Tr ng:ườ ĐHCN Hà N i Đ Án Môn H c QTTB CN Hóaộ ồ ọ
H cọ
Đ ÁN MÔN H C QUÁ TRÌNH THI T BỒ Ọ Ế Ị
H và tênọ : Đ Th Thu Hi nỗ ị ề
L pớ : Đ.H.C.N Hóa1 - K2
Khoa : Công Ngh Hóaệ
Giáo viên h ng d n : ướ ẫ Nguy n Xuân Huyễ
N I DUNG Đ BÀI:Ộ Ề
Thi t k h th ng 2 n i cô đ c xuôi chi u tu n hoàn c ng b c cô đ cế ế ệ ố ồ ặ ề ầ ưỡ ứ ặ
dung d ch KNOị3 v i năng su t 12000 kg/h.ớ ấ
Chi u cao ng gia nhi t: 2 mề ố ệ
N ng đ đ u vào c a dung d ch: 10%ồ ộ ầ ủ ị
N ng đ cu i c a dung d ch: 28%ồ ộ ố ủ ị
Áp su t h i đ t n i 1: 4 atấ ơ ố ồ
Áp su t h i ng ng t : 0,35 atấ ơ ư ụ
NHÂN XET CUA GIAO VIÊN
∗∗∗∗∗
…………………………………………...............................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
...............................................................................................................................
Ha Nôi, Ngay … Tha ng …Năm 2010
Ng i nhân xetươ
GVHD :Nguy n Xuân Huy ễSVTH : Đ Th Thuỗ ị
Hi nề
1
Tr ng:ườ ĐHCN Hà N i Đ Án Môn H c QTTB CN Hóaộ ồ ọ
H cọ
M C L CỤ Ụ
L I M Đ UỜ Ở Ầ .......................................................................................................................... 4
PH N IẦ ...................................................................................................................................... 6
GI I THI U CHUNGỚ Ệ ............................................................................................................. 6
1. Phân lo i thi t b cô đ c: ạ ế ị ặ ................................................................................................ 7
2. Cô đ c nhi u n i:ặ ề ồ ............................................................................................................. 8
3.Gi i thi u v dung d ch KNO3: ớ ệ ề ị .................................................................................... 9
4. S đ dây chuy n s n xu t : ơ ồ ề ả ấ .......................................................................................... 9
4.1. S đ dây chuy n h th ng cô đ c 2 n i xuôi chi u tu n hoàn c ng b c.ơ ồ ề ệ ố ặ ồ ề ầ ưỡ ứ ...... 10
4.2. Nguyên lý làm vi c c a h th ng ệ ủ ệ ố .......................................................................... 11
PH N IIẦ .................................................................................................................................. 13
TÍNH TOÁN THI T B CHÍNHẾ Ị ............................................................................................ 13
1. S li u ban đ u : ố ệ ầ ........................................................................................................... 13
2.Tính cân b ng v t li u : ằ ậ ệ ................................................................................................. 13
2.1. Xác đ nh l ng n c b c h i ( l ng h i th ) toàn b h th ng và trong t ngị ượ ướ ố ơ ượ ơ ứ ộ ệ ố ừ
n i:ồ .................................................................................................................................. 13
2.1.1. Xác đ nh l ng h i th b c ra trong toàn b h th ng:ị ượ ớ ứ ố ộ ệ ố ................................. 13
2.1.2.Xác đ nh l ng h i th b c ra t m i n i :ị ượ ơ ứ ố ừ ỗ ồ ..................................................... 13
2.2. Xác đ nh n ng đ cu i c a dung d ch t i t ng n iị ồ ộ ố ủ ị ạ ừ ồ ............................................... 14
3.Tính cân b ng nhi t l ng : ằ ệ ượ .......................................................................................... 14
3.1.Xác đ nh áp su t và nhi t đ trong m i n i: ị ấ ệ ộ ỗ ồ .......................................................... 14
3.1.1 Xác đ nh áp su t và nhi t đ h i đ t trong m i n i. ị ấ ệ ộ ơ ố ỗ ồ ...................................... 14
3.1.2 Xác đ nh nhi t đ và áp su t h i th m i n i.ị ệ ộ ấ ơ ứ ở ỗ ồ ............................................. 15
3.2.Xác đ nh t n th t nhi t đ : ị ổ ấ ệ ộ ..................................................................................... 16
3.2.1. T n th t nhi t đ do n ng đ : ổ ấ ệ ộ ồ ộ ..................................................................... 16
3.2.2 T n th t do áp su t thu tĩnh:ổ ấ ấ ỷ ........................................................................... 17
3.2.3 T n th t do đ ng ng ổ ấ ườ ố .................................................................................... 18
3.3.Tính hi u s nhi t đ h u ích c a h h th ng và t ng n iệ ố ệ ộ ữ ủ ệ ệ ố ừ ồ ................................. 18
3.3.1 H s nhi t đ h ích trong h th ng đ c xác đ nh :ệ ố ệ ộ ữư ệ ố ượ ị ................................ 18
3.3.2 Xác đ nh nhi t đ sôi c a t ng n iị ệ ộ ủ ừ ồ .................................................................. 20
3.3.3 Xác đ nh nhi t đ h u ích m i n i;ị ệ ộ ữ ở ỗ ồ .............................................................. 20
3.4.L p ph ng trình cân b ng nhi t l ng:ậ ươ ằ ệ ượ ............................................................... 20
3.4.1 Nhi t l ng vào g m có:ệ ượ ồ .................................................................................. 21
3.4.2 Nhi t l ng mang ra:ệ ượ ........................................................................................ 21
3.4.3 H ph ng trình cân b ng nhi t:ệ ươ ằ ệ ..................................................................... 21
4.Tính h s c p nhi t , nhi t l ng trung bình t ng n i:ệ ố ấ ệ ệ ượ ừ ồ .............................................. 25
4.1.Tính h s c p nhi t khi ng ng t h i.ệ ố ấ ệ ư ụ ơ ................................................................. 25
4.2. Xác đ nh nhi t t i riêng v phía h i ng ng t : ị ệ ả ề ơ ư ụ .................................................... 26
4.3.Tính h s c p nhi t t b m t đ t đ n ch t l ng sôi W/m2 đ : ệ ố ấ ệ ừ ề ặ ố ế ấ ỏ ộ ...................... 27
4.3.1 Kh i l ng riêng :ố ượ ............................................................................................. 29
4.3.2 Nhi t dung riêng :ệ .............................................................................................. 29
4.3.3 H s d n nhi t: ệ ố ẫ ệ .............................................................................................. 29
4.3.4 Đ nh t : ộ ớ ........................................................................................................... 31
4.4.Nhi t t i riêng v phía dung d ch : ệ ả ề ị ......................................................................... 32
4.5.So sánh q2i và q1i : ................................................................................................. 32
5. Xác đ nh h s truy n nhi t cho t ng n iị ệ ố ề ệ ừ ồ .................................................................... 33
6..Hi u s nhi t đ h u íchệ ố ệ ộ ữ ............................................................................................... 34
6.1. Xác đ nh t s sau : ị ỷ ố ................................................................................................ 34
6.2.Xác đ nh nhi t đ h u ích m i n i : ị ệ ộ ữ ở ỗ ồ ................................................................... 34
GVHD :Nguy n Xuân Huy ễSVTH : Đ Th Thuỗ ị
Hi nề
2
Tr ng:ườ ĐHCN Hà N i Đ Án Môn H c QTTB CN Hóaộ ồ ọ
H cọ
8. Tính b m t truy n nhi t (F)ề ặ ề ệ ......................................................................................... 35
PH N IIIẦ ................................................................................................................................. 35
TÍNH TOÁN C KHÍ VÀ L A CH NƠ Ự Ọ ............................................................................... 35
1. Bu ng đ t ồ ố ...................................................................................................................... 36
1.1 .Xác đ nh s ng trong bu ng đ t: ị ố ố ồ ố ......................................................................... 36
1.2. Đ ng kính c a bu ng đ t : ườ ủ ồ ố .................................................................................. 37
1.3 Chi u dày bu ng đ t : ề ồ ố ............................................................................................. 37
1.4.Chi u dày l i đ ng : ề ướ ỡ ố ......................................................................................... 41
1.5 .Chi u dày đáy bu ng đ t : ề ồ ố ..................................................................................... 42
1.6.Tra bích đ l p đáy vào thân bu ng đ t : ể ắ ồ ố ............................................................... 45
2.Bu ng b cồ ố ....................................................................................................................... 46
2.1 Th tích bu ng b c h i : ể ồ ố ơ ......................................................................................... 46
2.2. Chi u cao bu ng b c : ề ồ ố ........................................................................................... 46
2.3. Chi u dày bu ng b c:ề ồ ố ............................................................................................. 47
2.4 .Ch n chi u dày n p bu ng b c ( nh đáy bu ng đ t ): ọ ề ắ ồ ố ư ồ ố ...................................... 48
2.5. Tra bích đ l p thân bu ng b c : ể ắ ồ ố ........................................................................... 50
3. Chi u dày ng có g b ng thép CT3 ề ố ờ ằ ............................................................................ 51
4. Tính toán m t s chi ti t khác ộ ố ế ...................................................................................... 52
4.1. Tính đ ng kính các ng n i d n h i , dung d ch vào, ra thi t b : ườ ố ố ẫ ơ ị ế ị ..................... 52
4.1.1 ng d n h i đ t vào : Ố ẫ ơ ố ...................................................................................... 53
4.1.2 ng d n dung d ch vào : Ố ẫ ị ................................................................................. 53
4.1.3. ng d n h i th ra : Ố ẫ ơ ứ ........................................................................................ 54
4.1.4. ng d n dung d ch ra:Ố ẫ ị ...................................................................................... 54
4.1.5. ng tháo n c ng ng : Ố ướ ư ................................................................................... 54
4.1.6 ng tu n hoàn:Ố ầ .................................................................................................. 55
4.2. Tính và ch n tai treo giá đ : ọ ỡ .................................................................................. 59
4.2.1. Tính Gnk : ........................................................................................................ 59
4.2.2.Tính Gnd. : ........................................................................................................ 64
4.3. Ch n kính quan sát : ọ ............................................................................................... 65
4.4.Tính b dày l p cách nhi t : ề ớ ệ ................................................................................... 65
PH N IVẦ ................................................................................................................................. 66
TÍNH TOÁN THI T B PHẾ Ị Ụ ................................................................................................. 66
1.Gia nhi t h n h p đ u : ệ ỗ ợ ầ ................................................................................................ 67
1.1.Nhi t l ng trao đ i :( Q)ệ ượ ổ ........................................................................................ 67
1.2.Hi u s nhi t đ h u ích:ệ ố ệ ộ ữ ........................................................................................ 67
1.3.B m t truy n nhi t:ề ặ ề ệ ............................................................................................... 72
1.4.S ng truy n nhi tố ố ề ệ : ............................................................................................... 72
1.5.Đ ng kính trong c a thi t b đun nóng : ườ ủ ế ị ............................................................. 73
1.6.Tính v n t c và chia ngănậ ố : ..................................................................................... 74
2.Chi u cao thùng cao v : ề ị .................................................................................................. 74
3.B mơ .................................................................................................................................. 83
3.1.Xác đ nh áp su t toàn ph n do b m t o ra:ị ấ ầ ơ ạ ............................................................. 83
3.2.Năng su t trên tr c b m:ấ ụ ơ ......................................................................................... 86
3.3.Công su t đ ng c đi n: ấ ộ ơ ệ ......................................................................................... 87
4.Thi t b ng ng t baromet:ế ị ư ụ ............................................................................................. 88
4.1.L ng n c l nh c n thi t đ ng ng t :ượ ướ ạ ầ ế ể ư ụ .............................................................. 89
4.2.Đ ng kính thi t bườ ế ị ................................................................................................. 90
4.3.Kính th c t m ngăn:ướ ấ .............................................................................................. 90
4.4. Chi u cao thi t b ng ng t :ề ế ị ư ụ ................................................................................... 91
4.5.Các kích th c c a ng baroomet:ướ ủ ố .......................................................................... 92
GVHD :Nguy n Xuân Huy ễSVTH : Đ Th Thuỗ ị
Hi nề
3
Tr ng:ườ ĐHCN Hà N i Đ Án Môn H c QTTB CN Hóaộ ồ ọ
H cọ
4.6.L ng không khí c n hút ra kh i thi t b :ượ ầ ỏ ế ị .............................................................. 94
4.7.Tính toán b m chân không:ơ ...................................................................................... 94
PH N VẦ .................................................................................................................................. 96
K T LU NẾ Ậ ............................................................................................................................. 96
Tài li u tham kh o:ệ ả ................................................................................................................ 98
Chuy n đ i đ n v th ng g p:ể ổ ơ ị ườ ặ ............................................................................................ 98
L I M Đ UỜ Ở Ầ
Đ b c đ u làm quen v i công vi c c a m t k s hóa ch t là thi t kể ướ ầ ớ ệ ủ ộ ỹ ư ấ ế ế
m t thi t b hay h th ng th c hi n m t nhi m v trong s n xu t, em đ cộ ế ị ệ ố ự ệ ộ ệ ụ ả ấ ượ
nh n đ án môn h c: “Quá trình và thi t b Công ngh Hóa h c” v i đ bàiậ ồ ọ ế ị ệ ọ ớ ề
là: “thi t k h th ng thi t b cô đ c hai n i tu n hoàn c ng b c ”.Vi cế ế ệ ố ế ị ặ ồ ầ ưỡ ứ ệ
th c hi n đ án là đi u r t có ích cho m i sinh viên trong vi c t ng b cự ệ ồ ề ấ ỗ ệ ừ ướ
ti p c n v i vi c th c ti n sau khi đã hoàn thành kh i l ng ki n th c c aế ậ ớ ệ ự ễ ố ượ ế ứ ủ
giáo trình “C s các quá trình và thi t b Công ngh Hóa h c” trên c sơ ở ế ị ệ ọ ơ ở
l ng ki n th c đó và ki n th c c a m t s môn khoa h c khác có liên quan,ượ ế ứ ế ứ ủ ộ ố ọ
m i sinh viên s t thi t k m t thi t b , h th ng thi t b th c hi n m tỗ ẽ ự ế ế ộ ế ị ệ ố ế ị ự ệ ộ
nhi m v kĩ thu t có gi i h n trong quá trình công ngh .Qua vi c làm đ ánệ ụ ậ ớ ạ ệ ệ ồ
môn h c này, m i sinh viên ph i bi t cách s d ng tài li u trong vi c tra c uọ ỗ ả ế ử ụ ệ ệ ứ
,v n d ng đúng nh ng ki n th c,quy đ nh trong tính toán và thi t k ,t nângậ ụ ữ ế ứ ị ế ế ự
cao kĩ năng trình b y b n thi t k theo văn b n khoa h c và nhìn nh n v nầ ả ế ế ả ọ ậ ấ
đ m t cách có h th ng. ề ộ ệ ố
Đ án c a em trình bày v thi t b cô đ c tu n hoàn c ng b c . Thi t bồ ủ ề ế ị ặ ầ ưỡ ứ ế ị
cô đ c tu n hoàn c ng b c có nh ng u đi m nh :ặ ầ ưỡ ứ ữ ư ể ư
- H s c p nhi t l n h n trong tu n hoàn t nhiên t i 3 đ n 4 l n vàệ ố ấ ệ ớ ơ ầ ự ớ ế ầ
có th làm vi c đ c đi u ki n hi u s nhi t đ h u ích nh (3-ể ệ ượ ở ề ệ ệ ố ệ ộ ữ ỏ
5ºC) vì c ng đ tu n hoàn không ph thu c vào hi u s nhi t đườ ộ ầ ụ ộ ệ ố ệ ộ
h u ích mà ph thu c vào năng su t c a b m.ữ ụ ộ ấ ủ ơ
- Cô đ c tu n hoàn c ng b c cũng trách đ c hi n t ng bám c nặ ầ ưỡ ứ ượ ệ ượ ặ
trên b m t truy n nhi t và có th cô đ c nh ng dung d ch có đ nh tề ặ ề ệ ể ặ ữ ị ộ ớ
l n mà tu n hoàn t nhiên khó th c hi n.ớ ầ ự ự ệ
Tuy nhiên khuy t đi m c a thi t b này là t n năng l ng đ b m, th ngế ể ủ ế ị ố ượ ể ơ ườ
ng d ng khi c ng đ bay h i l n.ứ ụ ườ ộ ơ ớ
GVHD :Nguy n Xuân Huy ễSVTH : Đ Th Thuỗ ị
Hi nề
4
Tr ng:ườ ĐHCN Hà N i Đ Án Môn H c QTTB CN Hóaộ ồ ọ
H cọ
Trong đ án môn h c này c a em đ c chia thành 5 n i dung chính:ồ ọ ủ ượ ộ
Ph n 1: Gi i thi u chung ầ ớ ệ
Ph n 2: Tính toán thi t b chínhầ ế ị
Ph n 3: Tính toán c khíầ ơ
Ph n 4: Tính toán thi t b phầ ế ị ụ
Ph n 5: K t lu nầ ế ậ
Do h n ch v th i gian, chi u sâu v ki n th c, h n ch v tài li u,ạ ế ề ờ ề ề ế ứ ạ ế ề ệ
kinh nghiêm th c t và nhi u m t khác nên không tránh kh i nh ng thi u sótự ế ề ặ ỏ ữ ế
trong quá trình thi t k . Em r t mong nh n đ c s đóng góp ý ki n, xemế ế ấ ậ ượ ự ế
xét và ch d n thêm c a th y cô giáo và các b n đ đ án đ c hoàn thi nỉ ẫ ủ ầ ạ ể ồ ượ ệ
h n.ơ
Em xin chân thành c m n th y ả ơ ầ Nguy n Xuân Huyễ đã h ng d n emướ ẫ
hoàn thành đ án này.ồ
GVHD :Nguy n Xuân Huy ễSVTH : Đ Th Thuỗ ị
Hi nề
5