Đồ án Chưng luyện hỗn hợp rượu metylic - Nước

Pháön 1 : MÅÍ ÂÁÖU I.Lyï thuyãút vãö chæng luyãûn Chæng laì phæång phaïp duìng âãø taïch caïc häùn håüp cháút loíng cuîng nhæ caïc häùn håüp khê loíng thaình caïc cáúu tæí riãng biãût dæûa vaìo âäü bay håi khaïc nhau cuía caïc cáúu tæí trong häùn håüp ,nghéa laì khi åí cuìng mäüt nhiãût âäü thç aïp suáút håi cuía caïc cáúu tæí khaïc nhau. Khi chæng ta thu âæåüc nhiãöu saín pháøm vaì thæåìng bao nhiãu cáúu tæí seí coï báúy nhiãu saín pháøm .Âäúi våïi træoìng håüp häùn håüp chæng chè gäöm hai cáúu tæí thç saín pháøm âènh gäöm cáúu tæí coï âäü bay håi låïn vaì mäüt pháön ráút êt cáúu tæí coï âäü bay håi beï coìn saín pháøm âaïy gäöm cáúu tæí coï âäü bay håi beï vaì mäüt pháön ráút êt cáúu tæí coï âäü bay håi låïn. Trong saín xuáút coï ráút nhiãöu phæång phaïp chæng nhæ chæng âån giaín ,chæng bàòng håi næåïc træûc tiãúp ,chæng chán khäng vaì chæng luyãûn .Tuìy thuäüc vaìo âiãöu kiãûn sàôn coï , tênh cháút häùn håüp , yãu cáöu vãö âäü tinh khiãút saín pháøm maì ta choün phæång phaïp chæng cho thêch håüp . Chæng âån giaín duìng âãø taïch caïc häùn håüp gäöm caïc cáúu tæí coï âäü bay håi ráút khaïc nhau .Phæång phaïp naìy thæåìng duìng âãø taïch så bäü vaì laìm saûch cáúu tæí khoíi taûp cháút. Chæng bàòng håi næåïc træûc tiãöp duìng taïch caïc häùn håüp gäöm caïc cháút khoï bay håi vaì taûp cháút khäng bay håi ,thæåìng duìng trong træåìng håüp cháút âæåüc taïch khäng tan vaìo næåïc Chæng chán khäng duìng trong træåìng håüp cáön haû tháúp nhiãût âäü säi cáúu tæí .Vê duû nhæ træåìng håüp caïc cáúu tæí trong häùn håüp dãù bë phán huíy åí nhiãût âäü cao hay træåìng håüp caïc cáúu tæí coï nhiãût âäü säi quaï cao. Chæng luyãûn laì phæång phaïp phäø biãún nháút âãø taïch hoaìn toaìn häùn håüp caïc cáúu tæí dãù bay håi coï tênh cháút hoìa tan mäüt pháön hoàûc hoìa tan hoaìn toaìn vaìo nhau. Chæng luyãûn åí aïp suáút tháúp duìng cho caïc häùn håüp dãù bë phán huíy åí nhiãût âäü cao vaì häùn håüp coï nhiãût âäü säi cao. Chæng luyãûn åí aïp suáút cao duìng cho caïc häùn håüp khäng hoïa loíng åí aïp suïát thæåìng. Chæng luyãûn åí aïp suáút thæåìng (aïp suáút khê quyãøn ) duìng cho häùn håüp khäng thuäüc caïc træåìng håüp trãn. Ngæåìi ta tiãún haình chæng luyãûn häùn håüp cáön chæng trong thaïp chæng luyãûn ,thaïp gäöm nhiãöu âéa ,trãn mäùi âéa xaíy ra quaï trçnh chuyãøn khäúi giæîa pha loíng vaì pha håi. Håi âi tæì dæåïi lãn qua caïc läø cuía âéa ,loíng âi tæì trãn xuäúng theo caïc äúng chaíy chuyãön, näöng âäü caïc cáúu tæí vaì nhiãût âäü säi åí mäùi âéa thay âäøi theo chiãöu cao cuía thaïp .Do âoï mäüt phaìn cáúu tæí dãù bay håi chuyãøn tæì pha loíng vaìo pha håi vaì mäüt pháön êt hån chuyãøn tæì pha håi vaìo pha loíng , làûp laûi nhiãöu láön bäúc håi vaì ngæng tuû nhæ thãú , hay noïi mäüt caïch khaïc ,våïi mäüt säú âéa tæång æïng , cuäúi cuìng åí trãn âènh thaïp ta thu âæåüc cáúu tæí dãù bay håi åí daûng nguyãn cháút vaì åí thaïp ta thu âæåüc cáúu tæí khoï bay håi åí daûng nguyãn cháút . Quaï trçnh chæng luyãûn âæåüc thæûc hiãûn trong thiãút bë loaûi thaïp laìm viãûc liãn tuûc hoàûc giaïn âoaûn. Åí âáy ta seî thiãút kãú hãû thäúng chæng luyãûn thaïp choïp laìm viãûc liãn tuûc våïi häùn håüp chæng laì ræåüu mãtylic vaì næåïc.Khi chæng luyãûn liãn tuûc , häùn håüp âáöu âæåüc âæa vaìo thaïp åí âéa tiãúp liãûu (nàòm åí pháön giæîa thán thaïp ) mäüt caïch liãn tuûc , saín pháøm âènh vaì saín pháøm âaïy cuîng âæåüc láúy ra liãn tuûc. II.Tênh cháút lyï hoïa cuía ræåüu mãtylic 1.Tênh cháút lyï hoüc: Ræåüu mãtylic laì cháút loíng khäng maìu,tan vä haûn trong næåïc coï muìi vë âàûc træng , ráút âäüc , chè mäüüt læåüng nhoí xám nháûp vaìo cå thãø cuîng coï thãø gáy muì loìa ,læåüng låïn gáy tæí vong. -Nhiãût âäü säi åí aïp suáút khê quyãøn t0s = 64,50C - Khäúi læåüng riãng åí 200C r = 791,7 Kg/m3 -Âäü nhåït åí 200C m = 0,6.103 N.s/m2 =0,6 cp -Hãû säú dáùn nhiãût åí 200C l = 0,179kcal/m.h.âäü = 0,2082 W/m.âäü -Nhiãût dung riãng åí 200C CP= 2570 J/kg.âäü -Nhiãût hoïa håi r = 262,79 kcal/kg åí 64,50C -Nhiãût âäü noïng chaíy tnc= -97,80C 2.Tênh cháút hoïa hoüc: Ræåüu mãtylic coï cäng thæïc phán tæí : CH3OH H cäng thæïc cáúu taûo : H - C - O - H H phán tæí læåüng : 32 âvC Trong phán tæí ræåüu mãtylic coï 3 loaûi liãn kãút : C - H , C - O , O - H ,trong âoï hai liãn kãút sau laì liãn kãút cäüng hoïa trë phán cæûc ,âoï laì do âäü ám âiãûn cuía O låïn hån cuía C vaì H nãn trong caí hai liãn kãút âoï càûp electron goïp chung âãöu lãûch vãö phêa O laìm cho nguyãn tæí H tråí nãn linh âäüng hån.Ræåüu mãtylic coï khaí nàng tham gia caïc phaín æïng sau: laìm phaï våî liãn kãút C-OH våïi sæû taïch âi cuía nhoïm -OH laìm phaï våî liãn kãút _-O-H våïi sæû taïch âi cuía -H. bë oxy hoïa thaình fomanâãhit : CH3OH + CuO à HCHO + Cu Ræåüu mãtylic âæåüc æïng duûng âãø saín xuáút anâãhytfomic laìm nguyãn liãûu cho cäng nghãû cháút deío. III.Tênh cháút lyï hoïa cuía næåïc - Næåïc laì cháút loíng khäng maìu ,khäng muìi ,khäng vë. - Nhiãût âäü säi åí 760mmHg laì 1000C. Hoïa loíng åí 00C. Khäúi læåüng riãng r = 997,08 kg/m3 åí 250C. Âäü nhåït m = 0,8937.103N.s/m2 = 893,7 Cp åí 250C Nhiãût dung riãng CP = 0,99892 kcal/kg.âäü åí 250C Nhiãût hoïa håi åí aïp suáút khê quyãøn r = 540 kcal/kg Næåïc coï cäng thæïc phán tæí H2O ,cäng thæïc cáúu taûo H-O-H Næåïc laì håüp cháút phán cæûc maûnh, coï thãø hoìa tan nhiãöu cháút ràõn ,loíng ,khê Næåïc cáön thiãút cho sinh hoaût hàòng ngaìy ,saín xuáút näng nghiãûp ,cäng nghiãûp , xáy dæûng , giao thäng váûn taíi. Næåïc duìng âãø âiãöu chãú oxy. IV.Æu ,khuyãút âiãøm cuía phæång phaïp chæng âéa choïp : Æu âiãøm:Taïch âæåüc saín pháøm coï âäü tinh khiãút cao,dãù khäúng chãú quaï trçnh,bãö màût tiãúp xuïc pha tæång âäúi låïn ,tråí læûc khäng cao. Khuyãút âiãøm:Tiãúp xuïc pha khäng liãn tuûc, cáúu taûo phuïc taûp. V.Dáy chuyãön cäng nghãû: Thiãút kãú nhæ hçnh veî. Häùn håüp âáöu tæì bãø chæïa 1 âæåüc båm 2 båm lãn thuìng cao vë 3räöi theo äúng dáùn qua van âiãöu chènh læu læåüng 5 (âiãöu chènh læåüng häùn håüp âáöu vaìo thaïp) âãún thiãút bë âun säi häùn håüp âáöu 6 .Sæû coï màût cuía thuìng cao vë âaím baío cho læåüng häùn håüp âáöu vaìo thaïp khäng dao âäüng ,trong træåìng håüp cäng suáút båm quaï låïn häùn håüp âáöu seî theo äúng tuáön hoaìn 4 traìn vãö bãø chæïa häùn håüp âáöu .Thiãút bë âun säi 6 laì thiãút bë trao âäøi nhiãût äúng chuìm våïi taïc nhán noïng laì håi næåïc baîo hoìa . Ra khoíi thiãút bë âun säi ,häùn håüp âáöu åí nhiãût âäü säi âi vaìo thaïp 7 åí âéa naûp liãûu . Saín pháøm âènh åí daûng håi âæåüc ngæng tuû hoaìn toaìn khi âi qua thiãút bë ngæng tuû 8 âãún thiãút bë phán taïch häöi læu 9 ,mäüt pháön saín pháøm âènh häöi læu tråí vãö âènh thaïp,pháön coìn laûi âi vaìo thiãút bë laìm nguäüi 10 âæåüc laìm laûnh vaì âi vaìo bãø chæïa saín pháøm âènh 11.Thiãút bë ngæng tuû 8 vaì thiãút bë laìm nguäüi 10 cuîng laì thiãút bë trao âäøi nhiãût äúng chuìm våïi taïc nhán laìm nguäüi laì næåïc laûnh . Saín pháøm âaïy âi ra khoíi thaïp åí âaïy âæåüc dáùn vaìo bãø chæïa saín pháøm âaïy 12 ,âæåüc laìm nguäüi tæû nhiãn .Saín pháøm âaïy åí âáy laì næåïc coï chæïa mäüt êt metylic nãn âæåüc xuí lyï räöi thaíi ra mäi træåìng . 13 laì thaïp chæïa næåïc laìm maït . 14 laì bçnh phán phäúi håi âäút . Pháön 2 : TÊNH CÄNG NGHÃÛ Caïc kyï hiãûu sæí duûng trong quaï trçnh tênh toaïn : GF : læåüng häùn håüp âáöu GP : læåüng saín pháøm âènh GW : læåüng saín pháøm âaïy aF : näöng âäü pháön khäúi læåüng cuía cáúu tæí dãù bay håi trong häùn håüp âáöu aP : näöng âäü pháön khäúi læåüng cuía cáúu tæí dãù bay håi trong saín pháøm âènh aW : näöng âäü pháön khäúi læåüng cuía cáúu tæí dãù bay håi trong saín pháøm âaïy xF : näöng âäü pháön mol cáúu tæí dãù bay håi trong häùn håüp âáöu. xP : näöng âäü pháön mol cáúu tæí dãù bay håi trong trong saín pháøm âènh xW : näöng âäü pháön mol cáúu tæí dãù bay håi trong saín pháøm âaïy Cáúu tæí dãù bay håi A: ræåüu metylic , cáúu tæí khoï bay håi B : næåïc. Chæång I: TÊNH SÄÚ ÂÉA I.Tênh læåüng häùn håüp : 1.Näöng âäü pháön mol: xA = => xF = = 0,2564 pháön mol => xP = = 0,965 pháön mol => xW = = 0,0113 pháön mol 2.Læu læåüng häùn håüp âáöu vaì saín pháøm âaïy: Phæång trçnh cán bàòng váût liãûu cho toaìn thaïp: F = P + W (1) Viãút cho cáúu tæí dãù bay håi: F.xF = P.xP + W.xW (2) Tæì (1) vaì (2) suy ra: = = Váûy læåüng saín phaím âènh laì: P = F. = 2000. = 514 Kg/h Læåüng saín pháøm âaïy laì: W = F. = 2000. = 1486 Kg/h Goüi laì phán tæí læåüng trung bçnh cuía häùn håüp âáöu = xF.MA + (1-xF).MB = 0,2564.32 + 0,7436.18 = 21,5896 (g) Læåüng häùn håüp âáöu tênh theo Kmol/h laì: F = = 92,637 (Kmol/h) Læåüng saín pháøm âènh tênh theo Kmol/h laì: F = F. = 92,637. = 23,808 (Kmol/h) Læåüng saín pháøm âaïy tênh theo Kmol/h laì: W = F. = 92,637. = 68,829 (Kmol/h) II.Xaïc âënh säú âéa cuía thaïp 1.Âæåìng cong cán bàòng - âäö thë t-x-y theo thæûc nghiãûm: Goüi x,y laì näöng âäü mol pháön cuía thaình pháön loíng vaì håi cuía ræåüu mãtylic (tênh theo pháön mol) t (0C) laì nhiãût âäü säi cuía häùn håüp hai cáúu tæí (åí 760 mmHg). Theo baíng IX.2a-Säø tay QT&TBCN Hoïa hoüc Táûp 2, trang 149 ,ta coï: X 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Y 0 26,8 41,8 57,9 66,5 72,9 77,9 82,5 87 91,5 95,8 100 T 100 92,3 87,7 81,7 78 75,3 73,1 71,2 69,3 67,6 66 64,5 Dæûa vaìo baíng säú liãûu naìy ta veî âäö thë âæåìng cong cán bàòng cuía häùn håüp ræåuû metylic vaì næåïc (Hçnh 1) vaì âäö thë biãøu diãùn âæåìng cong säi (Hçnh 2) . Theo âäö thë âæåìng cán bàòng ta xaïc âënh âæåüc y*F = 0,64 pháön mol laì näöng âäü cáúu tæí dãù bay håi trong pha håi cán bàòng våïi pha loíng trong häùn håüp âáöu. Theo âäö thë âæåìng cong säi ta xaïc âënh âæåüc nhiãût âäü säi cuía häùn håüp âáöu tsF =89 0C ,cuía saín pháøm âènh tsP = 65,50C ,cuía saín pháøm âaïy tsW= 970C . Chè säú häöi læu täúi thiãøu âæåüc xaïc âënh bàòng cäng thæïc : Rxmin = = = 0,847 Hçnh veî 1,2,3: 2.Xaïc âënh RX thêch håüp : Viãûc xaïc âënh RX thêch håüp ta laìm nhæ sau: Láúy vaìi giaï trë RX > RXmin , våïi mäùi giaï trë RX âaî láúy ta tênh xP/(RX+1) laì giaï trë tung âäü cuía âæåìng näöng âäü laìm viãûc , veî âæåìng laìm viãûc âoaûn chæng vaì âoaûn luyãûn ,tæì âoï xaïc âënh säú âéa lyï thuyãút N æïng våïi mäùi giaï trë RX.Láûp âäö thë våïi truûc tung laì N.(RX+) ,truûc hoaình laì RX (Hçnh 3). Tæì âäö thë ,xaïc âënh âiãøm cæûc tiãøu , tæì âiãøm cæûc tiãøu suy ra RX thêch håüp . RXopt= 1,6 Tæì RX thêch håüp ,veî laûi âæåìng näöng âäü laìm viãûc âoaûn chæng vaì âoaûn luyãûn vaì xaïc âënh âæåüc säú âéa lyï thuyãút. Nlt = 14 (âéa) (4 âéa chæng vaì 10 âéa luyãûn). 3.Phæång trçnh âæåìng näöng âäü laìm viãûc: Âoaûn chæng : x = Våïi L laì læåüng häön håüp âáöu tênh trãn 1 âån vë saín pháøm âènh, L= => x = = 0,474.y + 0,0059 Âoaûn luyãûn: x = = = 0,615.x + 0,371 4.Xaïc âënh säú âéa thæûc tãú : Säú âéa thæûc tãú âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc : Ntt = Våïi laì hiãûu suáút trung bçnh cuía thiãút bë,laì haìm cuía âäü bay håi tæång âäúi a vaì âäü nhåït m cuía häùn håüp m = f(a,h). a = Âäü nhåït: lgmhh=n.lgm1 + (1-n)lgm2 n laì näöng âäü cáúu tæí thæï nháút n -1 laì näöng âäü cáúu tæí thæï hai m1 ,m2 laì âäü nhåït hai cáúu tæí. h= htb = h1 + h2 + h3 ) Våïi h1 laì hiãûu suáút æïng våïi âéa trãn cuìng h2 laì hiãûu suáút æïng våïi âéa tiãúp liãûu h3 laì hiãûu suáút æïng våïi âéa cuäúi cuìng *ÆÏng våïi âéa tiãúp liãûu : Âäü bay håi: aF = Âäü nhåït : våïi tSF = 890C lgmF = = 0,2564.lg0,33 + (1 - 0,2564).lg0,3202 = -0,491 => mF = 0,323 (Cp) Têch mF.aF = 0,323.5,156 = 1,665 .Tra âäö thë hçnh IX.11 trang 171Säø tay QT&TB CN Hoïa hoüc Táûp 2 ta âæåüc hiãûu suáút cuía âéa tiãúp liãûu h2 = 44 %. *ÆÏng våïi âéa trãn cuìng : Âäü bay håi : aP = Âäü nhåït : våïi tSP = 65,50C lgmP = = 0,965.lg0,49 + (1 - 0,965).lg0,4324 = -0,3117 => mP = 0,488 (Cp) Têch mF.aF = 0,488.1,777 = 0,88 .Tra âäö thë hçnh IX.11 trang 171Säø tay QT & TB CN Hoïa hoüc Táûp 2 ta âæåüc hiãûu suáút cuía âéa trãn cuìng h1 = 50 %. *ÆÏng våïi âéa cuäúi cuìng: Âäü bay håi: aW = Âäü nhåït : våïi tSW = 970C lgmW = = 0,0113.lg0,293 + (1 - 0,0113).lg0,293 = -0,533 => mW = 0,293 (Cp) Têch mF.aF = 0,293.7,608 = 2,23 .Tra âäö thë hçnh IX.11 trang 171 Säø tay QT & TB CN Hoïa hoüc Táûp 2 ta âæåüc hiãûu suáút cuía âéa trãn cuìng h3 = 40 %. Váûy hiãûu suáút trung bçnh: htb = (h1 + h2 + h3) = (44 + 50 + 40) = 44,667 (%) Säú âéa thæûc tãú laì : Ntt = Váûy thuûc tãú phaíi choün 31 âéa , trong âoï säú âéa âoaûn chæng laì 9 âéa vaì säú âéa âoaûn luyãûn laì 22 âéa . (yF , yP , yW âæåüc xaïc âënh tæì âäö thë âæåìng cán bàòng hçnh 1) (Âäü nhåït cuía ræåüu mãtylic theo nhiãût âäü âæåüc tra åí Baíng duìng cho toaïn âäö h.I.18 trang 93 Säø tay QT&TB CN Hoïa hoüc Táûp 2. Âäü nhåït cuía næåïc theo nhiãût âäü âæåüc tra åí Baíng I.102 trang 94). Chæång II: TÊNH ÂÆÅÌNG KÊNH THIÃÚT BË Âæåìng kênh thaïp âæåüc xaïc âënh tæì cäng thæïc (IX.89) Säø tay QT&TBCN Hoïa hoüc : D = , m Hoàûc D = 0,0188. , m Trong âoï : Vtb - læåüng håi trung bçnh âi trong thaïp , m3/h wtb - täúc âäü håi trung bçnh âi trong thaïp , m/s gtb - læåüng håi trung bçnh âi trong thaïp ,kg/h (ry.wy)tb - täúc âäü håi trung bçnh âi trong thaïp , kg/m2.s I.Âæåìng kênh âoaûn luyãûn: 1.Læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn gtb coï thãø xem gáön âuïng bàòng trung bçnh cäüng læåüng håi âi ra khoíi âéa trãn cuìng cuía thaïp gâ vaì læåüng håi âi vaìo dæåïi cuìng g1 cuía âoaûn luyãûn : gtb = , kg/h Trong âoï , gâ = GR +GP = GP(RX+1) cäng thæïc IX .92 trang 181 Säø tay QTTB táûp 2. Våïi GR : læåüng loíng häöi læu , kg/h GP : læåüng saín pháøm âènh, kg/h RX : chè säú häöi læu = > gâ = 514(1,6+1) = 1 336,4 kg/h Læåüng håi âi vaìo âéa âáöu tiãn cuía âoaûn luyãûn âæåüc xaïc âënh theo hãû phæång trçnh cho åí trang 173 Säø tay QTTB táûp 2 : Trong âoï x1 = aF = 0,38 (pháön khäúi læåüng) xP = aP = 0,98 (pháön khäúi læåüng) G1:læåüng loíng âéa thæï nháút âoaûn luyãûn râ :áøn nhiãût hoïa håi cuía häùn håüp âi ra khoíi âènh thaïp r1 :áøn nhiãût hoïa håi cuía häùn håüp âi vaìo âéa thæï nháút âoaûn luyãûn r1= ra .y1 +(1-y1).rb râ= ra .y1 +(1-yâ).rb ra , rb :áøn nhiãût hoïa håi cuía ræåüu metylic vaì næåïc . yâ = aP = 0,98 pháön khäúi læåüng . *Tênh r1: häùn håüp âáöu vaìo thaïp åí 890C nãn ta phaíi tênh ra , rb åí 890C. Theo baíng I.212 trang 254 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï: Åí 600C : ra1 = 265 kcal/kg rb1 =579 kcal/kg ÅÍí 1000C ra2 = 242 kcal/kg rb2 = 539 kcal/kg = > kcal/kg kcal/kg = > kcal/kg.âäü kcal/kg.âäü Theo phæång phaïp näüi suy ta tênh ra ,rb åí 890C : ra89 = ra60 + kcal/kg rb89 = rb60 + kcal/kg Váûy r1 = ra.y1 +(1-y1).rb = 248,325.y1 + (1-y1).550 = 550 - 301,675.y1 *Tênh râ :håi âi ra khoíi âènh thaïp åí nhiãût âäü 65,50C,tæång tæû nhæ trãn: ra65,5 = ra60 + kcal/kg rb65,5 = rb60 + kcal/kg Váûy râ = ra.yâ + (1- yâ).rb = 261,84.0,98 +(1-0,98).573,5 = 268,07 kcal/kg Váûy ta coï hãû phæång trçnh : Giaíi hãû ta âæåüc : -Læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn : gtb = -Læåüng loíng trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn : Gtb = -Thaình pháön håi cán bàòng âi trãn âoaûn luyãûn : ytb = pháön khäúi læåüng =0,73 pháön mol -Phán tæí læåüng trung bçnh cuía häùn håüp håi : = ytb.MA +(1- ytb).MB = 0,73.32 + (1-0,73).18 = 28,22 âvC 2.Täúc âäü håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn : (rywy)tb = 0,065j[s]. ,kg/m2.s - Cäng thæïc IX.105 trang 184 Säø tay QTTB táûp 2. rxtb ,rytb :khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía pha loíng vaì pha håi tênh theo nhiãût âäü trung bçnh , kg/m3. h : khoaíng caïch caïc âéa trong thaïp,m,våïi giaï trë h âæåüc choün theo âæåìng kênh thaïp . j[s] : hãû säú tênh âãún sæïc càng bãö màût. *Tênh j[s] åí nhiãût âäü trung bçnh : Nhiãût âäü trung bçnh trong âoaûn luyãûn : ttb = Theo baíng I.242 trang 300 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï sæïc càng bãö màût cuía ræåuû vaì næåïc : Åí 600C : sa1 = 19,3.103 N/m = 19,3 dyn/cm (metylic) sb1 = 66,2 dyn/cm (næåïc) Åí 800c : sa2 = 17,6 dyn/cm (metylic) sb2 = 62,6 dyn/cm (næåïc) = > dyn/cm dyn/cm => dyn/cm.âäü dyn/cm.âäü Bàòng phæång phaïp näüi suy ta tênh âæåüc sæïc càng bãö màût cuía metylic vaì næåïc åí 77,250C : sa77,25 = sa160 + = 19,3 - 0,085(77,25 -60) = 17,83 dyn/cm sb77,25 = sb160 + dyn/cm Sæïc càng bãö màût cuía häùn håüp âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc I.76 trang 299 Säø tay QTTB táûp 1: = > dyn/cm Ta tháúy shh < 20 dyn/cm nãn choün j[s] = 0,8. *Tênh khäúi læåüng riãng trung bçnh : Theo baíng I.2 trang 9 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï khäúi læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc : -ÅÍ 600C : ra1 = 756 kg/m3 (metylic) rb1 = 983 kg/m3 (næåïc) -ÅÍ 800C : ra2 = 736 kg/m3 (metylic) rb2 = 972 kg/m3 (næåïc) = > kg/m3 kg/m3 = > kg/m3.âäü kg/m3.âäü Theo phæång phaïp näüi suy ,tênh khäúi læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc åí 77,250C : kg/m3 kg/m3 Khäúi læåüng riãng cuía häùn håüp âæåüc tênh theo cäng thæïc I.2 trang 5 Säø tay QTTB táûp 1: Våïi xa , xb : thaình pháön khäúi læåüng trung bçnh cuía caïc cáúu tæí xa = pháön khäúi læåûng = > xb = 1-xa = 0,32 pháön khäúi læåüng = > rhh = 800,6 kg/m3 rxTB = rhh =800,6 kg/m3 Khäúi læåüng riãng cuía pha håi xaïc âënh theo cäng thæïc I. 3 trang 5 Säø tay QTTB táûp 1: , p = p0 = 1 kg/m3 Váûy täúc âäü trung bçnh cuía håi trong thaïp : kg/m2.s Âæåìng kênh âoaûn luyãûn : D = 0,0188. Choün h = 0,28 (m) = > D = 0,74 m II.Âæåìng kênh âoaûn chæng: 1.Læåüng håi trung bçnh trong âoaûn chæng g’tb coï thãø xem gáön âuïng bàòng trung bçnh cäüng læåüng håi âi ra khoíi âoaûn chæng g’n vaì læoüng håi âi vaìo âoaûn chæng g’1 : g’tb = , kg/h - Cäng thæïc IX.96 trang 183 Säø tay QTTB táûp 2. Vç læåüng håi âi ra khoíi âoaûn chæng bàòng læåüng håi âi vaìo âoaûn luyãûn nãn g’n = g1 = 1036,54 kg/h Luåüng håi âi vaìo âoüan chæng g’1 , luåüng loíng G’1 vaì haìm læåüng loíng x’1 âæåüc xaïc âënh theo hãû phæång trçnh cho åí trang 183 Säø tay QTTB táûp 2 : Trong âoï r’1 :áøn nhiãût hoïa håi cuía häùn håüp håi âi vaìo âéa thæï nháút cuía âoaûn chæng ,âæåüc tênh theo cäng thæïc : r’1= ra.y’1 + (1-y’1).rb våïi y’1 = yW laì thaình pháön cáúu tæí dãù bay håi (metylic) trong pha håi cán bàòng våïi pha loíng trong saín pháøm âaïy .Dæûa vaìo âäö thë âæåìng cán bàòng (H.1) æïng våïi xW= 0,0113 ta coï yW= 0,08 pháön mol æïng våïi pháön khäúi læåüng : y’1= pháön khäúi læåüng. Theo âäö thë âæåìng cong säi (H.2) ta coï saín pháøm âaïy coï nhiãût âäü säi laì 970C, theo caïc säú liãûu âaî coï åí pháön tênh toaïn âæåìng kênh âoaûn luyãûn ta coï : ra97= ra60 + kcal/kg rb97= rb60 + kcal/kg = > r’1 = ra97.y’1 + (1-y’1).rb97 = 243,75.0,134 + (1-0,134).542 = 502,23 kcal/kg Thay r’1 , g1 , r1 vaìo (3) : g’1.502,03 = 1036,54.345,62 = > g’1= 713,6 kg/h Thay vaìo (1): G’1 = 713,6 + 1486 = 2199,6 kg/h Thay vaìo (2) : 2199,6.x’1= 713,6.0,9887 + 1486.0,0113 = > x’1 = 0,328 pháön khäúi læåüng Váûy læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn chæng : g’tb = Læåüng loíng trung bçnh âi trong âoaûn chæng : G’tb = Thaình pháön håi trung bçnh âi trong âoaûn chæng : y’tb = våïi y’n laì haìm læåüng trãn âéa trãn cuìng âoaûn chæng xem bàòng haìm læåüng håi âéa thæï nháút âoaûn luyãûn y’n = y1 = 0,6775 pháön khäúi læåüng = 0,54 pháön mol = > y’tb = pháön mol Phán tæí læåüng trung bçnh cuía häùn håüp håi trong âoaûn chæng : hh = y’tb.MA + (1-y’tb).MB =0,31.32 + 0,69.18 = 22,34 âvC 2.Täúc âäü håi trung bçnh trong âoaûn chæng (r’yw’y)tb=0,065j[s]. r’xtb ,r’ytb : khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía pha loíng vaì pha håi tênh theo nhiãût âäü trung bçnh , kg/m3 h : khoaíng caïch caïc âéa trong âoaûn chæng ,giaï trë cuía h choün theo âæåìng kênh thaïp . j[s] :hãû säú tênh âãún sæïc càng bãö màût *Tênh j[s] åí nhiãût âäü trung bçnh âoaûn chæng ttb =: Tra sæïc càng bãö màût cuía metylic vaì næåïc åí baíng I.242 trang 300 Säø tay QTTB táûp 1 ,ta coï : sa180 = 17,6 dyn/cm , sa2100 = 15,7 dyn/cm sb180 = 62,6 dyn/cm , sb2100 = 58,9 dyn/cm Tênh tæång tæû nhæ pháön luyãûn : Sæïc càng bãö màût cuía häùn håüp : = > shh = 12,867 dyn/cm *Tênh khäúi læåüng riãng trung bçnh pha loíng : Tra khäúi læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc åí baíng I.2 trang 9 Säø tay QTTB táûp 1, ta âæåüc : ra180 = 736 kg/m3 , ra2100 = 714 kg/m3 rb180 = 972 kg/m3 , rb2100 = 958 kg/m3 Bàòng phæång phaïp näüi suy ta coï : Khäúi læåüng riãng cuía häùn håüp : xa ,xb :pháön khäúi læåüng trung bçnh cuía metylic vaì næåïc trong häùn håüp xa = , xb = 1- xa = 0,8 pháön khäúi luåüng = > rhh = 902,53 kg/m3 = rxt Khäúi læåüng riãng cuía pha håi : Váûy täúc âäü trung bçnh cuía håi trong âoaûn chæng : Âæåìng kênh âoaûn chæng : D = 0,0188. D = , m Choün h = 0,28 m = > D = 0,64 m. Váûy âæåìng kênh âoaûn chæng laì 0,64 m , âæåìng kênh âoaûn luyãûn laì 0,72 m nãn ta choün âæåìng kênh chung cho thaïp laì 0,8 m våïi khoaíng caïch caïc âéa laì 0,3 m . Chæång III: CÁN BÀÒNG NHIÃÛT LÆÅÜNG Goüi QD1 laì nhiãût læåüng do håi næoïc cung cáúp âãø âun säi häùn håüp âáöu. Qf laì nhiãût læåüng do häùn håüp âáöu mang vaìo thiãút bë âun säi häùn håüp. QF laì nhiãût læåüng do häùn håüp âáöu mang ra khoíi thiãút bë âun säi häùn håüp âáöu. Qm laì nhiãût læåüng do máút maït . Qy laì nhiãût læåüng do håi mang ra khoíi thaïp chæng QR laì nhiãût læåüng do læåüng häöi læu mang vaìo thaïp . Qh laì nhiãût læåüng do håi mang ra khoíi thiãút bi ngæng tuû häöi læu. QD2 laì nhiãût læåüng do håi âäút âun säi åí âaïy thaïp mang vaìo . I.Cán bàòng nhiãût læåüng cuía thiãút bë âun noïng häùn håüp âáöu : QD1 + Qf = QF + Qm (8) 1.Nhiãût læåüng do håi âäút mang vaìo QD1 : QD1 = D1.r1 - Cäng thæïc IX.150 trang 196 Säø tay QTTB táûp 2 D1 : læåüng håi âäút cáön thiãút âãø âun säi häùn håüp âáöu , kg/h. r1 :áøn nhiãût hoïa håi cuía håi næåïc ,J/kg. Vç nhiãût âäü säi cuía häùn håüp âáöu laì 890C nãn nhiãût âäü cuía håi næoïc phaíi cao ,choün 1330C tæång æïng våïi næåïc säi åí aïp suáút 3 at (baíng I.97 trang 230 Säø tay QTTB táûp 1). Theo toaïn âäö xaïc âënh nhiãût hoïa håi trang 255 Säø tay QTTB táûp 2 ta coï nhiãût hoïa håi cuía næåïc åí 1330C laì r1 = 440 Kcal/kg = 1842,2 KJ/kg. 2.Nhiãût læåüng do häùn håüp âáöu mang vaìo thiãút bë âun säi häùn håüp âáöu Qf : Qf = F.Cf .tf , J/h. -Cäng thæïc I X.151 trang 196 Säø tay QTTB táûp 2. Våïi Cf : nhiãût dung riãng cuía häùn håüp âáöu ,J/kg.âäü tf : nhiãût âäü âáöu cuía häùn håüp , xeït åí 250C . Ta coï : Cf = aA.CA + (1-aA).CB . aA : näöng âäü pháön khäúi læåüng trong häùn håüp âáöu , aA = 0,38 CA ,CB : nhiãût dung riãng cuía metylic vaì næåïc åí 250C . *Nhiãût dung riãng cuía metylic åí 250C : Tra baíng I.154 trang 172 Säø tay QTTB táûp 1 âæåüc nhiãût dung riãng cuía metylic theo nhiãût âäü : CA20 = 2570 J/kg.âäü , CA40 = 2670 J/kg.däü = > Nhiãût dung riãng cuía metylic åí 250C laì: CA25 = CA20 + *Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 250C : Tra baíng I.147 trang 165 Säø tay QTTB taûp 1 ta coï nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 250C laì CB25 = 0,99892 kcal/kg.âäü = 4182,3 J/kg.âäü Váûy Cf = 0,3.2595 + (1-0,3).4182,3 = 3706,11 J/kg.âäü Qf = 2000.3706,11.25 = 185306 KJ/h 3.Nhiãût læåüng do häùn håüp âáöu mang ra khoíi thiãút bë âun säi QF: QF = F.CF . tF , J/h - Cäng thuïc IX.152 trang 196 Säø tay QTTB táûp 2 . Våïi CF : nhiãût dung riãng häùn håüp âi ra thiãút bë âun säi. tF = 890C . Ta coï : CF = aF.CA + (1-aF).CB CA ,CB :nhiãût dung riãng cuía metylic vaì næåïc åí 890C . Tra baíng nhiãût dung riãng vaì theo phæång phaïp näüi suy ta coï : Nhiãût dung riãng cuía metylic åí 890C : CA89 = CA80 + Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 890C : CB89 = 1,0048 Kcal/kg.âäü = 4206,9 J/kg.âäü = > CF = 0,3.2907,25 + 0,7.4206,9 = 3817 J/kg.âäü Váûy QF = 2000.3817.89 = 679426,89 J/h . 4.Nhiãût læåüng täøn hao ra mäi træåìng xung quanh Qm : Qm = 0,05.QD1 Thay vaìo (*) : QD1 + Qf = QF + 0,05.QD1 = > QD1 = = > Qm = 0,05.520127,3 = 26006,4kJ/h 5.Læåüng håi âäút cáön duìng âãø âun säi häùn håüp âáöu : QD1 = D1.r1 = > D1 = II.Cán bàòng nhiãût læåüng cuía thaïp chæng luyãûn : Phæång trçnh cán bàòng nhiãût cuía thaïp chæng luyãûn : QF +QD2 + QR = Qh + QW + Qm (** ) 1.Læåüng nhiãût do læåüng loíng häöi læu mang vaìo thaïp QR : QR = CR.P.RX.tR ,J/h - Cäng thæïc IX.158 Säø tay QTTB táûp 2 Våïi RX: chè säú häöi læu , RX = 1,6 P : læåüng saín pháøm âènh, P = 514 kg/h tR : nhiãût âäü loíng häöi læu ,tR = tF = 65,50C CR: nhiãût dung riãng cuía loíng häöi læu, CR = aP .CA + (1-aP).CB CA,CB :nhiãût dung riãng cuía metylic vaì næåïc åí 65,50C Tra baíng nhiãût dung riãng cuía metylic vaì næåïc åí 600C vaì 800C , theo phæång phaïp näüi suy ta coï : CA65,5 = CA60 + = CB65,5 = =4189,8 J/kg.âäü Váûy QR = 2815,546.514.1,6.65,5 =515665,6 KJ/h 2.Nhiãût læåüng do saín pháøm âaïy mang ra QW : QW = GW.CW.tW , J/h - Cäng thæïc I X trang 197 Säø tay QTTB táûp 2 . Våïi GW : læåüng saín pháøm âaïy , GW = 1486 kg/h CW : nhiãût dung riãng cuía saín pháøm âaïy tW : nhiãût âäü saín pháøm âaïy , tW = 970C. Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 970C laì : CB97 = 1,00684 kcal/kg.âäü = 4215,44 J/kg.âäü Do saín pháøm âaïy coï näöng âäü metylic aW = 0,02 < 0,2 nãn nhiãût dung riãng cuía saín pháøm âaïy âæåüc tênh theo cäng thæïc I.43 trang 152 Säø tay QTTB táûp 1 : CW = CB97(1-aW) = 4215,44.(1-0,02) = 4131,13 J/kg.âäü Váûy nhiãût læåüng do saín pháøm âaïy mang ra : QW = 1486.4131,13.97 = 595469,5 kJ/h 3.Nhiãût læåüng do håi mang ra khoíi thaïp chæng Qy : Qy = P.(1+RX).lâ , J/h - Cäng thæïc IX.159 Säø tay QTTB táûp 2 Våïi P : læåüng saín pháøm âènh , P = 514 kg/h . lâ :nhiãût læåüng riãng cuía håi åí âènh thaïp ,âæåüc tênh : lâ = lA.aA + lB.(1-aA) lA ,lB : nhiãût læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc åí âènh thaïp aA : pháön khäúi læåüng cáúu tæí dãù bay håi (metylic) trong saín pháøm âènh ,aA = 0,98 . Nnhiãût dung riãng mäüt cáúu tæí âæåüc tênh theo: l = r + C.t våïi r: áøn nhiãût hoïa håi cuía cáúu tæí âoï.J/kg C :nhiãût dung riãng cuía cáúu tæí åí nhiãût âäü t = tP = 65,50C Nhiãût dung riãng cuía metylic åí 65,50C : CA = 2787,5 J/kg.âäü Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 65,50C : CB = 4189,8 J/Kg.âäü (Âaî tênh åí pháön tênh nhiãût læåüng do læåüng häöi læu). = > lâ = (rA + CA.tP).aA + (rB + CB.tP).(1 - aA) = rA.aA + rB.(1-aA) + [CA.aA + CB.(1-aA)].tP = r + [CA.aA + CB.(1-aA)].tP Våïi r = rA.aA + rB.(1-aA) laì áøn nhiãût hoïa håi cuía häùn håüp ,âaî tênh åí pháön tênh âæåìng kênh âoaûn luyãûn : râ = 268,07 kcal/kg = 1122360 J/kg = > lâ = 1122360 + (2787,5.0,98 + 4189,8.0.02).65,5 = 1306778 J/kg Váûy nhiãût læåüng do håi mang ra khoíi âènh thaïp : Qy = 514.(1 + 1,6).1306778 = 1 746 378 kJ/h . 4.Nhiãût læåüng do håi âäút mang vaìo âãø âun säi häùn håüp åí âaïy thaïp QD2 : Nhiãût læåüng täøn hao Qm = 0,05.QD2 , thay vaìo (**) ,ta âæåüc : = kJ/h Do âoï læåüng håi âäút sæí duûng : D2 = Læåüng nhiãût täøn hao : Qm = 0,05.QD2 = 79 513 421,5 J/h III.Cán bàòng nhiãût læåüng cuía thiãút bë ngæng tu häöi læu: Ta duìng thiãút bë trao âäøi nhiãût äúng chuìm ngæng tuû hoaìn toaìn saín pháøm âènh . P.(RX+1).r = Gn1.Cn(t2 - t1) -Cäng thæïc IX.164 Säø tay QTTB táûp 2 . Våïi P : læåüng saín pháøm âènh , P = 514 kg/h RX : chè säú häöi læu , RX = 1,16 Gn1:læåüng næåïc cáön duìng cho thiãút bë ngæng tuû häöi læu. t1,t2 :nhiãût âäü cuía næåïc âi vaìo vaì ra khoíi thiãút bë ngæng tuû häöi læu , choün t1 = 250C , t2 = 450C . = > Nhiãût âäü trung bçnh trong thiãút bë ngæng tuû häöi læu : ttb= Cn :nhiãût dung riãng cuía næåïc åí nhiãût âäü trung bçnh 350C ,theo baíng I.147 trang 165 Säø tay QTTB táûp 1 thç Cn = 0,99859 kcal/kg.âäü , => Cn = 4180,89 J/kg.âäü r : áøn nhiãût hoïa håi cuía håi âi ra khoíi âènh thaïp , âaî tênh trong pháön âæåìng kênh âoaûn luyãûn , r = 268,07 kcal/kg = 1122,36 kJ/kg . Váûy læåüng næåïc laûnh cáön duìng cho thiãút bë ngæng tuû häöi læu : Gn1 = IV.Cán bàòng nhiãût læåüng cuía thiãút bë laìm laûnh: Duìng thiãút bë trao âäøi nhiãût äúng chuìm . P.CP.(t’1-t’2) = Gn2.Cn(t2-t1) - Cäng thæïc IX.167 trang 198 Säø tay QTTB táûp 2 . Våïi Gn2:læåüng næåïc laûnh duìng cho thiãút bë , kg/h CP : nhiãût dung riãng saín pháøm âènh âaî ngæng tuû ,J/kg.âäü t2’,t1’: nhiãût âäü âáöu vaì cuäúi cuía saín pháøm âènh khi qua thiãút bë laìm laûnh , t2’ = 65,50C , t1’ = 350C . t1,t2 :nhiãût âäü cuía næåïc âi vaìo vaì ra khoíi thiãút bë laìm laûnh , choün t1 = 250C , t2 = 450C . => ttb = 350C. Cn :nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 350C , Cn = 4180,89 J/kgâäü CP : nhiãût dung riãng saín pháøm âènh åí ttb =. Tênh nhiãût dung riãng cuía saín pháøm âènh åí 50,250C : CP = aA.CA + (1-aA).CB Tra baíng I.154 trang 172 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï nhiãût dung riãng cuía ræåüu metylic theo nhiãût âäü : CA40 = 2670 J/kg.âäü , CA60 = 2760 J/kg.âäü = > CA50,25 = CA40 + = J/kg.âäü Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí nhiãût âäü 50,250C: CB50,25 = 0,99919 kcal/kg.âäü = 4 183,4 J/kg.âäü Váûy CP = 0,98.2716,13 + 0,02.4183,4 =2 745,475 J/kg.âäü Læåüng næåïc laûnh cáön duìng cho thiãút bë laìm laûnh : kg/h. Chæång IV: TÊNH KÃÚT CÁÚU CUÍA THAÏP CHÆNG LUYÃÛN tmin I.Kãút cáúu déa pháön luyãûn : t1 h2 b2 l1 dch dc dh 1.Tênh toaïn: Caïc cäng thæïc coï gêa trë sau âæåüc tra åí trang 236 Säø tay QTTB táûp 2 : Âæåìng kênh äúng håi cuía choïp dh = 50 mm = 0,05 m Säú choïp phán bäú trãn âéa : Våïi D : âæåìng kênh trong cuía thaïp , m dh : âæåìng kênh äúng håi cuía choïp , m => . Choün n = 26 (choïp ) . - Chiãöu cao choïp phêa trãn äúng dáùn håi : h2 = 0,25.dh = 0,25.0,05 = 0,0125 m = 12,5 mm. - Âæåìng kênh choïp : Våïi dch :chiãöu daìy choïp , choün dch = 2,5 mm Váûy mm Khoaíng caïch tæì màût déa âãún chán choïp : S = 0 ¸ 25 mm , choün S = 5 mm. Chiãöu cao mæïc cháút loíng trãn khe choïp : h1 = 15 ¸ 40 mm , choün h1 = 20 mm - Chiãöu cao khe choïp : Cäng thæïc trang IX.215 trang 236 Säø tay QTTB táûp 2. Våïi wy = ; Vy -læu læåüng håi âi trong âoaûn luyãûn ,m3/h ; - hãû säú tråí læûc cuía âéa choïp , choün x = 2 rx ,ry - khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía pha loíng vaì håi ,kg/m3. rx = 800,6 kg/m3 ; ry = 0,982 kg/m3 . *Tênh Vy : Vy = rytb - khäúi læåüng riãng trung bçnh pha håi trong âoaûn luyãûn , kg/m3 . Þ wy = m/s . Þ Chiãöu cao cuía khe choïp b = = 11 mm . Säú læåüng khe håí cuía mäùi choïp : Våïi gtb - læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn , kg/h . Våïi c - khoaíng caïch giæîa caïc khe , choün c = 3 mm Þ i = khe . Âæåìng kênh äúng chaíy chuyãön : ; Våïi GX - læu læåüng loíng trung bçnh âi trong doaûn luyãûn , kg/h GX = 672,47 kg/h. rX - khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía loíng trong âoaûn luyãûn, rX = 800,6 kg/m3 z - säú äúng chaíy chuyãön , choün z = 1. wC - täúc âäü cháút loíng trong äúng chaíy chuyãön , choün wC = 0,15 m/s . Váûy Khoaíng caïch tæì meïp dæåïi äúng chaíy chuyãön âãún âéa : S1 =0,25.dC = 0,25.0,045 = 0,01125 (m) = 11,25 (mm). Chiãöu cao äúng chaíy chuyãön trãn âéa : hC = (h1 +b +S) - Dh . Trong âoï : Dh - chiãöu cao mæïc cháút loíng åí bãn trãn äúng chaíy chuyãön : Dh = Våïi V - thãø têch cháút loíng chaíy qua , V = Þ Dh = = 9,3 mm hC = (20 + 11 + 5) - 9,3 = 26,7 mm. Bæåïc täúi thiãøu cuía choïp trãn âéa : tmin = dch + 2.dch + l2 , Våïi l2 = 12,5 + 0,25.dch = 31,08 mm , láúy l2 = 35 mm tmin = 74,33 + 2.2,5 + 35 = 114,33 mm . Khoaíng caïch tæì tám äúng chaíy chuyãön âãún tám choïp gáön nháút : t1 = Trong âoï dC - bãö daìy äúng chaíy chuyãön , choün dC = 3 mm . l1 - khoaíng caïch nhoí nháút giæîa äúng chaíy chuyãön vaì choïp ,choün l1 = 75 mm . Váûy t1 = 2.Caïc kãút cáúu âéa pháön luyãûn : Âæåìng kênh äúng håi dh = 50 mm Säú choïp n = 26 choïp - Âæåìng kênh choïp dch = 74,33 mm Chiãöu cao choïp trãn äúng dáùn håi h2 = 12,5 mm Khoaíng caïch tæì màût âéa âãún chán choïp S = 5 mm Chiãöu cao mæïc cháút loíng trãn khe choïp h1 = 20 mm Chiãöu cao khe choïp b = 11 mm Khoaíng caïch giæîa caïc khe c =3 mm Säú khe håí cuía mäùi choïp i = 18 khe Âæåìng kênh äúng chaíy chaíy chuyãön dC = 45 mm Chiãöu cao låïp cháút loíng åí trãn äúng chaíy chuyãön Dh = 9,3 mm Khoaíng caïch tæì meïp dæåïi äúng chaíy chuyãön âãún âéa S1 = 11,25 mm Chiãöu cao äúng chaíy chuyãön trãn âéa hC = 26,7 mm Bãö daìy äúng chaíy chuyãön dC = 3 mm Bãö daìy choïp dch = 2,5 mm Khoaíng caïch tæì tám äúng chaíy chuyãön âãún tám choïp gáön nháút t1 = 140,2 mm Koaíng caïch giæîa hai tám choïp tmin = 114,33 mm Khoaíng caïch nhoí nháút giæîa hai choïp l2 = 35 mm Khoaíng caïch nhoí nháút giæîa choïp vaì äúng chaíy chuyãön l1 = 75 mm . II.Kãút cáúu âéa âoaûn chæng : 1.Tênh toaïn: Caïc cäng thæïc coï gêa trë sau âæåüc tra åí trang 236 Säø tay QTTB táûp 2 : Âæåìng kênh äúng håi cuía choïp dh = 50 mm = 0,05 m Säú choïp phán bäú trãn âéa : Våïi D : âæåìng kênh trong cuía thaïp , m dh : âæåìng kênh äúng håi cuía choïp , m => . Choün n = 26 (choïp ) . - Chiãöu cao choïp phêa trãn äúng dáùn håi : h2 = 0,25.dh = 0,25.0,05 = 0,0125 m = 12,5 mm. - Âæåìng kênh choïp : Våïi dch :chiãöu daìy choïp , choün dch = 2,5 mm Váûy mm Khoaíng caïch tæì màût déa âãún chán choïp : S = 0 ¸ 25 mm , choün S = 5 mm. Chiãöu cao mæïc cháút loíng trãn khe choïp : h1 = 15 ¸ 40 mm , choün h1 = 20 mm - Chiãöu cao khe choïp : Cäng thæïc trang IX.215 trang 236 Säø tay QTTB táûp 2. Våïi wy = ; Vy -læu læåüng håi âi trong âoaûn chæng ,m3/h ; - hãû säú tråí læûc cuía âéa choïp , choün x = 2 rx ,ry - khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía pha loíng vaì håi ,kg/m3. rx = 902,53 kg/m3 ; ry = 0,744 kg/m3 . *Tênh Vy : Vy = rytb - khäúi læåüng riãng trung bçnh pha håi trong âoaûn chæng , kg/m3 . Þ wy = m/s . Þ Chiãöu cao cuía khe choïp b = = 10 mm . Säú læåüng khe håí cuía mäùi choïp : Våïi gtb - læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn , kg/h . Våïi c - khoaíng caïch giæîa caïc khe , choün c = 3 mm Þ i = khe . Âæåìng kênh äúng chaíy chuyãön : ; Våïi GX - læu læåüng loíng trung bçnh âi trong âoaûn chæng , kg/h GX = 1361,07 kg/h. rX - khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía loíng trong âoaûn chæng, rX = 902,53 kg/m3 z - säú äúng chaíy chuyãön , choün z = 1. wC - täúc âäü cháút loíng trong äúng chaíy chuyãön , choün wC = 0,15 m/s . Váûy Khoaíng caïch tæì meïp dæåïi äúng chaíy chuyãön âãún âéa : S1 =0,25.dC = 0,25.0,0596 = 0,0149 (m) = 14,9 (mm). Chiãöu cao äúng chaíy chuyãön trãn âéa : hC = (h1 +b +S) - Dh . Trong âoï : Dh - chiãöu cao mæïc cháút loíng åí bãn trãn äúng chaíy chuyãön : Dh = Våïi V - thãø têch cháút loíng chaíy qua , V = Þ Dh = = 11,4 mm hC = (20 + 10 + 5) - 11,4 = 23,6 mm. Bæåïc täúi thiãøu cuía choïp trãn âéa : tmin = dch + 2.dch + l2 , Våïi l2 = 12,5 + 0,25.dch = 27,4 mm ,laì khoaíng caïch nhoí nháút giæîa caïc choïp , láúy l2 = 35 mm tmin = 74,33 + 2.2,5 + 35 = 114,33 mm . Khoaíng caïch tæì tám äúng chaíy chuyãön âãún tám choïp gáön nháút : t1 = Trong âoï dC - bãö daìy äúng chaíy chuyãön , choün dC = 3 mm . l1 - khoaíng caïch nhoí nháút giæîa äúng chaíy chuyãön vaì choïp ,choün l1 = 75 mm . Váûy t1 = 2.Caïc kãút cáúu âéa pháön luyãûn : Âæåìng kênh äúng håi dh = 50 mm Säú choïp n = 26 choïp - Âæåìng kênh choïp dch = 74,33 mm Chiãöu cao choïp trãn äúng dáùn håi h2 = 12,5 mm Khoaíng caïch tæì màût âéa âãún chán choïp S = 5 mm Chiãöu cao mæïc cháút loíng trãn khe choïp h1 = 20 mm Chiãöu cao khe choïp b = 10 mm Khoaíng caïch giæîa caïc khe c =3 mm Säú khe håí cuía mäùi choïp i = 14 khe Âæåìng kênh äúng chaíy chaíy chuyãön dC = 59,6 mm Chiãöu cao låïp cháút loíng åí trãn äúng chaíy chuyãön Dh = 11,4 mm Khoaíng caïch tæì meïp dæåïi äúng chaíy chuyãön âãún âéa S1 = 14,9 mm Chiãöu cao äúng chaíy chuyãön trãn âéa hC = 23,6 mm Bãö daìy äúng chaíy chuyãön dC = 3 mm Bãö daìy choïp dch = 2,5 mm Khoaíng caïch tæì tám äúng chaíy chuyãön âãún tám choïp gáön nháút t1 = 147,5 mm Koaíng caïch giæîa hai tám choïp tmin = 114,33 mm Khoaíng caïch nhoí nháút giæîa hai choïp l2 = 35 mm Khoaíng caïch nhoí nháút giæîa choïp vaì äúng chaíy chuyãön l1 = 75 mm . Pháön 3 : TÊNH CÅ KHÊ THIÃÚT BË CHÊNH I.Tênh thán thiãút bë chênh : Thaïp chæng luyãûn åí aïp suïát khê quyãøn P = 760 mmHg = 1,01.105 N/m2 laì aïp suáút tháúp vaì trung bçnh nãn choün thán thaïp hçnh truû haìn (theo Säø tay QTTB táûp 2 trang 360). Chiãöu daìy thán hçnh truû laìm viãûc dæåïi aïp suáút P âæåüc tênh theo cäng thæïc XIII.8 trang 360 Säø tay QTTB táûp 2 : ,m Trong âoï Dt - âæåìng kênh trong cuía thaïp ,m j - hãû säú bãön cuía thaình hçnh truû theo phæång doüc C - säú bäø sung do àn moìn ,baìo moìn vaì dung sai vãö chiãöu daìy,m [s ]- uïng suáút cho pheïp cuía váût liãûu Tra baíng XIII.9 trang 364 Säø tay QTTB táûp 2 ta tháúy theïp X18H10T phuì håüp våïi thán hçnh truû haìn âæåüc duìng våïi thiãút bë laìm viãûc åí aïp suáút tháúp vaì trung bçnh (<1,6.106N/m2 ).X18H10T laì loaûi theïp khäng rè ,thaình pháön gäöm C,Ni,Cr,Mo,Ti . Theïp X18H10 T coï khäúi læåüng riãng r = 7,9.103 kg/m3 , Hãû säú dáùn nhiãût l = 16,3 W/m.âäü (20 ¸ 1000C) *Xaïc âënh [s]: ÆÏïng suáút cho pheïp cuía theïp X18H10T theo theo baíng XIII.4 trang 357 Säø tay QTTB táûp 2 âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc XIII.1 vaì XIII.2 trang 355 Säø tay QTTB táûp 2:(Theïp cacbon laìm viãûc åí nhiãût âäü < 4200C) (1) ,N/m2 (2) , N/m2 Trong âoï h - hãû säú âiãöu chènh ,tra åí baíng XIII.2 choün h = 1 . nb ,nC -hãû säú an toaìn theo giåïi haûn bãön ,giåïi haûn chaíy, tra åí baíng XIII.3 âæåüc nb = 2,6 , nc = 1,5 . [s k] -æïng suáút cho pheïp khi keïo . stk ,stc -giåïi haûn bãön khi keïo ,giåïi haûn bãön khi chaíy åí t0C. Tra baíng XII.4 trang 310 Säø tay QTTB táûp 2 våïi theïp X18H10T ta coï : sk = 540.106 N/m2 , sc = 220 .106 N/m2 . (1) Þ [s k] = (2) Þ [sk] = Ta choün giaï trë beï nháút âãø tênh tiãúp [s] = 146,7.106 N/m2 . Tra baíng XIII.8 trang 362 Säø tay QTTB táûp 2 våïi kiãøu haìn tay bàòng häö quang âiãûn ,haìn giaïp mäúi hai bãn ta choün hãû säú bãön mäúi haìn jh = 0,95 *Tênh P : trong thaïp laì häùn håüp loíng - khê nãn aïp suáút laìm viãûc bàòng täøng säú aïp suáút Pmt håi vaì aïp suáút thuíy ténh Ptcuía cäüt cháút loíng . Pmt = 760 mmHg = 1,01.105N/m2. Aïp suáút thuíy læûc cuía cäüt cháút loíng âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc XIII.10 trang 360 Säø tay QTTB táûp 2 : Pt = g.r1.H1 , N/m2 . Trong âoï : + rt -khäúi læåüng riãng cuía cháút loíng ,kg/m3 Âãø âaím baío khaí nàng chëu âæûng cuía thaïp khi gàûp træåìng håüp laìm viãûc báút thæåìng ta láúy rt laì khäúi læåüng riãng låïn nháút cuía cháút loíng trong thaïp ,nghéa laì rt = rW . ra180 = 736 kg/m3 , ra2100 = 714 kg/m3 rb180 = 972 kg/m3 , rb2100 = 958 kg/m3 Bàòng phæång phaïp näüi suy ta coï : Khäúi læåüng riãng cuía häùn håüp : rhh = rt = 953,64 kg/m3 . + Ht - chiãöu cao cäüt cháút loíng,m (láúy chiãöu cao låïn nháút = chiãöu cao thaïp) Ht = Ntt(h + d ) + 0,8 , m Våïi Ntt : säú âéa thæûc tãú , Ntt = 31 âéa . h : khoaíng caïch giæîa caïc âéa , h =0,3 m : bãö daìy cuía âéa , choün d = 0,003 m Þ Ht = 31(0,28 + 0,003) + 0,8 = 9,573 m Váûy Pt = 9,81.953,64.9,573 = 89 557,4 N/m2 P = Pmt + Pt = 101 000 + 89 557,4 =190 557,4 N/m2 Våïi váût liãûu bãön , ta coï : nãn ta boí qua P åí máùu säú khi tênh S . *Tênh C : C = C1 +_ C2 + C3 ,m Trong âoï C1 - bäø sung do àn moìn, xuáút phaït tæì âiãöu kiãûn àn moìn váût liãûu cuía mäi træåìng .ÅÍ âáy ta láúy C1 = 1 mm , tênh cho thåìi gian laìm viãûc tæì 15¸ 20 nàm ,våïi âäü àn moìn váût liãûu laì 0,05¸ 0,1 mm/nàm . C2 - âaûi læåüng bäø sung do baìo moìn khi nguyãn liãûu coï haût ràõn chuyãøn âäüng våïi váûn täúc låïn , åí âáy C2 âæåüc boí qua , C3 - âaûi læåüng bäø sung do dung sai cuía chiãöu daìy táúm váût liãûu ,våïi váût liãûu X18H10T thç C3 =0,22 mm (tra baíng XIII.9 Säø tay QTTB táûp 2 ) Váûy C = 1 + 0,22 = 1,22 mm Do âoï S = *Kiãøm tra æïng suáút theo aïp suáút thæí :Theo cäng thæïc XIII.26 trang 365 Säø tay QTTB táûp 2 : £ P0 : aïp suáút thæí ,âæåüc tênh : P0 = Pth + P1 Pth :aïp suáút thæí thuíy læûc ,theo baíng XIII.5 trang 358 Säø tay QTTB táûp 2 thç Pth = 1,5.P =1,5.190 557,4 = 285 836,1 N/m2 . Pt :aïp suáút thuíy ténh cuía næåïc , Pt = 89 557,4 N/m2 . Þ Po = 258 836,1 + 89 557,4 = 375 393,5 N/m2 Ta coï : VT = = 484 958,11 N/m2 VP = = 122,25.106 N/m2 > VT Váûy S = 1,77 mm laì thoía maîn , tuy nhiãn âãø chëu âæåüc taíi troüng cuía thaïp vaì tàng tênh bãön væîng cuía thaïp ta choün bãö daìy thaïp laì S = 4 mm . II.Tênh âaïy vaì nàõp thiãút bë: Thäng thæåìng ngæåìi ta duìng âaïy vaì nàõp elip âäê våïi thiãút bë coï thán haìn thàóng âæïng chëu aïp suáút trong låïn hån 7.104 N/m2 .Trong træåìng træåìng håüp thiãút kãú thaïp chæng luyãûn laìm viãûc åí aïp suáút khê quyãøn nãn ta sæí duûng âaïy vaì nàõp coï gåì coï daûng elip coï âæåìng kênh trong laì 0,8m .Choün váût liãûu cuía âaïy vaì nàõp giäúng nhæ váût liãûu cuía thán thaïp. Theo hçnh XIII.11 trang 381 Säø tay QTTB táûp 2 ta coï : Chiãöu cao pháön läöi âaïy : hb = 0,25.Dt = 0,25.0,8 = 0,2 m . Choün chiãöu cao cuía gåì laì 25 mm. Bãö daìy âaïy vaì nàõp thiãút bë âæåüc tênh theo cäng thæïc XIII.47 trang 385 Säø tay QTTB táûp 2 : ,m . Trong âoï jh - hãû säú bãön cuía mäúi haìn hæåïng tám ,tra baíng XIII.8 trang 362 Säø tay QTTB táûp 2 choün jh = 0,95 k - hãû säú khäng thæï nguyãn ,chon k =1 . C - âaûi læåüng bäø sung C = 0,00122 m. Vç nãn boí qua P åí máùu säú khi tênh S. Váûy S =m = 1,6 mm Do S-C = 0,48 < 10 nãn thãm 2mm vaìo giaï tri S tênh åí trãn . Váûy S = 3,6 mm ,âãø an toaìn ta choün S = 4 mm . *Kiãøm tra æïng suáút theo aïp suáút thuíy ténh : Âiãöu kiãûn thoía maîn : £ , N/m2 Cäng thæïc XIII.49 trang 386 Säø tay QTTB táûp 2 . Þ 59 952 688,77 N/m2 N/m2 > s Váûy bãö daìy cuía âaïy vaì nàõp thaïp S = 4mm laì thoía maîn . III.Tênh bãö daìy låïp caïch nhiãût : Âãø traïnh täøn tháút nhiãût cho mäi træåìng xung quanh ,âaím baío cho quaï trçnh chæng luyãûn âaût hiãûu suáút cao nháút thç ta phaíi trang bë cho thaïp chæng luyãûn mäüt låïp caïch nhiãût . Choün váût liãûu caïch nhiãût laì bäng thuíy tinh coï hãû säú dáùn nhiãût nhoí : l = 0,0372 W/m.âäü Ta giaí thiãút nhæ sau : -Nhiãût âäü khäng khê tkk = 250C, -Nhiãût âäü bãn ngoaìi låïp caïch nhiãût : t = 500C , -Xem âáy laì quaï trçnh nhiãût äøn âënh qua vaïch phàóng . -Âãø âaím baío khaí nàng caïch nhiãût cho toaìn thaïp ta choün nhiãût âäü laìm viãûc trong thaïp laì 1000C. Nhiãût taíi riãng ra mäi træåìng xung quanh : q = Dt.a ,W/m2 . Trong âoï : Dt - hiãûu säú nhiãût âäü giæîa tæåìng bãn ngoaìi cuía thiãút bë våïi mäi træåìng , Dt = 50 - 25 = 25 0C . a - hãû säú cáúp nhiãût tæì bãö màût thiãút bë ra ngoaìi mäi træåìng ,âæåüc tênh theo cäng thæïc V.75 trang 24 Säø tay QTTB táûp 2 : a = = W/m2.âäü . = > q = 25. 4,427 = 110,68 W/m2 Hiãûu säú nhiãût âäü giæîa nhiãût âäü trong thaïp vaì nhiãût âäü màût ngoaìi thaïp : Dt1 = 100 - 50 = 500C . Màût khaïc ta coï : Dt1 = q. Våïi laì nhiãût tråí täøng cäüng , m2.âäü/W. Âæåüc tênh : = r1 + r2 + r3 Trong âoï: r1: nhiãût tråí låïp næåïc ngæng ,r1 = 10-3/0,2538 = 3,94.10-3 m2.âäü/W. r2: nhiãût tråí thaình thiãút bë , r2 = 4.10-3/16,3 = 0,2454.10-3 m2.âäü/W. r3: nhiãût tråí låïp caïch nhiãût daìy d , r3 = d/0,0372 m2.âäü/W Do âoï : = Dt1/q = 50/110,68 = 0,4517 m2.âäü/W Suy ra : r3 = - r1 - r2 = 0,4475 m2.âäü/W = > d = r3.0,0372 = 0,017 m = 17mm Âãø âaím baío caïch nhiãût täút ta choün låïp caïch nhiãût coï bãö daìy 20 mm. IV.Tênh âæåìng kênh caïc loaûi äúng dáùn : Âæåìng kênh äúng dáùn âæåüc tênh theo cäng thæïc II.36 trang 369 Säø tay QTTB táûp 1 : , m . Våïi V : læu læåüng thãø têch , m3/h , w : täúc âäü trung bçnh cuía cháút loíng vaì khê , cho åí baíng II.2 trang 369 Säø tay QTTB táûp 1. 1.Âæåìng kênh äúng dáùn häön håüp âáöu vaìo âéa tiãúp liãûu : Nhiãût âäü säi cuía häùn håüp âáöu vaìo thaïp laì 890C , theo baíng I.2 trang 9 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï : Khäúi læåüng riãng cuía häùn håüp : ra ,rb : khäúi læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc , xA ,xB :näöng âäü pháìn khäúi læåüng cuía metylic vaì næåïc . rhh = 788,7 kg/m3 . Læu læåüng thãø têch cháút loíng chaíy trong äúng : V = Häùn håüp tæû chaíy vaìo thaïp nãn choünváûn täúc cháút loíng âi trong äúng laì w = 0,20 m/s. Váûy âæåìng kênh äúng dáùn laì : 2.Âæåìng kênh äúng dáùn tæì thiãút bë ngæng tuû häöi læu vãö thaïp : Nhiãût âäü cuía loíng häöi læu laì 65,50C ,khäúi læåüng riãng cuía loíng häöi lææ tênh tæång tæû nhæ trãn âæåüc rhh = 755,5 kg/m3 . Læu læåüng thãø têch cháút loíng chaíy trong äúng : Häùn håüp tæû chaíy vaìo thaïp nãn ta choün w = 0,25 Váûy âæåìng kênh äúng dáùn laì : (m) = 40 (mm). 3.Âæåìng kênh äúng dáùn håi ra khoíi âènh thaïp : Læåüng håi âi ra khoíi âènh thaïp gâ = 1336,4 kg/h . Phán tæí læåüng trung bçnh cuía håi âi ra khoíi âènh thaïp : MTB = 32.0,962 + 18.0,038 = 31,468 âvC Khäúi læåüng riãng cuía håi ra khoíi âènh thaïp åí 65,50C laì : - I.3 Säø tay QTTB táûp 1. Læu læåüng håi âi trong äúng : V = Choün váûn täúc håi âi trong äúng laì w = 20 m/s . Váûûy âæåìng kênh äúng dáùn håi laì : 4.Âæåìng kênh äúng dáùn saín pháøm âaïy : Khäúi læåüng riãng cuía saín pháøm âaïy åí 970C âaî tênh åí pháön tênh cå khê thiãút bë chênh rhh = 953,64 kg/m3 . Læu læåüng thãø têch : V = Choün váûn täúc cháút loíng âi trong äúng laì w = 0,26 m/s . Váûy âæåìng kênh äúng dáùn saín pháøm âaïy : » 50 mm 5.Âæåìng kênh äúng dáùn håi næåïc baîo hoìa vaìo âaïy thaïp âãø âun säi laûi : Våïi læåüng håi âäút âi vaìo D2 = 863,24 kg/h (âaî tênh åí pháön cán bàòng nhiãût læåüng cuía thaïp chæng luyãûn ) ta choün âæåìng kênh äúng dáùn håi laì 100 mm vaì âæåìng kênh äúng dáùn næåïc ngæng ra laì 40 mm.. V.Choün bêch : Màût bêch laì bäü pháûn quan troüng duìng âãø näúi caïc pháön cuía thiãút bë cuîng nhæ näúi caïc bäü pháûn khaïc våïi thiãút bë.Vç thaïp laìm viãûc åí aïp suáút khê quyãøn nãn ta choün kiãøu bêch liãön . 1.Bêch âãø näúi thán thiãút bë, nàõp vaì âaïy : Theo baíng IX.5 trang 170 Säø tay QTTB táûp 2 æïng våïi Dt = 800 mm , khoaíng caïch giæîa hai âéa laì 280 mm thç säú âéa giæîa hai màût bêch liãn tiãúp laì 4 . Våïi 31 âéa ta coï táút caí laì 10 bäü bêch näúi thán ,nàõp vaì âaïy . Theo baíng XIII.27 trang 420 Säø tay QTTB táûp 2 ta choün bêch kiãøu 4 âãø näúi caïc âoaûn thán thaïp , näúi nàõp vaì näúi âaïy .Âãø âaím baío bêch chëu âæåüc khi gàûp træåìng håüp laìm viãûc báút thæåìng ta choün aïp suáút Py bàòng aïp suáút thæí P0 âaî tênh trong pháön cå khê thiãút bë chênh , Py » 0,3.106 N/m2 . Säú liãûu cuía bêch âæåüc cho åí baính sau : Py.106 N/m2 Dt mm Kêch thæåïc näúi (mm) Kiãøu bêch D Db D1 D0 Buläng 4 db z h h1 0,3 800 930 880 850 811 M20 24 22 3 Giæîa hai bêch coï mäüt låïp loït bãö màût âãûm bêt kên âãø âaím baío âäü kên cuía thaïp ,kêch thæåïc cuía bãö màût âãûm bêt kên tra åí baíng XIII.31 trang 433 Säø tay QTTB táûp 2 æïng våïi Dy = 800 mm laì D2 = 847 mm , D4 = 827 mm . 2.Bêch âãø näúi äúng dáùn våïi thiãút bë : Âãø näúi caïc äúng dáùn våïi thán thiãút bë ta duìng kiãøu bêch liãön bàòng kim loaûi âen .Tra baíng XIII.26 trang 409 Säø tay QTTB táûp 2 ta coï baíng säú liãûu sau : Py.106 N/m2 Dy mm Kêch thæåïc näúi (mm) Kiãøu bêch Dn D Dd D1 Buläng 1 db z h 0,25 0,6 40 45 130 100 80 M12 4 14 0,25 0,6 50 57 140 110 90 M12 4 14 0,25 0,6 70 76 160 130 110 M12 4 14 0,25 0,6 100 108 205 170 148 M16 4 14 0,25 0,6 150 159 260 225 202 M16 8 16 ÄÚng dáùn âæåüc näúi våïi thiãút bë thäng qua mäúi gheïp thaïo âæåüc ,do âoï ta phaíi duìng âoaûn äúng näúi ,âoï laì âoaûn äúng ngàõn coï màût bêch .Kêch thæåïc chiãöu daìi äúng näúi ta choün åí baíng XIII.32 trang 434 Säø tay QTTB táûp 2 : Dy (mm) 40 50 70 100 150 l (mm) 100 100 110 120 130 VI.Tênh taíi troüng cuía thaïp : Khäúi læåüng cuía thaïp bao gäöm täøng khäúi læåüng cuía thán thaïp , âaïy,nàõp ,låïp caïch nhiãût ,cháút loíng trong thaïp ,bêch vaì âéa. 1.Khäúi læåüng cuaí thán thaïp : Tênh theo cäng thæïc : ,kg . Trong âoú H :chiãöu cao thaïp chæa kãø âaïy vaì nàõp , H = Ntt(h + d ) = 31(0,28 + 0,003) = 8,773 m r : khäúi læåüng riãng cuía theïp X18H10T, r = 7900 kg/m3 . Dt :âæåìng kênh trong cuía thaïp , Dt = 0,8 m. Dn :âæåìng kênh ngoaìi cuía thaïp , Dn = Dt + 2.S = 0,8 + 2.0,004 = 0,808 m Váûy 2.Khäúi læåüng cuía âaïy vaì nàõp elip coï gåì : Tra baíng XIII.11 trang 384 Säø tay QTTB táûp 2 ta âæåüc khäúi læåüng cuía âaïy vaì nàõp elip coï gåì æïng våïi âæåìng kênh trong cuía thaïp 0,8 m , chiãöu daìy âaïy vaì nàõp 4 mm , chiãöu cao gåì 25 mm laì : G2 = 2.24,2 = 48,4 kg . 3.Khäúi læåüng cuía cháút loíng trong thaïp : Xem cháút loíng chiãúm âáöy thaïp ,ta seî boí qua khäúi læåüng cuía caïc äúng chaíy chuyãön vaì caïc choïp. G3 = V.rhh ,kg Trong âoï V : thãø têch cháút loíng , V = m3 . rhh : khäúi læåüng riãng cuía cháút loíng , láúy khäúi læåüng riãng låïn nháút , rhh = 953,64 kg/m3 . Váûy G3 = 4,41.953,64 = 4 205,55 kg . 4.Khäúi læåüng cuía caïc âéa : Âãø âån giaîn ta coi âéa laì mäüt táúm troìn khäng bë khoïet läù coï chiãöu daìy d nãn khäúi læåüng cuía 31 âéa laì : G4 = 31.t2.d.r = 5.Khäúi læåüng låïp caïch nhiãût : Bãö daìy låïp caïch nhiãût laì 20 mm Khäúi læåüng bäng thuíy tinh bao quanh thán thaïp ,caí pháön gåì cuía âaïy vaì nàõp : m1 = = Khäúi læåüng pháön bäng thuíy tinh phuí âaïy vaì nàõp : m2 = 2.Fâaïy.0,02.r = 2.0,82.0,02.200 = 6,56 kg Váûy khäúi læåüng låïp bäng caïch nhiãût : G5 = m1 + m2 = 45,35 + 6,56 = 51,91 kg . 6.Khäúi læåüng cuía bêch : *Khäúi læåüng caïc bêch näúi thán , nàõp vaì âaïy : Mäüt caïch gáön âuïng ta coï khäúi læåüng mäüt bêch âån (khäng tênh âãún caïc läù khoïet âãø vàûn buläng nãn boí qua khäúi læåüng cuía caïc buläng): mâ = Duìng 10 bäü bêch = 20 bêch âån ,nãn khäúi låæûng toaìn bäü 10 bäü bêch laì m1 = 20.12,35 = 247 kg . *Khäúi læåüng caïc bêch näúi äúng dáùn våïi thán thaïp : - Bêch näúi äúng dáùn häùn håüp âáöu vaìo thaïp: Váûy khäúi læåüng càûp bêch naìy : m2 = 2.1,72 = 3,44 kg - Bêch näúi äúng dáùn håi ra khoíi âènh thaïp : m3 = - Bêch näúi äúng dáùn dung dëch âaïy : m4 = 2. - Bêch näúi äúng dáùn loíng häöi læu : m5 = 2. - Bêch näúi äúng dáùn håi âäút : m6 = 2. - Bêch näúi äúng dáùn næåïc ngæng : m7 = m5 = 2,58 kg Váûy täøng caïc loaûi bêch näúi thán,nàõp ,âaïy vaì äúng dáùn : G6 = m1 +m2 +m3 +m4 +m5 +m6 +m7 = 272,11 kg Täøng khäúi læåüng toaìn thaïp : G = G1+G2+G3+G4+G5+G6 = 5 647,5 kg . VII.Choün tai treo ,chán âåî : 1.Choün tai treo : Ta duìng 4 tai treo kiãøu VII(Hçnh XIII.21),do âoï taíi troüng trãn mäüt tai treo: G = Theo baíng XIII.36 trang 438 Säø tay QTTB táûp 2 thç ta choün tai treo coï caïc säú liãûu sau : Taíi troüng cho pheïp trãn mäüt tai treo Gcp = 25 000 N > G , Bãö màût âåî F = 173 m2 , Taíi troüng cho pheïp lãn mäüt bãö màût âåî q = 1 450 000 N/m2 , Taíi troüng thæûc tãú lãn mäüt bãö màût âåî : q = N/m2 < qcp âån vë :mm L B B1 H S L a d 150 120 130 215 8 60 20 30 2.Choün chán âåî : Ta choün chán âoî kiãøu III, våïi taíi troüng trãn mäüt chán laì 14118,75 N nãn ta choün chán âåî coï caïc säú liãûu sau : Taíi troüng cho pheïp trãn mäüt chán Gcp = 25 000 N > G , Bãö màût âåî F = 444.10-4 m2 , Taíi troüng cho pheïp lãn mäüt màût âåî qcp = 560 000 N/m2 , Taíi troüng thæûc tãú lãn mäüt chán âåî q = < qcp . âån vë :mm L B B1 B2 H h s L d 250 180 215 290 350 185 16 90 27 Pháön 4 : TÊNH THIÃÚT BË PHUÛ I.Tênh toaïn thiãút bë ngæng tuû häöi læu : Âãø náng cao khaí nàng phán taïch caïc cáúu tæí trong quaï trçnh phán taïch ta cáön taûo ra quaï trçnh tiãúp xuïc giæîa pha loíng vaì pha håi,diãöu naìy âæåüc thæûc hiãûn åí trong thaïp .Âãø náng cao âäü tinh khiãút cuía saín pháøm âènh vaì âãø traïnh hiãûn tæåüng khä âéa åí nhæîng âéa trãn cuìng ta cho mäüt pháön saín pháøm âènh häöi læu tråí laûi thaïp ,âiãöu naìy âæåüc thæûc hiãûn nhåì thiãút bë ngæng tuû häöi læu .Âáy laì nåi xaíy ra quaï trçnh trao âäøi nhiãût giæîa håi âi ra tæì âènh thaïp våïi næåïc laìm laûnh, læåüng nhiãût trao âäøi åí âáy âuïng bàòng nhiãût læåüng cáön cung cáúp âãø hoïa håi læåüng håi âi ra khoíi âènh thaïp .Trong âiãöu kiãûn naìy ta duìng thiãút bë ngæng tuû kiãøu äúng chuìm, hãû thäúng naìy coï æu âiãøm laì goün ,chàõc chàõn ,êt täún kim loaûi ,bãö màût truyãön nhiãût låïn ,dãù kiãøm tra quan saït ,sæía chæîa ,laìm vãû sinh. Trong thiãút bë naìy , taïc nhán noïng laì håi âi ra tæì âènh thaïp (ræåüu metylic) coï âäü tinh khiãút cao nãn ta cho âi bãn ngoaìi chuìm äúng , coìn taïc nhán laìm laûnh laì næåïc laûnh ta cho âi bãn trong caïc äúng âãø dãù laìm vãû sinh khi caïc cháút báøn baïm trong äúng .Âãø âaím baío truyãön nhiãût triãût âãø ,tiãút kiãûm læåüng næåïc ta cho hai læu thãø chuyãøn âäüng ngæåüc chiãöu ,håi âi tæì trãn xuäúng ,næåïc âi tæì dæåïi lãn . Å âáy ta tênh toaïn âãø thiãút bë ngæng tuû hoaìn toaìn læåüng håi âi ra khoíi thaïp. Nhiãût âäü cuía håi laì 65,50C . Nhiãût âäü âáöu cuía næåïc âæåüc choün 250C . Nhiãût âäü cuäúi cuía næåïc âæåüc choün 450C , âãø traïnh hiãûn tæåüng caïc muäúi dãù kãút tuía vaì âoïng càûn laûi trãn bãö màût trong äúng . Trong pháön cán bàòng nhiãût læåüng cho thaïp ta âaî tênh læåüng næåïc cáön thiãút âãø ngæng tuû hoaìn toaìn håi ra khoíi âènh thaïp laì Gn2 = 46 638,4 kg/h . Læåüng håi ra khoíi âènh thaïp laì 1336,4 kg/h . Hiãûu säú nhiãût âäü trung bçnh giæîa hai læu thãø chuyãøn âäüng ngæåüc chiãöu âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc V.8 trang 5 Säø tay QTTB táûp 2 : ,âäü . Trong âoï Dt1 vaì Dt2 laì hiãûu säú nhiãût âäü låïn vaì nhoí cuía hai læu thãø ,âäü .ÅÍ âáy ta coï : Dt1 = 65,5 - 25 = 40,5 0C , Dt2 = 65,5 - 45= 20,50C . nãn Nhiãût âäü trung bçnh cuía næåïc laìm laûnh âæåüc tênh theo cäng thæïc V.21 trang 10 Säø tay QTTB táûp 2 : t = T1. 1).Âäúi våïi phêa håi : Hãû säú cáúp nhiãût âæåüc tênh theo cäng thæïc V.100 trang 28 Säø tay QTTB táûp 2: a1 = ,W/m2.âäü Trong âoï : r : áøn nhiãût ngæng , r = 268,07 kcal/kg = 1 122 400 J/kg (âaî tênh åí pháön tênh âæåìng kênh âoaûn luyãûn). r :khäúi læåüng riãng cuía loíng ngæng ,âæåüc tênh : ÅÍ 65,50C metylic coï khäúi læåüng riãng rA = 750,5 kg/m3 . ÅÍ 65,50C næåïc coï khäúi læåüng riãng rB = 979,975 kg/m3 . = > rhh = kg/m3 H: chiãöu cao äúng , choün H = 2 m . l : hãû säú dáùn nhiãût cuía loíng ngæng ,W/m.âäü ,âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc I.23 trang 123 Säø tay QTTB táûp 1 : l = , W/m.âäü Våïi A = 3,58.10-8 ,vç cháút loíng liãn kãút(næåïc ,ræåüu metylic) CP : nhiãût dung riãng âàóng aïp cuía cháút loíng,J/kg.âäü ,xem cháút loíng laì ræåüu metylic 100% nãn CP65,5 = 2 787,5 J/kg.âäü . r = 754,03 kg/m3 âaî tênh åí trãn . M: phán tæí læåüng trung bçnh cuía loíng ngæng M = 0,965.32 + (1-0,965).18 = 31,51 Váûy l = ,W/m.âäü m :âäü nhåït cuía loíng ngæng , m = 0,488.10-3 N.s/m2 T1 :hiãûu säú giæîa nhiãût âäü ngæng tn vaì nhiãût âäü màût tæåìng tiãúp xuïc våïi håi ngæng , tn = 65,5 0C , láúy tT1 = 620C . = > Dt1 = 3,50C . Váûy hãû säú dáùn nhiãût : a1 = Nhiãût taíi riãng vãö phêa håi ngæng tuû : q1 = a1.Dt1 = 2428,6.3,5 = 8 500,1 W/m2 2.Âäúi våïi phêa næåïc laìm laûnh : Hãû säú cáúp nhiãût tênh theo V.33 trang 11 Säø tay QTTB táûp 2 : Trong âoï : l :Hãû säú dáùn nhiãût cuía næåïc ,tra baíng I.130 trang 134 Säø tay QTTB táûp 1 âæåüc hãû säú dáùn nhiãût cuía næåïc åí nhiãût âäü trung bçnh 36,130C : l = W/m.âäü d :Âæåìng kênh äúng truyãön nhiãût,choün d = 0,03 m. Nu :Chuáøn säú Nuyxen, âæåüc tênh theo V.40 trang 4 Säø tay QTTB táûp 2 Nu = Våïi : Prt :Chuáøn säú Pran cuía doìng tênh theo nhiãût âäü trung bçnh cuía tæåìng.Vç Chãnh lãûch nhiãût âäü giæîa tæåìng vaì doìng nhoí nãn . Re :Chuáøn säú Raynon ,giaí sæí næåïc chaíy räúi våïi Re = 104 . Pr : Chuáøn säú Pran ,tênh theo V.35 trang 12 Säø tay QTTB táûp 2: CP :Nhiãût dung riãng âàóng aïp cuía næåïc åí 36,130C theo Baíng I.147 trang 165 Säø tay QTTB táûp 1: CP = 4 180,5 J/kg.âäü m : Âäü nhåït cuía næåïc åí 36,130C , theo baíng I.102 trang 94 Säø tay QTTB táûp 1 , m = 0,7085.10-3 N.s/m2 l : Hãû säú dáùn nhiãût cuía næåïc åí 36,130C ,l = 0,77115 W/m.âäü = > Pr = e 1 :Hãû säú hiãûu chènh tênh âãún aính hæåíng cuía tè säú giæîa chiãöu daìi l vaì âæåìng kênh d cuía äúng ,theo baíng V.2 thç e 1 = 1 . = > Nu = 0,021.(104)0,8.3,840,43 = 59,36 Váûy a2 = W/m2.âäü Nhiãût taíi riãng vãö phêa næåïc : q2 = a2.Dt2 Dt2 laì hiãûu säú nhiãût âäü giæîa nhiãût âäü thaình bãn trong tæåìng äúng våïi nhiãût âäü trong doìng næåïc , choün Dt2 = 50C . q2 = 1 837,9.5 = 9189,5 W/m2 . = > q = 8 844,75 W/m2 3.Säú äúng truyãön nhiãût vaì caïch sàõp xãúp : Bãö màût truyãön nhiãût : F = m2 Säú äúng cáön duìng : n = äúng . Láúy säú äúng laì 241 äúng .Theo baíng V.11 trang 48 Säø tay QTTB táûp 2 ,æïng våïi säú äúng laì 241 vaì sàõp xãúp theo hçnh 6 caûnh âãöu thç ta bäú trê 241 äúng thaình 8 voìng 6 caûnh våïi säú äúng trãn âæåìng cheïo chênh cuía hçnh 6 caûnh laì 17 äúng ,säú äúng trong mäùi hçnh viãn phán åí daîy thæï nháút laì 4 äúng vaì täøng säú äúng trong caïc hçnh viãn phán laì 24 äúng . Theo cäng thæïc V.140 trang 49 Säø tay QTTB táûp 2 thç âæåìng kênh trong cuía thiãút bë âæåüc tênh : D = t.(b -1) + 4.d ,m Våïi d: âæåìng kênh ngoaìi cuía äúng truyãön nhiãût , d = 0,03 + 0,0015.2 = 0,033 m t : bæåïc äúng , t = 1,2.d = 0,0396 m b: säú äúng trãn âæåìng cheïo chênh cuía hçnh 6 caûnh , b = 17 = > D = 0,0396.(17-1) + 4.0,033 = 0,7656 m. Choün D = 0,8 m. Váûy thiãút bë ngæng tuû coï âæåìng kênh âæåìng kênh trong la 0,8 m , gäöm 241 äúng xãúp theo hçnh luûc giaïc âãöu gäöm 8 voìng . Mäùi äúng daìi 2 m ,âæåìng kênh trong 0,03 m ,daìy 0,0015 m . II.Tênh vaì choün båm : Âãø váûn chuyãøn häùn håüp âáöu tæì bãø chæïa lãn thuìng cao vë ta sæí duûng båm ,âoï laì mäüt maïy thuíy læûc duìng âãø truyãön âäüng nàng vaì váûn chuyãøn cháút loíng .Trong âiãöu kiãûn nàng suáút vaì yãu cáöu vãö kinh tãú ,kyî thuáût âãø váûn chuuyãøn häùn håüp metylic - næåïc åí nhiãût âäü mäi træåìng ta choün båm ly tám .Loaûi båm naìy coï nhiãöu æu âiãøm : Cung cáúp âãöu Quay våïi täúc âäü nhanh(coï thãø gàõn træûc tiãúp våïi âäüng cå) Thiãút bë âån giaín Khäng coï xupap nãn êt bë tàõc vaì hæ hoíng Coï thãø båm âæåüc nhiãöu loaûi cháút loíng 1.Tênh nàng suáút båm: Häùn håüp âáöu åí 250C cung cáúp cho thaïp våïi læu læåüng 2000kg/h hay 2,2 m3/h hay 6,12.10-4 m3/s våïi khäúi læåüng riãng häùn håüp âáöu åí 250C laì 908,3kg/m3 . Âæåìng kênh äúng dáùn âæåüc tênh theo cäng thæïc II.36 trang 369 Säø tay QTTB táûp 1: ,m Trong âoï : w :Täúc âäü trung bçnh ,m/s.Choün w = 2m/s. V:Læu læåüng thãø têch ,m3/s. = > m. 2.AÏp suáút toaìn pháön cáön thiãút âãø khàõc phuûc moüi sæïc caín thuíy læûc trong hãû thäúng khi doìng chaíy âàóng nhiãût : AÏp suáút naìy tênh theo II.53 trang 376 Säø tay QTTB táûp 1 : DP = DPâ + DPm + DPH + DPC Trong âoï : DPâ : AÏp suáút âäüng hoüc ,laì aïp suáút cáön thiãút âãø taûo täüc âäü cho doìng chaíy trong äúng dáùn. DPm : AÏp suáút âãø khàõc phuûc tråí læûc ma saït . DPH : AÏp suáút âãø náng cháút loíng lãn cao. DPC : AÏp suáút khàõc phuûc tråí læûc cuûc bäü . *Tênh DPâ : Theo cäng thuïc II.54 trang 376 Säø tay QTTB táûp 1 : ,N/m2 r : khäúi lææûng riãng cuía häùn håüp ,r = 908,3 Kg/m3. w : váûn täúc læu thãø , w = 2 m/s. = > DPâ = N/m2 *Tênh DPm : Theo cäng thæïc II.55 Säø tay QTTB táûp 1 : N/m2 L: chiãúu daìi äúng dáùn , L= 15 m. dtâ: âæåìng kênh tæång âæång cuía äúng ,dtâ = 0,02 m. l :hãû säú ma saït ,phuû thuäüc vaìo chãú âäü chuyãøn âäüng cuía cháút loíng vaì âäü nhaïm cuía thaìnnh äúng. Chuáøn säú Ráynän: m : âäü nhåït cháút loíng ,åí 250C häùn håüp metylic -næåïc 38% coï âäü nhåït 1,7.10-3N/m2. = > Re = Re > 104 nãn cháút loíng chaíy xoaïy. Chuáøn säú Ráynän giåïi haûn cuía khu væûc nhàôn thuíy læûc : Regh = e : âäü nhaïm tuyãût âäúi ,theo baíng II.15 trang 381 Säø tay QTTB táûp 1 choün e = 0,2mm = > Re > Regh . Chuáøn säú Ráynän khi bàõt âáöu xuáút hiãûn vuìng nhaïm : Ta tháúy Regh < Re < Ren , nãn l phuû thuäüc vaìo chuáøn säú Ráynän vaì âäü nhaïm cuía thaình äúng ,tênh theo II.64 trang 379 Säø tay QTTB táûp 1 : = > DPm = N/m2 *Tênh DPC : Theo II.56 trang 377 Säø tay QTTB táûp 1 : x : hãû säú tråí læïc cuûc bäü. Choün hãû thäúng gäöm 2 khuyíu gheïp 900 do hai khuyíu 450 taûo thaình ,coï tråí læûc x1 ,mäüt van mäüt chiãöu træåïc äúng âáøy coï hãû säú tråí læûc x2 ,mäüt van chàõn træåïc äúng âáøy âãø âiãöu chènh læu læåüng coï hãû säú tråí læûc x3 . Tênh x1 : Våïi khuyíu gheïp 900 do hai khuyíu 450 taûo thaình ,theo baíng II.16-N029 trang 394 Säø tay QTTB táûp 1 ,choün a/b = 1 thç x1 = 0,38 . Tênh x2 : Choün van mäüt chiãöu kiãøu âéa khäng coï âënh hæåïng phêa dæåïi .Våïi h -chiãöu cao måí cuía van ,b-chiãöu räüng vaình âéa ,D0-âæåìng kênh äúng træåïc van,D0 = 0,02 m. Choün b/D0 = 0,14 = > a = 0,71. Choün h/D0 = 0,14 = > b = 7,9. = > x2 = 0,71 + 7,9 = 8,61 . Tênh x3 : Choün van chàõn tieu chuáøn ,theo II.16-N037 trang 397 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï våïi D =20 mm thç x3 = 8. Täøng hãû säú tråí læûc cuûc bäü cuía hãû thäúng äúng dáùn : x = 2.x1 + x2 + x3 = 2.0,38 + 8,61 + 8 = 17,37 . Váûy aïp suáút cáön thiãút âãø khàõc phuûc tråí læûc cuûc bäü cuía hãû thäúng : DPC = N/m2 *Tênh DPH : Theo cäng thæïc II.57 trang 377 Säø tay QTTB táûp 1 : DPH = r.g.H ,N/m2 våïi H = 13 m laì chiãöu cao cáön náng cháút loíng . DPH = 908,3.9,81.13 = 115 835,5 N/m2 Váûy aïp suáút toaìn pháön cáön thiãút âãø khàõc phuûc moüi sæïc caín thuíy læûc : DP = DPâ + DPm + DPC + DPH = 200 025,8 N/m2 . 3.Cäng suáút âäüng cå âiãûn cáön trang bë : Chiãöu cao toaìn pháön båm cáön taûo ra : m. Cäng suáút yãu cáöu trãn truûc båm âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc II.189 trang 439 Säø tay QTTB táûp 1: ,KW. Q: nàng suáút båm ,Q = 6,12.10-4 m3/s . h :hiãûu suáút chung cuía båm ,h =0,8 . = > N = Cäng suáút cuía âäüng cå âiãûn : Nâc = ,KW - Cäng thæïc II.190 Säø tay QTTB táûp 1. htr :hiãûu suáút truyãön âäüng , choün htr = 0,95 . hâc :hiãûu suáút âäüng cå âiãûn ,choün hâc = 0,75 . = > Nâc = Thæåìng choün âäüng cå âiãûn coï cäng suáút låïn hån cäng suáút tênh toaïn âãø âãö phoìng khi phaíi laìm viãûc quaï taíi ,nãn cäng suáút âäüng cå thæûc tãú : Ncâc = b.Nâc ,KW - Cäng thæïc II.191 Säø tay QTTB táûp 1 . b : hãû säú dæû træî cäng suáút ,cho åí baíng II.33 trang 439 Säø tay QTTB táûp 1 , æïng våïi Nâc = 0.215 < 1 thç b = 2 . = > Ncâc = 2.0,125 = 0,43 KW. Váûy cáön sæí duûng båm coï nàng suáút 6,12.10-4 m3/s våïi âäüng cå âiãûn coï cäng suáút laì 0,43 KW. Pháön 5 : KÃÚT LUÁÛN Trãn âáy laì toaìn bäü caïc tênh toaïn vaì âãö nghë thiãút kãú hãû thäúng chæng cáút häùn håüp metylic vaì næåïc bàòng thaïp choïp laìm viãûc liãn tuûc.Trong quaï trçnh tênh toaïn khäng traïnh khoíi caïc thiãúu soït ,em mong nháûn âæåüc sæû âoïng goïp yï kiãún cuía quyï tháöy cä . Em xin chán thaình caím ån tháöy Phaûm Ngoüc Anh âaî hæåïng dáùn em hoaìn thaình nhiãûm vuû naìy. *Caïc taìi liãûu tham khaío : 1.Säø tay Quaï trçnh thiãút bë táûp 1 -Nhaì xuáút baín khoa hoüc vaì kyî thuáût. 2.Säø tay Quaï trçnh thiãút bë táûp 2 -Nhaì xuáút baín khoa hoüc vaì kyî thuáût. 3.Saïch Cå såí caïc quaï trçnh vaì thieït bë cäng nghãû hoïa hoüc táûp 1. 4.Saïch Cå såí caïc quaï trçnh vaì thieït bë cäng nghãû hoïa hoüc táûp 2. Âaì nàông thaïng 11 nàm 2002.