhi ệ ộ  t đ

ủ ướ ư ượ ­ trung bình c a n c:

(cid:0) n = 988,49 (kg/m3) (b ng I.249, trang 310, [1]) ả

δ ề ấ ộ ủ   ố  = 4 mm, t c đ  c a

ướ ờ ấ c = 0,62 m/s.

ề c là ω ệ ề ặ ủ ộ ặ ắ ủ ỗ ế ị ư trong toàn b  m t c t ngang c a thi t b  ng ng t ụ   ,

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 55

ộ ặ ấ ọ Ch n chi u cao g  t m ngăn là h = 40 mm, chi u dày t m ngăn là  tia n ổ T ng di n tích b  m t c a các l nghĩa là trên m t c p t m ngăn là:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ế ế t di n c a thi

ố ệ ế ệ t di n các l ụ ệ ỗ ớ  v i di n tích ti ướ ủ ề c x p theo hình l c giác đ u. B c c a các l ế ị  ệ ủ t b ị ỗ ượ   c xác đ nh  đ

ọ ỷ ố ữ ổ  s  gi a t ng s  di n tích ti Ch n t ỗ ượ ụ ư  là   Các l ng ng t  đ ứ ằ b ng công th c VI.55, trang 85, [2]:

ứ ộ ướ M c đ  đun nóng n c:

­

­

ả ớ Tra b ng VI.7, trang 86, [2] v i d = 2 mm và P = 0,774:

­

ữ ố ố ậ ả

ơ ộ ậ

ơ ể t ụ ừ ướ  d , khi h i đi trong thi

ấ ầ ả ầ   ủ i lên thì th  tích c a nó gi m d n. ướ   i lên ả ừ ướ  d ng t

ả ợ ỗ

ọ ả

­

­

ắ

­

­

ế ị t b  là 1300 mm. ế ị t b  là 1200 mm.

ủ ụ :

ướ ố

ướ ạ ộ ủ ướ ả ượ 25 mm = 0,125 m.  ố  ch y trong  ng baromet đ c l nh và n ư c ng ng t c tính theo công

S  ngăn n = 8 S  b c n = 4 Kho ng cách gi a các ngăn h = 400 mm τ ờ Th i gian r i qua m t b c   = 0,41 s  ­ ự ế ế ị ư Trong th c t t b  ng ng t ữ ả Do đó, kho ng cách h p lý nh t gi a các ngăn cũng nên gi m d n theo h kho ng 50 mm cho m i ngăn. ữ Ch n kho ng cách gi a các ngăn là 400 mm. ­ ả ế ừ  ngăn trên cùng đ n n p thi Kho ng cách t ả ướ ế ừ i cùng đ n đáy thi  ngăn d Kho ng cách t ề ầ ờ ủ ắ Chi u cao ph n g  c a n p là 50 mm. ề ầ ắ Chi u cao ph n n p ellipse là 250 mm. ề ầ Chi u cao ph n đáy nón là  544 mm. ­ ⇒ Chi u cao c a thi ế ị ư ề t b  ng ng t H = 250 + 50 + 1300 + 400.7 + 1200 + 544= 6144 mm  Kích th      c  ng baromet:   ườ ủ ố Đ ng kính trong c a  ng baromet là d = 1 ụ ố T c đ  c a n ứ th c VI.57, trang 86, [2]:

ứ ề ượ c tính theo công th c II­15, trang 102, [4]:

ộ c tĩnh do đ  chân không ở ự ướ ạ ố c ch y trong  ng

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 56

ụ ứ ố Chi u cao  ng baromet đ H = h1 + h2 + 0,5; m Trong đó: ộ ướ h1 : chi u cao c t n ắ ể h2: chi u cao đ  kh c ph c tr  l c khi n h1 đ ề ề ượ c tính theo công th c VI.59, trang 86, [2]:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ế ị ư ụ t b  ng ng t ; mmHg

Trong đó: ộ b – đ  chân không trong thi b = 760 – 0,35.735 = 502,75mmHg

ượ ứ h2 đ c tính theo công th c VI.60, trang 87, [2]:

1 = 0,5 và khi ra kh i  ng ξ

2 = 1 ⇒

Σξ ệ ố ở ự ố ọ ỏ ố Ch n h  s  tr  l c khi vào  ng ξ = 1,5.

ụ ướ ư c ng ng t có:

(cid:0)

(cid:0) ướ ạ N c l nh và n ttb = 62,05oC (cid:0) n = 981,607 (kg/m3) n = 0,000455 (Ns/m2)

ệ ề ả ố ⇒ độ

ε

ượ ứ ế ộ ả ố (Ch  đ  ch y r i) ọ ố Ch n  ng thép CT3 là  ng hàn trong đi u ki n ăn mòn ít (b ng II.15, trang 381, [1]) nhám tuy t đ i là   = 0,2 mm. Regh đ ệ ố c tính theo công th c II.60, trang 378, [1]:

ượ ứ Ren đ c tính theo công th c II.62, trang 379, [1]:

ự

ệ ố ượ ứ (cid:0) Regh < Re < Ren (khu v c quá đ ) ộ (cid:0) H  s  ma sát  λ  đ c tính theo công th c II.64, trang 380, [1]:

(cid:0)

(cid:0)

(cid:0)

H = 7,38 m ọ Ch n H = 8m

Ồ III. Ị B N CAO V

(cid:0) ủ ư ượ ậ c dùng đ   n đ nh l u l

ể ổ ắ ằ ở ự ủ ng c a dung d ch nh p li u. B n đ ố ồ ơ ườ ị ượ   ệ c ớ   ng  ng và cao h n so v i

ủ ồ ị ượ ồ B n cao v  đ ợ ặ ở ộ đ t   đ  cao phù h p nh m th ng đ ị ặ m t thoáng c a dung d ch trong n i cô đ c.

(cid:0) ị ượ c các tr  l c c a đ ặ ớ ươ ủ ồ ặ ắ ặ

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 57

ụ Áp d ng ph ặ ị   ng trình Bernoulli v i 2 m t c t là 1 – 1 (m t thoáng c a b n cao v ) ủ ồ ặ và 2 – 2 (m t thoáng c a n i cô đ c):

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

Trong đó: v1 = v2 = 0 m/s P1 = 1 at P2 = P0 = 0,364at

(cid:0) ố ượ ủ ị ng riêng c a dung d ch NaOH 10 % ở tb = 79,890C t

= 1077,066 kg/m3 –  kh i l ả

ị ớ ộ ự ủ ở tb  (b ngả t

ị ồ ủ ừ ặ ặ ế m t thoáng c a dung d ch trong n i cô đ c đ n m t đ t; m

ế ả

ữ ố ủ ố ề

ề

ồ ủ ờ ủ ầ

ố

ườ ọ ị ế ố

ề ố ộ ủ (b ng 4, trang 11, [8]) μ   =   7,01155.10­4  Ns/m2  –   đ   nh t   đ ng   l c   c a   dung   d ch   NaOH   10   %   ộ I.107,trang 100, [1]) ặ ấ ả z2 ­ kho ng cách t z2 = z’ + Hđ + Hbđ + Hgc + Hc = 1 + 0,584 + 1,5 + 0,04 + 0,185 = 3,309 m         V i:ớ ặ ấ ệ ừ ầ  ph n n i gi a  ng tháo li u và đáy nón đ n m t đ t z’ = 1 m – kho ng cách t Hđ = 0,544 + 0,04 = 0,584 m – chi u cao c a đáy nón ố ủ Hbđ = 1,5 m – chi u cao c a bu ng đ t ụ ề Hgc = 0,04 m – chi u cao c a g  nón c t ụ ề Hc = 0,185 m – chi u cao c a ph n hình nón c t ệ ậ Đ ng kính  ng nh p li u là d = 20 mm = 0,02 m. ồ ừ ồ ố ườ  b n cao v  đ n bu ng b c là l = 20 m. ng  ng t Ch n chi u dài đ ố ị ở  trong  ng: T c đ  c a dung d ch

ẩ ố Chu n s  Reynolds:

ệ ề ả ố ⇒ độ

ε

ượ ứ ế ộ ả ố  (ch  đ  ch y r i) ọ ố Ch n  ng thép CT3 là  ng hàn trong đi u ki n ăn mòn ít (b ng II.15, trang 381, [1])  nhám tuy t đ i là   = 0,2 mm. Regh đ ệ ố c tính theo công th c II.60, trang 378, [1]:

ượ ứ Ren đ c tính theo công th c II.62, trang 379, [1]:

ự

ệ ố ượ ứ ⇒Regh < Re < Ren (khu v c quá đ ) ộ λ ⇒ H  s  ma sát   đ c tính theo công th c II.64, trang 380, [1]:

ệ ố ở ự ụ ộ Các h  s  tr  l c c c b :

gây tr ở ng S  l

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 58

ế ố Y u t ầ Đ u vào Đ u raầ ệ ố ở ự ụ   H  s  tr  l c c c 0,5 1 ố ượ 1 1 Ký hi uệ (cid:0)  vào (cid:0)  ra

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

0

0

ỷ Khu u 90 Van c aử 1 1,5 6 2 (cid:0) (cid:0)  khu u 90 ỷ (cid:0)  van  = 0,5 + 1 + 6.1 + 2.1,5 = 10,5 Σξ

ấ ổ ổ ườ T ng t n th t trên đ ố ng  ng:

ủ ồ ặ ấ ị ế ừ ặ m t thoáng c a b n cao v  đ n m t đ t:

ự ả ừ ồ ố ủ ồ ặ ồ ị ch y t b n cao v  vào bu ng b c c a n i cô đ c khi

ị ộ ở

ủ ồ ặ ấ ị ế ọ m t thoáng c a b n cao v  đ n m t đ t là 3,5 m. ⇒ Kho ng cách t ả   ⇒ Dung d ch NaOH 10 % luôn t ừ ồ  3,115 m tr  lên.  b n có đ  cao t ừ ặ ả ­ Ch n kho ng cách t

IV. B M CHÂN KHÔNG

Ơ ấ ủ ơ Công su t c a b m chân không:

Trong đó:

­

ị ừ ỉ ố 1,2 đ n 1,62. Ch n m = 1,62.

ế m – ch  s  đa bi n, có giá tr  t P1 – áp su t c a không khí trong thi . P

­ = 0,294 at, v i: Pớ ­

ấ ủ ơ ướ ấ ủ h – áp su t c a h i n

­

ư ượ ấ ầ ng th  tích không khí c n hút

­

ể ệ ố ệ ỉ ọ ế ụ 1 = Pc – Ph = 0,35 – 0,056  ế ị ư t b  ng ng t ợ ỗ c trong h n h p P2 = Pa = 1 at = 9,81.104 N/m2 – áp su t khí quy n ể Vkk – l u l ηck = 0,8 – h  s  hi u ch nh

0

ở 0C và 760 mmHg là S = 0,002267.60 = 0,13602 m3/phút. ớ ệ

ấ

ơ

ể ộ

ố ượ ố ộ T c đ  hút  ố ơ ọ Ta ch n b m có ký hi u là BH­025­2 v i các thông s : Các thông số ơ ố ấ S  c p ố ộ ơ T c đ  b m trong vùng áp su t 760 – 1 mmHg; L/s ầ ượ ng d u; L L ấ ộ Công su t đ ng c ; kW ướ ổ Kích th Kh i l c t ng th  dài x r ng x cao; mm ng; kg B m BH­025­2 2 0,25 0,86 0,3 330 x 243,5 x 229 16,5

IV.5.1 L p Cách Nhi

Ụ V.

ề ớ ệ ủ ố ượ ồ t c a bu ng đ t đ c tính theo

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 59

ậ ệ ứ CÁC CHI TI T PHẾ ớ ệ   t ế ạ  V t li u ch  t o là amiante carton. ­ B  dày l p cách nhi công th c VI.66, trang 92, [2]:

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ế ị ệ t b ; oC. Vì nhi

ể ớ ớ ề ặ ệ ở ủ  c a t tr ọ T1 = tD = 142,9 t nên có th  ch n t ệ ộ ủ ớ t đ  c a l p cách nhi ỏ ế ị ấ t b  r t nh  so v i nhi ệ ế t ti p giáp v i b  m t thi ệ ở ủ ớ t tr  c a l p cách nhi

0C đ n 50 ế

0C.   Ch n   tọ

ệ ộ ủ ề ặ ớ ệ ề ả ừ t đ  c a b  m t l p cách nhi t v  phía không khí, vào kho ng t 40

KK  =   27,4  0C   (b ng   VII.1,   trang   97,   [2]) t đ n không khí; W/(m2.K),

ủ ớ ả ệ ế b  m t ngoài c a l p cách nhi

t   đ   c a   không   khí;   ệ ừ ề ặ t t ứ c tính theo công th c VI.67, trang 92, [2]:

0C.

ệ ố ẫ ệ ủ ở Trong đó: tT1  – nhi thành thi 0C. tT2 – nhi oC. Ch n tọ T2 = 45 0C. ệ ộ ủ tKK  –   nhi αn  – h  s  c p nhi ệ ố ấ ượ đ αn = 9,3 + 0,058.tT2 = 9,3 + 0,058.(45 + 273) = 27,744 W/(m2.K) λc = 0,144 W/(m.K) – h  s  d n nhi  100 t c a amiante carton

ề ệ ớ ệ ồ ồ ố t cho bu ng b c và bu ng đ t đ ố ượ   c

ể ọ ế ạ ậ Đ  thu n ti n trong ch  t o, chi u dày l p cách nhi ch n là 30 mm.

ỷ

ế ạ ủ ố ấ ỏ ượ ự ể ượ ấ c b  trí sao cho m c ch t l ng có th  đ ố   c nhìn th y. Do đó, có 2 kính gi ng

0.

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 60

ồ ở 2. Kính Quan Sát  ậ ệ ­ V t li u ch  t o là thép CT3 và thu  tinh.  ườ ­ Đ ng kính c a kính quan sát là D =200 mm.  ­ Kính đ nhau ố ạ  2 bên bu ng b c, t o thành góc 180

ế ế

ế ị

ụ ể

ặ

ặ

ồ

ị

Thi

t k  thi

t b  cô đ c chân không 1 n i liên t c đ  cô đ c dung d ch NaOH

ả Tài Li u Tham Kh o ệ ế ị ổ ấ ậ ệ ả S  tay Quá trình và Thi t b  Công ngh  Hoá ch t, t p 1 , NXB Khoa ,

ỹ ề [1] Nhi u tác gi ậ h c vàọ  K  thu t, 2006.

ổ ế ị ấ ậ ệ ả S  tay Quá trình và Thi t b  Công ngh  Hoá ch t, t p 2 , NXB Khoa ,

ỹ ề [2] Nhi u tác gi ậ h c vàọ  K  thu t, 2006.

ạ ế ị ự ệ ẩ ậ ọ Quá trình và Thi t b  Công ngh  Hoá h c & Th c ph m, t p 10, Ví

[3] Ph m Văn Bôn,  d  vàụ  bài t pậ , NXB ĐHQG TPHCM, 2010.

ễ ế ị ề ệ ể ỹ Thi t b  truy n nhi t và chuy n kh i ậ   ố , NXB Khoa h c và K  thu t, ọ

[4] Nguy n Văn May,  2006.

ạ ễ ự t b  Công ngh  Hoá h c & Th c

ế ị ẩ ậ ọ Quá trình và thi ệ ể ề ị ế ị t, Quy n 1: Truy n nhi ệ ọ ệ ổ t  n đ nh t b  truy n nhi , NXB

[5] Ph m Văn Bôn, Nguy n Đình Th ,  ề ph m, t p 5, Quá trình và thi ĐHQG TPHCM, 2006.

ế ế ế ế ế ị ự ấ ẩ t k  Thi

ụ ,  t b  hoá ch t và ch  bi n th c ph m đa d ng ở ộ ạ [6] Phan Văn Th m, ơ ổ S  tay thi ệ ạ ụ Bộ Giáo d c và Đào t o, Vi n Đào t o M  r ng.

ồ ế ế ế ế ị ầ Tính toán, thi t k  các chi ti t thi ấ t b  hoá ch t và d u khí , NXB Khoa

ỹ [7] H  Lê Viên,  ậ ọ h c và K  thu t, 2006.

ộ ơ ọ ứ ề ả ệ ề ế ị B ng tra c u Quá trình c  h c – Truy n nhi t – Truy n t b ,

[8] B  môn Máy và Thi kh iố , NXB ĐHQG TPHCM, 2009.

ạ ẩ

Ế Ị Ỹ

Ề GVHD: TI N TI N NAM SVTH: VŨ TH  M  THI

Page 61

ả Các quá trình, thi ế ị ấ ậ ề ọ ỹ [9] Ph m Xuân To n,  ậ t p3: Các quá trình và thi t b  truy n nhi ế ị t ự ệ t b  trong Công ngh  Hoá ch t và Th c ph m,  ệ , NXB Khoa h c và K  thu t, 2008.