Tải bản đầy đủ (.pdf) (69 trang)

đồ án môn học thiết kế hệ thống thiết bị cô đặc hai nồi dung dịch nacl

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (976.67 KB, 69 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HĨA HỌC

<b>BỘ MƠN Q TRÌNH - THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HĨA VÀ THỰC PHẨM </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<i><b>3. Cô đặc nhiều nồi ...3 </b></i>

<i><b>4. Giới thiệu về NaCl ...3 </b></i>

<b>II. Sơ đồ và mô tả dây chuyền cơng nghệ ...4 </b>

<b>III. Tính tốn thiết bị chính...5 </b>

<i><b>1. Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống...5 </b></i>

<i><b>2. Lượng hơi thứ bốc ra ở mỗi nồi hơi: ...5 </b></i>

<i><b>3. Nồng độ dung dịch trong mỗi nồi: ...6 </b></i>

<i><b>4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống: ∆p ...6 </b></i>

<i><b>5. Chênh lệch áp suất nhiệt độ hơi đốt mỗi nồi: ...6 </b></i>

<i><b>6. Tính nhiệt độ ( t’<small>i </small>) và áp suất hơi thứ ( p’<small>i</small> ) ra khỏi từng nồi ...7 </b></i>

<i><b>7. Tính tổn thất nhiệt độ trong từng nồi ...8 </b></i>

<i>7.1. Tính tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao ∆i” ...8 </i>

<i> 7.2. Tính tổn thất nhiệt độ do nồng độ ∆i’ ...9 </i>

<i>7.3. Tổng tổn thất nhiệt độ của hệ thống ... 10 </i>

<i><b>8. Tính hệ số nhiệt độ hữu ích của hệ thống ... 10 </b></i>

<i>8.1. Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống ... 10 </i>

<i> 8.2. Nhiệt độ sôi trong mỗi nồi ... 10 </i>

<i> 8.3. Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi ... 10 </i>

<i><b>9. Lập phương trình cân bằng nhiệt để tính lượng hơi đốt D và lượng hơi thứ W<small>i </small>ở từng nồi ... 11 </b></i>

<i>9.1. Tính nhiệt dung riêng của dung dịch NaCl ... 12 </i>

<i>9.2. Các thông số của nước ngưng ... 13 </i>

<i>9.3. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng ... 13 </i>

<i><b>10. Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi: ... 15 </b></i>

<i>10.1. Tính hệ số cấp nhiệt α1 khi ngưng tụ hơi ... 15 </i>

<i>10.2. Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ ... 16 </i>

<i>10.3. Tính hệ số cấp nhiệt α2i từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi ... 16 </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<i>10.4. Tính nhiệt tải riêng về phía dung dịch ... 21 </i>

<i>10.5. So sánh q1i và q2i: ... 22 </i>

<i><b>11. Xác định hệ số truyền nhiệt của từng nồi ... 22 </b></i>

<i><b>12. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích từng nồi ... 23 </b></i>

<i><b>13. So sánh Δt<small>i</small>’ và Δt<small>i</small> ... 23 </b></i>

<i><b>14. Tính bề mặt truyền nhiệt F ... 24 </b></i>

<b>IV. Tính tốn thiết bị phụ ... 24 </b>

<i><b>1. Tính thiết bị ngưng tụ baromet ... 24 </b></i>

<i>1.1. Tính lượng nước lạnh Gn cần thiết để ngưng tụ: ... 25 </i>

<i>1.2. Tính đường kính trong thiết bị ... 26 </i>

<i>1.8. Tính chiều cao ống baromet: ... 28 </i>

<i>1.9. Tính lượng hơi và khí khơng ngưng: ... 29 </i>

<i><b>2. Tính bơm chân khơng ... 30 </b></i>

<i><b>3. Tính thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu ... 31 </b></i>

<i>3.1. Tính nhiệt lượng trao đổi Q ... 31 </i>

<i>3.2. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích ... 31 </i>

<i>3.3. Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể ... 32 </i>

<i>3.4. Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ ... 32 </i>

<i>3.5. Tính hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xốy... 33 </i>

<i>3.6. Tính nhiệt tải riêng về phía dung dịch ... 35 </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<i>1.1. Xác định số ống trong buồng đốt ... 37 </i>

<i>1.2. Xác định đường kính trong của buồng đốt ... 38 </i>

<i>1.3. Xác định chiều dày buồng đốt ... 40 </i>

<i>1.4. Chiều dày đáy phịng đốt ... 44 </i>

<i>1.5. Tra bích để lắp vào thân ... 47 </i>

<i><b>2. Buồng bốc hơi ... 47 </b></i>

<i>2.1. Thể tích buồng bốc hơi ... 47 </i>

<i>2.2. Chiều cao phòng bốc hơi ... 48 </i>

<i>2.3. Chiều dày phòng bốc hơi ... 48 </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>LỜI MỞ ĐẦU </b>

Để bước đầu làm quen với công việc của một kĩ sư hóa học là thiết kế một thiết bị hay hệ thống thiết bị thực hiện một nhiệm vụ trong sản xuất, sinh viên Kỹ thuật Hóa học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội được nhận đồ án mơn học: “Q trình và thiết bị Cơng nghệ Hóa học”. Việc thực hiện đồ án là điều rất có ích cho mỗi sinh viên trong việc từng bước tiếp cận với thực tiễn sau khi đã hồn thành khối lượng kiến thức của mơn học. Trên cơ sở kiến thức đó và một số mơn khoa học khác có liên quan, mỗi sinh viên sẽ tự thiết kế một thiết bị, hệ thống thiết bị thực hiện một nhiệm vụ kĩ thuật có giới hạn trong các q trình cơng nghệ. Qua việc làm đồ án môn học này, mỗi sinh viên phải biết cách sử dụng tài liệu trong việc tra cứu, vận dụng đúng những kiến thức,quy trình trong tính tốn và thiết kế, tự nâng cao kĩ năng trình bày bản thiết kế theo văn phịng khoa học và nhìn nhận vấn đề một cách có hệ thống.

Trong đồ án mơn học này, nhiệm vụ phải hoàn thành là thiết kế hệ thống cơ đặc hai nồi xi chiều, ống tuần hồn trung tâm làm việc liên tục với dung dịch NaCl, năng suất 11520 kg/h, nồng độ dung dich ban đầu 5%kg , nồng độ sản phẩm 22%kg

Do hạn chế về thời gian, chiều sâu về kiến thức, hạn chế về tài liệu, kinh nghiệm thực tế và nhiều mặt khác nên khơng tránh khỏi những thiếu sót trong q trình thiết kế. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, xem xét và chỉ dẫn thêm của thầy để đồ án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Minh Tân đã hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

Truyền nhiệt trong q trình cơ đặc có thể trực tiếp hoặc gián tiếp, khi truyền nhiệt trực tiếp thường dung khói lị cho tiếp xúc với dung dịch, còn truyền nhiệt gián tiếp thường dung hơi nước bão hồ để đốt nóng.

<b>2. Các phương pháp cô đặc </b>

Cô đặc được tiến hành ở nhiệt độ sôi, ở mọi áp suất, trong hệ thống một nồi hoặc nhiều nồi. Q trình có thể gián đoạn hay liên tục. Trong hệ thống nhiều nồi thì nồi đầu tiên thường làm việc ở áp suất lớn hơn áp suất khí quyển, các nồi sau làm việc ở áp suất chân không.

Cô đặc gián đoạn: dung dịch cho vào thiết bị một lần rồi cô đặc đến nồng độ yêu cầu, hoặc cho vào liên tục trong quá trình bốc hơi để giữ mức dung dịch không đổi đến khi nồng độ dung dịch trong thiết bị đã đạt yêu cầu sẽ lấy ra một lần sau đó cho dung dịch mới để tiếp tục cô đặc.

Cô đặc liên tục trong hệ thống một nồi hoặc nhiều nồi dung dịch và hơi đốt cho vào liên tục, sản phẩm cũng được lấy ra liên tục. q trình cơ đặc có thể thực hiện ở các áp suất khác nhau tuỳ theo yêu cầu kĩ thuật, khi làm việc ở áp suất thường (áp suất khí quyển) thì có thể dùng thiết bị hở ; còn làm việc ở áp suất khác thì dùng thiết bị kín cơ đặc trong chân khơng(áp suất thấp) vì có ưu điểm là: khi áp suất giảm thì nhiệt sơi của dung dịch cũng giảm, do đó hiệu số nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch tăng, nghĩa là có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Cô đặc chân không dùng cho các dung dịch có nhiệt độ sơi cao và dung dịch dễ bị phân huỷ bởi nhiệt, ngoài ra còn làm tăng hiệu số nhiệt độ của hơi đốt và nhiệt độ sơi trung bình của dung dịch, dẫn đến giảm bề mặt truyền nhiệt.

Cô đặc ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển thường dùng cho các dung dịch không bị phân huỷ ở nhiệt độ cao như các dung dịch muối vô cơ, để sử dụng hơi thứ cho cô đặc và cho các q trình đun nóng khác.

Cơ đặc ở áp suất khí quyển thì hơi thứ khơng được sử dụng mà được thải ra ngồi khơng khí. Phương pháp đơn giản nhưng không kinh tế.

<b>3. Cô đặc nhiều nồi </b>

Cô đặc nhiều nồi là quá trình sử dụng hơi thứ thay cho hơi đốt, do đó có ý nghĩa về sử dụng nhiệt. Nguyên tắc của cô đặc nhiều nồi là: nồi đầu dung dịch được đun nóng bằng hơi đốt, hơi bốc lên ở nồi này được đưa vào nồi thứ 2 để làm hơi đốt, hơi thứ của nồi thứ 2 lại làm hơi đốt cho nồi thứ 3… Hơi thứ ở nồi cuối được đưa vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch đi vào lần lượt từ nồi đầu đến nồi cuối, qua mỗi nồi nồng độ của dung dịch tăng dần lên do một phần dung môi bốc hơi. Hệ thống cô đặc xuôi chiều được sử dụng khá phổ biến.

Ưu điểm của hệ thống này là dung dịch tự di chuyển từ nồi trước ra nồi sau nhờ chênh lệch áp suất giữa các nồi.

Nhược điểm là nhiệt độ nồi sau thấp hơn nhưng nồng độ lại cao hơn nồi trước nên độ nhớt của dung dịch tăng dần dẫn đến hệ số truyền nhiệt của hệ thống giảm từ nồi đầu đến nồi cuối.

<b>4. Giới thiệu về NaCl </b>

Natri clorua hay còn gọi là muối ăn, muối mỏ, là hợp chất hóa học với cơng thức hóa học là NaCl. Natri clorua là muối chủ yếu tạo ra độ mặn trong các đại dương và của chất lỏng ngoại bào của nhiều cơ thể đa bào. Là thành phần chính trong muối ăn, nó được sử dụng phổ biến như là đồ gia vị và chất bảo quản thực phẩm. Natri clorua tạo thành các tinh thể có cấu trúc cân đối lập phương. Có điểm nóng chảy là 801độ C . Tỷ trọng là 2,16 g/cm3 . Độ hòa tan trong nước khoảng 35,9 g / 100 ml ở 25 độ C . Ngày nay, muối NaCl được sản xuất bằng cách cho bay hơi nước biển hay nước muối từ các nguồn khác, chẳng hạn các giếng nước muối và hồ muối và bằng khai thác muối mỏ. NaCl có rất nhiều ứng dụng trong

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

thực tế. Trong gia đình được sử dụng như một gia vị không thể thiếu. Trong y dược còn dùng để sát trùng vết thương, cầm máu các vết thương ngồi da. Trong cơng nghiệp hóa chất lượng muối tiêu thụ hàng năm chiếm 80 % sản lượng muối trên thế giới.

<b>II. Sơ đồ và mô tả dây chuyền cơng nghệ </b>

<i>Chú thích: </i>

1 Thùng chứa dung dịch đầu

2 Bơm đẩy dung dịch đầu lên thùng cao vị

3 Bơm đẩy dung dịch cuối vào thùng chứa sản phẩm 4 Thùng cao vị chứa dung dịch đầu

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

thiết của dung dịch vào thiết bị gia nhiệt đầu. Thiết bị gia nhiệt đầu (4) gia nhiệt dung dịch tới nhiệt độ sơi của dung dịch. Sau đó được đưa vào nồi cô đặc 1 (5). Dung dịch sau nồi 1 đạt nồng độ x1 sẽ sang nồi 2 nhờ chênh lệch áp suất. Sau nồi 2 dung dịch đạt nồng độ cuối và sẽ được làm lạnh bằng thiết bị làm lạnh (13) sau đó được bơm (16) đẩy vào thùng chứa sản phẩm cuối (14).

Hơi thứ ở nồi 1 được làm hơi đốt cho nồi 2 vì nó có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ sơi của dung dịch trong nồi 2. Hơi thứ nồi 2 đi vào thiết bị ngưng tụ Baromet nhờ chênh lệch áp suất. Hơi được ngưng tụ thành lỏng và tự chảy xuống thùng chứa nước ngưng (18). Khí khơng ngưng có lẫn bọt qua cơ cấu tách bọt, bọt sẽ đi xuống thùng chứa, cịn khí khơng ngưng đi ra ngồi nhờ bơm hút chân khơng (19).

<b>III. Tính tốn thiết bị chính </b>

Các số liệu đầu: Hệ thống cơ đặc 2 nồi xi chiều ống tuần hồn tâm

Dung dịch cần cô đặc

Năng suất của hệ thống cô đặc (kg/h)

Nồng độ đầu của dung dịch (% kh. lg) (xđ)

Nồng độ cuối của dung dịch (% kh. lg) (xc)

Áp suất hơi nước bão hòa (hơi đốt cho nồi đầu) (at)

Áp suất trong thiết bị ngưng tụ (at)

Chọn chiều cao ống truyền nhiệt: H = 3m.

<b>1. Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống </b>

W= G<small>d</small>(1 −<sup>xd</sup>

<small>xc</small>)<small> </small>[4-55]  W = 11520 x (1 - <sup>5</sup>

<small>22</small>) = 8901,81 (kg/h).

<b>2. Lượng hơi thứ bốc ra ở mỗi nồi hơi </b>

- Lượng hơi thứ bốc ra ở nồi 1: W1, [kg/h] - Lượng hơi thứ bốc ra ở nồi 2: W2, [kg/h]

- Giả thiết mức phân phối lượng hơi thứ bốc ra ở 2 nồi là: W1:W2 = 1:1,04.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Ta có hệ: {<sub>W</sub><sup>1,04W</sup><sup>1</sup><sup>− W</sup><sup>2</sup> <sup>= 0</sup>

<small>1</small>+ W<sub>2</sub> = 8901,81<sup> => {</sup>

W<sub>1</sub> = 4363,64[kg/h]W<sub>2</sub> = 4538,18 [kg/h]

<b>3. Nồng độ dung dịch trong mỗi nồi: </b>

Theo công thức: x<small>i</small> = G<small>dx</small><sub>d</sub>

<small>G</small><sub>d</sub><small>−∑</small><sup>i</sup><sub>j=1</sub><small>W</small><sub>j</sub>, %[4.57]• Với nồi 1:

 Ta được x<small>2</small> = x<small>c </small>: phù hợp với số liệu ban đầu.

<b>4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống: ∆p </b>

Theo công thức: ∆p = p<small>1</small> - p<small>ng </small>

 ∆p =5 – 0.2 = 4,8 [at].

<b>5. Chênh lệch áp suất nhiệt độ hơi đốt mỗi nồi </b>

Gọi ∆p<small>i</small> là chênh lệch áp suất trong nồi thứ i [at]

Giả thiết phân bố áp suất hơi đốt giữa 2 nồi là: ∆p<small>1</small> : ∆p<small>2</small> = 2,32:1. Ta có hệ: {<sup>∆p</sup><sup>1</sup><sup> − 2,32∆p</sup><sup>2</sup> <sup>= 0</sup>

∆p<sub>1</sub>+ ∆p<sub>2</sub> = 4,8 <sup> => {</sup>

∆p<sub>1</sub> = 3,35 [at]∆p<sub>2</sub> = 1,45 [at]Tính áp suất hơi đốt từng nồi suy ra nhiệt độ hơi đốt: Theo công thức: p<small>i</small> = p<small>i-1</small> -∆p<small>i-1</small>

Ta có:

• Nồi 1: p<small>1</small> = 5 [at]

• Nồi 2: p<small>2</small> = p<small>1</small> - ∆p<small>1</small> =5 – 3,35 = 1,65 [at] Tra bảng I.251 [1-315] kết hợp nội suy ta có:

• Nồi 1: với p<small>1</small> = 5 at ta được: − Nhiệt độ hơi đốt: T<small>1</small> = 151,1°C

− Nhiệt lượng riêng: i<small>1</small> = 2754000 (J/kg) − Nhiệt hóa hơi: r<small>1</small> = 2117000 (J/kg)

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

• Nồi 1: với p<small>2</small> = 1,65 [at] ta được − Nhiệt độ hơi đốt: T<small>2</small> = 113,6°C

− Nhiệt lượng riêng: i<small>2</small> = 2704500 (J/kg) − Nhiệt hóa hơi: r<small>2 </small>= 2224500 (J/kg)

• Với p<small>ng</small> = 0,2 (at) ta có T<small>ng</small> = 59,7 °C.

<b>6. Tính nhiệt độ ( t’i ) và áp suất hơi thứ ( p’i ) ra khỏi từng nồi </b>

Ta có: t<small>i</small>’ = t<small>t+1</small> + Δ<small>i</small>’’’ [ °C] Trong đó:

- Δ<small>i</small>’’’: Tổn thất nhiệt độ do trở lực đường ống. - t<small>i</small>’: Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi thứ i, °C. Ta chọn Δ<small>i</small>’’’ = 1 °C

Theo cơng thức ta có:

+ Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi 1 là t<small>1</small>’ = T<small>2</small> + Δ<small>1</small>’’’ = 113,6 + 1 = 114,6°C + Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi 2 là t<small>2</small>’ = T<small>ng</small> + Δ<small>2</small>’’’ = 59,7 + 1 = 60,7 °C Tương ứng với nhiệt độ tính được xác định hơi thứ mỗi nồi.

Tra bảng I.250 Tính chất hóa lí của hơi nước bão hịa phụ thuộc vào nhiệt độ - Sổ tay hóa cơng Q trình và thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1 [3-314], [3-315] kết hợp nội suy ta có:

• Nồi 1: với t<small>1</small>’ = 114,6 °C ta được: − Áp suất hơi thứ: p<small>1</small>ꞌ = 1,71 [at]

− Nhiệt lượng riêng: i<small>1</small>ꞌ = 2706170 [J/kg] − Nhiệt hóa hơi: r<small>1</small>ꞌ = 2221720 [J/kg] • Nồi 2: với t<small>2</small>ꞌ=60,7 <small>o</small>C ta được

− Áp suất hơi thứ: p<small>2</small>’ = 0,21 [at]

− Nhiệt lượng riêng: i<small>2</small>’ = 2609600 [J/kg] − Nhiệt hóa hơi: r<small>2</small>’ = 2355260 [J/kg]

Bảng tổng hợp số liệu 1:

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>7. Tính tổn thất nhiệt độ trong từng nồi </b>

<i><b>7.1. Tính tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao ∆i” </b></i>

− p<small>i</small>’: áp suất hơi thứ trên mặt thoáng dung dịch, at.

− h<small>1</small>: Chiều cao lớp dung dịch sôi kể từ miệng ống truyền nhiệt đến mặt thoáng dung dịch. Chọn h<small>1</small> = 0,5m.

− H: Chiều cao ống truyền nhiệt H = 3 m.

− ρ<small>dds</small>: Khối lượng riêng của dung dịch ở nhiệt độ t , [kg/m<small>3</small>];𝜌<sub>𝑑𝑑𝑠</sub>=<sup>ρsi</sup>

− g: Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s<small>2</small>

• Nồi 1: p<small>1’</small> = 1,71 (at)

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Tra bảng I.57 [3-45] Khối lượng riêng của dung dịch NaCl – nước ở các nhiệt độ khác nhau và nội suy với t = 114,6 °C và x<small>1</small> = 8,05% có ρ<small>s1</small> = 1054,12 kg/m<sup>3 </sup>( ở 25 độ C )

<small>2</small> = 527,25 𝑘𝑔/𝑚<sup>3</sup> 𝑝<sub>𝑡𝑏𝑖</sub> = 1,71 + [(0,5 +<sup>3</sup>

- Δ<small>0i</small>’: Tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi ở nồng độ nhất định và áp suất khí quyển.

- r: Ẩn nhiệt hóa hơi của dung mơi ngun chất ở áp suất làm việc, [ J/kg] - ts<small>i</small>: Nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở áp suất làm việc, [ °K]

• Nồi 1:

𝑡<sub>𝑠1</sub>= (t<small>tb1</small>+ 273) = 116,32 + 273 = 389,32[K]

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Tra bảng VI.2 [4-61] và nội suy với nồng độ dung dịch NaCl là x<small>1</small>= 8,05% ta được Δ<small>01</small>’ = 1,49 °C.

<b>8. Tính hệ số nhiệt độ hữu ích của hệ thống: </b>

<i><b>8.1. Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống: </b></i>

∑<sup>2</sup><sub>𝑖=1</sub>∆𝑇<sub>𝑖</sub> =T<small>1 </small>-T<small>ng</small> -∑<sup>2</sup><sub>𝑖=1</sub>∆ = 151,1 - 59,7 – 19,93 = 71,47 [<sup>o</sup>C]

<i><b>8.2. Nhiệt độ sôi trong mỗi nồi </b></i>

<i>tsi = t</i><small>i</small><i>’ + ∆</i><sub>𝑖</sub><small>′</small><i> +</i>∆<sub>𝑖</sub><sup>′′</sup><i> </i>

⇒<i> ts1 = t</i><small>1</small><i>’ + ∆</i><sub>1</sub><small>′</small><i> +</i>∆<sub>1</sub><sup>′′</sup><i> = 114,6 + 1,72 + 1,65 = 117,9 </i><small>o</small>C ⇒<i> ts2 = t</i><small>2</small><i>’ + ∆</i><sub>2</sub><small>′</small><i> +</i>∆<sub>2</sub><sup>′′</sup><i> = 60,7 + 4,55 + 10,01 = 75,26</i><small>o</small>C

<i><b>8.3. Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi </b></i>

Ta có: ∆T<small>i</small> = T<small>i</small> – t<small>si </small>

=> ∆T<small>1 </small>= 151,1 – 117,97 = 33,13 [<sup>o</sup>C] => ∆T<small>2 </small>= 113,6 – 75,26 = 38,34 [<small>o</small>C]

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

t<small>s0</small>, t<small>s1</small>, t<small>s2</small> : Nhiệt độ sôi của dung dịch đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1,2 (<small>o</small>C) 𝜃<small>1</small>, 𝜃<small>2</small> : Nhiệt độ nước ngưng nồi 1,2 (<small>o</small>C)

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Q<small>m1</small>, Q<small>m2</small> : Nhiệt độ mất mát ở nồi 1,2 (bằng 5% nhiệt lượng tiêu tốn để bốc hơi ở từng nồi) (J/h)

W<small>1</small>, W<small>2</small> : Lượng hơi thứ bốc ra khỏi nồi 1,2.(kg/h)

<i><b>9.1. Tính nhiệt dung riêng của dung dịch NaCl: </b></i>

Theo công thức I.43 Sổ tay Q trình và thiết bị cơng nghệ hóa chất tập 1 trang 152:

Đối với dung dịch loãng (nồng độ chất hịa tan khơng q 20%): C=4186.(1-x), [J/kg.độ] (9-1)

Trong đó: x: Nồng độ chất hịa tan (phần khối lượng). + Dung dịch ban đầu có x<small>đ</small> = 5% nên ta có:

C<small>0</small> = 4186.(1-x<small>đ</small>) = 4186.(1-0,05) = 3976,7 [J/Kg.độ] + Dung dịch ra khỏi nồi có x<small>1</small> = 8,05% nên ta có:

M.C<small>ht</small> = n<small>1</small>.c<small>1</small> + n<small>2</small>.c<small>2</small> + … + n<small>n</small>.c<small>n</small>

Trong đó: M: Khối lượng mol hợp chất.

n<small>1</small>, n<small>2</small>,…, n<small>n</small>:Số nguyên tử của nguyên tố trong hợp chất. c<small>1</small>, c<small>2</small>,…, c<small>n</small>:Nhiệt dung riêng của các nguyên tố tương ứng[J/Kg.độ].

Dung dịch NaCl có M<small>NaCl</small> = 58,5, n<small>1</small> = 1, n<small>2 </small>= 1.

Tra bảng I.141[3-152] Nhiệt dung riêng nguyên tử các nguyên tố [J/Kg ngun tử.độ] Sổ tay Q trình và thiết bị cơng nghệ hóa chất

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

Na: c<small>1</small> = 26000 (J/Kg nguyên tử.độ) Cl: c<small>2 </small>=26000 (J/Kg nguyên tử.độ) C<small>ht</small> = <sup>1.26000+1.26000</sup>

<small>58,5</small> = 888,9 (J/Kg.độ) +Dung dịch ra khỏi nồi 2 có x<small>2</small> = 22% nên ta có:

C<small>2</small> = C<small>ht</small>.x<small>2</small> + 4186.(1 - x<small>2</small>) = 888,9 x 0,2 + 4186 x (1-0,22) = 3460,64 (J/Kg.độ)

<i><b>9.2. Các thơng số của nước ngưng: </b></i>

• Nhiệt độ nước ngưng đi ra khỏi thiết bị bằng nhiệt độ hơi đốt đi vào: 𝜃<small>1</small> = T<small>1</small> = 151,1 (°C)

𝜃<small>2</small> = T<small>2</small> = 113,6 (°C) Tra bảng I.249 [3-310] và nội suy với

𝜃<small>1</small> = T<small>1</small> = 151,1 °C => C<small>nc1</small> = 4315,74 (J/Kg.độ) 𝜃<small>2</small> = T<small>2</small> = 113,6°C => C<small>nc2</small> = 4239,12 (J/Kg.độ)

<i><b>9.3. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng: </b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Lượng nhiệt mang vào:

<small>′</small> − 𝐶<sub>1</sub>𝑡<sub>𝑠1</sub>)0,95(𝑖<sub>1</sub>− 𝐶<sub>𝑛𝑐1</sub>𝜃<sub>1</sub>)

𝑊<sub>2</sub> = 𝑊 − 𝑊<sub>1</sub> Thay số và giải hệ ta được:

=> {

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

1 3849,03 4315,74 151,1 4363,64 4377,44 0,32 2 3460,64 4239,12 113,6 4538,18 4538,18 0,3

<b>10. Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi: </b>

<i><b>10.1. Tính hệ số cấp nhiệt α1 khi ngưng tụ hơi </b></i>

Chọn ống truyền nhiệt có đường kính: 38×2 [mm]

Giả thiết chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và thành ống truyền nhiệt: Nồi 1 là : ∆t<small>11</small> = 3,64 [<small>o</small>C]

Nhiệt độ màng tính theo cơng thức: t<small>mi </small> = T<small>i</small> - <sup>∆𝑡</sup><sup>1𝑖</sup>

<small>2</small> [<sup>o</sup>C] => t<small>m1 </small>= T<small>1</small> - <sup>∆𝑡</sup><sup>11</sup>

<small>2</small> = 151,1 - <sup>3,64</sup>

<small>2</small> = 149,28 [<small>o</small>C] => t<small>m2 </small>= T<small>2 </small>- <sup>∆𝑡</sup><sup>12</sup>

<small>2</small> = 113,6 – <sup>4,12</sup>

<small>2</small> = 111,54 [<small>o</small>C] Tra bảng A-t [4-28] và nội suy ta có:

Với t<small>m1</small> = 149,28 <sup>o</sup>C => A<small>1</small> = 195,39 Với t<small>m2</small> = 111,54<small>o</small>C => A<small>2</small> = 189,73

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

Thay số ta có: α<small>11 </small>= 2,04.A<small>1</small>.( <sup>𝑟</sup>

<i><b>10.2. Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ: </b></i>

Gọi q<small>1i</small> : Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ nồi thứ i Ta có: q<small>1i</small> = α<small>1i</small> . Δt<small>1i</small> [3-278]

 q<small>11</small> = α<small>11</small> . Δt<small>11</small> = 8363,87 × 3,64= 30444,5 [W/m<small>2</small>]  q<small>12</small> = α<small>12</small> . Δt<small>12</small> = 7972,04 × 4,12 = 32844,8 [W/m<small>2</small>] Bảng tổng hợp số liệu 4:

<b>Nồi ∆t1i [<small>o</small>C] tm [<small>o</small>C] A α1i, [W/m<small>2.độ] q1i, [W/m2</small>] </b>

1 3,64 149,28 195,39 8363,87 30444,5 2 4,12 111,54 189,73 7972,04 32844,8

<i><b>10.3. Tính hệ số cấp nhiệt α<small>2i</small> từ bề mặt đốt đến chất lỏng sơi: </b></i>

• Dung dịch sơi ở chế độ sủi bọt, có đối lưu tự nhiên. Hệ số cấp nhiệt xác định theo cơng thức: α<small>2i</small> = 45,3.(p<small>i</small>’)<small>0,5</small>.Δt<small>2i</small><sup>2,33</sup>.ψ<small>i</small> [W/m<small>2</small>.độ]

Trong đó:

− p<small>i</small> : Áp suất hơi thứ ở nồi thứ i.

− Δt<small>2i</small> : Hiệu số nhiệt độ giữa thành ống truyền nhiệt và dung dịch (°C). • Δt<small>2i</small> = t<small>T2i</small> – t<small>ddi</small> = ΔT<small>i</small> - Δt<small>1i</small> - Δt<small>Ti</small> (°C)

− Δt<small>Ti</small> : Hiệu số nhiệt độ ở 2 bề mặt thành ống truyền nhiệt. • Hiệu số nhiệt độ ở hai bề mặt thành ống truyền nhiệt: Theo công thức (V-3), tài liệu [4-3]:

Δt<small>2i</small> = q<small>1i</small>.Σr

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

− Σr: Tổng nhiệt trở thành ống truyền nhiệt, được tính theo cơng thức (V-3), tài liệu [4-3]:

∑𝑟 = 0,387.10<sup>−3</sup> + 0,232.10<sup>−3</sup> +<sup>2.10</sup><sup>−3</sup>

<small>16,7</small> = 0,73876.10<sup>−3</sup><i> [m</i><small>2</small>.độ/W]  Δt<sub>T1</sub> = q<small>11</small>.Σr = 30444,5 . 0,73876.10<small>−3</small> = 22,49 (°C)

 Δt<small>T2</small> = q<small>12</small>.Σr = 32844,82 . 0,73876.10<small>−3</small>= 24,26(°C)

Từ đó ta có: Δt<small>21</small>= ΔT<small>1</small> – Δt<small>11</small> – Δt<small>T1</small> = 33,13 – 3,64 – 22,49 = 7,00 (°C) Δt<small>22</small> = ΔT<small>2</small> – Δt<small>12</small> – Δt<small>T2</small> = 38,34 – 4,12 – 24,26 = 9,96 (°C) • Hệ số hiệu chỉnh tính theo cơng thức:

- λ: Hệ số dẫn nhiệt [W/m<small>2</small>.độ] - ρ: Khối lượng riêng [kg/m<small>3</small>] - μ: Độ nhớt [N.s/m<sup>2</sup>]

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

- C: Nhiệt dung riêng [J/Kg.độ]

- λ, ρ, μ, C tra theo nhiệt độ của dung dịch. • Các thông số của nước

+ Tra bảng I.130 [3-133] và nội suy ta có: Nồi 1: t<small>s1</small> = 117,93°C =>𝝀<small>nc1</small> = 0,69[W/m.độ] Nồi 1: t<small>s2</small> = 75°C =>𝝀<small>nc2</small> = 0,671 [W/m.độ] + Tra bảng I.5 [3-11] và nội suy ta có:

Nồi 1: t<small>s1</small> = 117,97°C => ρ<small>nc1</small> = 944,943 [kg/m<sup>3</sup>] Nồi 1: t<small>s2</small> = 75°C => ρ<small>nc2</small> = 974,73 [kg/m<small>3</small>] + Tra bảng I.249 [3-310] và nội suy ta có:

Nồi 1: t<small>s1</small> =117,97°C => C<small>nc1</small> = 4244,03[J/kg.độ] Nồi 1: t<small>s2</small> = 75°C => C<small>nc2 </small>= 4195,51[J/kg.độ] + Tra bảng I.104 và I.102 [3-96] và nội suy ta có: Nồi 1: t<small>s1</small> =117,97°C => μ<small>nc1</small> = 0,2368. 10<sup>−3</sup> [Ns/m<sup>2</sup>] Nồi 1: t<small>s2</small> = 75°C => μ<small>nc2</small> = 0,3799. 10<sup>−3</sup> [Ns/m<small>2</small>]

• Các thơng số của dung dịch:

Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch NaOH tính theo cơng thức : 𝜆<sub>dd</sub> = 𝐴. 𝐶<sub>dd</sub>. 𝜌<sub>dd</sub>√<sup>𝜌</sup><sup>dd</sup>

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

M = M<small>NaCl</small>.N<small>NaCl</small> + M<small>H2O</small>.N<small>H2O</small> = 58,5 × N<small>NaCl</small> + 18 × (1-N<small>NaCl</small>) N <small>NaCl</small>: phần mol của NaCl trong dung dịch

Ta có:

Với nồi 1: N<small>NaCl (1)</small> =

=

=

= 0,0799 Thay vào công thức ta có:

Nồi 1: M<small>1</small> = 58,5 × 0,0261 + 18 × (1 - 0,0261) = 19,057 (kg/mol) Nồi 2: M<small>2</small> = 58,5 × 0,0799 + 18 × (1 - 0,0799) = 22,24 (kg/mol)

Như vậy ta có:

𝜆<sub>dd1</sub> = 3,58.10<sup>−8</sup>. 𝐶<sub>dd1</sub>. 𝜌<sub>dd1</sub><sub>√</sub><sup>𝜌</sup><sup>dd1</sup>𝑀<sub>1</sub>

= 3,58.10<sup>−8</sup>. 3849,03.1002,45 √<sup>1002,45 </sup>19,057

= 0,52 [W/m.độ]

𝜆<sub>dd2</sub> = 3,58.10<sup>−8</sup>. 𝐶<sub>dd2</sub>. 𝜌<sub>dd2</sub><sub>√</sub><sup>𝜌</sup><sup>dd2</sup>𝑀<sub>2</sub>

= 3,58.10<sup>−8</sup>. 3460,64 .1133,78√<sup>1133,78 </sup>22,24

Chọn chất lỏng tiêu chuẩn là nước.

Chọn đo độ nhớt của dung dịch NaCl ở 20°C và 40°C. + Nồi 1:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Tra bảng I.107 [3-100], độ nhớt của một số dung dịch hợp chất vô cơ kết hợp nội suy ta có:

Với x<small>1</small> = 8,05%, t = 20°C => μ<small>11</small> = 1,1432.10<sup>−3</sup> [N.s/m<small>2</small>] Với x<small>1</small> = 8,05%, t = 40°C => μ<small>21</small> = 0,753. 10<sup>−3</sup> [N.s/m<small>2</small>] Tra bảng I.102 [3-92] kết hợp nội suy ta có:

Với μ<small>11</small> = 1,1432. 10<sup>−3</sup> [N.s/m<small>2</small><i>] => θ</i><small>11</small> = 15°C Với μ<small>21</small> = 0,753. 10<sup>−3</sup> [N.s/m<small>2</small><i>] => θ</i><small>21</small> = 33,15°C Theo công thức Pavalov: <sup>𝑡</sup><small>1−𝑡</small><sub>2</sub>

<small>𝜃</small><sub>11</sub><small>−𝜃</small><sub>21</sub> = <sup>𝑡</sup><small>𝑠1−𝑡2𝜃</small><sub>31−𝜃21</sub>

Chọn chất lỏng tiêu chuẩn là nước.

Chọn đo độ nhớt của dung dịch NaCl ở 20°C và 40°C Tra bảng I.107 [3-100] và nội suy ta có:

Với x<small>2</small> = 22%, t = 20°C => μ<small>11</small> = 1,68.10<sup>−3</sup> [N.s/m<small>2</small>] Với x<small>2</small> = 22%, t = 40°C => μ<small>21</small> = 1,086.10<sup>−3</sup> [N.s/m<sup>2</sup>] Tra bảng I.102 [3-92] và nội suy ta có:

Với μ<small>12</small> = 1,68.10<sup>−3</sup> [N.s/m<small>2</small><i>] => θ</i><small>12</small> = 1,88°C Với μ<small>22</small> = 1,086.10<sup>−3</sup> [N.s/m<sup>2</sup><i>] => θ</i><small>22</small> = 16,75°C

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Theo công thức Pavalov: <sup>𝑡</sup><small>1−𝑡</small><sub>2</sub>

<small>𝜃</small><sub>12</sub><small>−𝜃</small><sub>22</sub> = <sup>𝑡</sup><small>2−𝑡</small><sub>𝑠2</sub><small>𝜃</small><sub>32</sub><small>−𝜃</small><sub>32</sub>

[(<sup>1002,45 </sup>944,97 <sup>)</sup>

(<sup>3849,03</sup>4244,03<sup>) (</sup>

0,237. 10<sup>−3</sup>0,28. 10<small>−3</small> )]

= 0,81 < 1

𝜓<sub>2</sub> = (<sup>0,53 </sup>0,671<sup>)</sup>

(<sup>3460,64</sup>4195,51<sup>) (</sup>

0,38. 10<sup>−3</sup>0,62. 10<small>−3</small>)]

= 0,74 < 1 Thay vào công thức ta có:

𝛼<sub>2𝑖</sub> = 45,3. (𝑝<sub>𝑖</sub><sup>′</sup>)<sup>0,5</sup>. 𝛥<sub>2𝑖</sub><sup>2,33</sup>. 𝜓<sub>𝑖</sub>

− 𝛼<sub>21</sub> = 45,3. (𝑝<sub>1</sub><sup>′</sup>)<small>0,5</small>. 𝛥𝑡<sub>21</sub><sup>2,33</sup>. 𝜓<sub>1</sub> = 45,3. 1,71<sup>0,5</sup>. 7<sup>2,33</sup>. 0,81 = 4445,86[W/m<small>2</small>.độ]

− 𝛼<sub>22</sub> = 45,3. (𝑝<sub>2</sub><sup>′</sup>)<small>0,5</small>. 𝛥𝑡<sub>22</sub><sup>2,33</sup>. 𝜓<sub>2</sub> = 45,3.0, 21<sup>0,5</sup>. 9,96<sup>2,33</sup>. 0,74 = 3253,75[W/m<small>2</small>.độ]

Bảng tổng hợp số liệu 5: Nồi ρ<small>dd </small>

W/m.độ λ<small>nc </small>

<i><b>10.4. Tính nhiệt tải riêng về phía dung dịch: </b></i>

• Theo công thức: q<small>2i</small> = α<small>2i</small> . Δt<small>2i</small> [W/m<small>2</small>] Thay số vào có:

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

q<small>21</small> = α<small>21</small> . Δt<small>21</small> = 4710,7. 8,18= 38533,5 [W/m<small>2</small>] q<small>22</small> = α<small>22</small> . Δt<small>22</small> =3339,2. 10,73= 35829,6 [W/m<small>2</small>]

<b>11. Xác định hệ số truyền nhiệt của từng nồi </b>

• Tính theo phương pháp phân phối hiệu số nhiệt độ hữu ích điều kiện bề mặt truyền nhiệt các nồi bằng nhau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

+Nồi 1: 𝑄<sub>1</sub> = <sup>𝐷.𝑟</sup><small>1</small>

<small>3600</small> = 2879819,79 [W] +Nồi 2: 𝑄<sub>2</sub> = <sup>𝑊</sup><small>1.𝑟</small><sub>2</sub>

= 3097,81 + 3188,38 = 6286,16 ∑<sup>2</sup><sub>𝑗=1</sub>𝛥𝑇<sub>𝑗</sub> = 𝛥𝑇<sub>1</sub>+ 𝛥𝑇<sub>2</sub> = 33,13 + 38,34 = 69,47 (°C) +Nồi 1: 𝛥𝑇<sub>1</sub><sup>∗</sup> = 69,47 .<sup>3097,81</sup>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<b>IV. Tính tốn thiết bị phụ </b>

<b>1. Tính thiết bị ngưng tụ baromet </b>

Hơi thứ sau khi đi ra khỏi nồi cô đặc cuối cùng được dẫn vào thiết bị ngưng tụ baromet để thu hồi lượng nước trong hơi, đồng thời tách khí khơng ngưng dung dịch mang vào hoặc do khe hở của thiết bị. Hơi vào thiết bị ngưng tụ đi từ dưới lên, nước lạnh, nước ngưng tụ chảy xuống ống baromet.

Hệ thống thiết bị:

Chọn thiết bị ngưng tụ baromet - thiết bị ngưng tụ trực

<b>tiếp loại khô ngược chiều chân cao. </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

trực tiếp chỉ để ngưng tụ hơi nước hoặc hơi của các chất lỏng khơng có giá trị hoặc khơng tan trong nước vì chất lỏng sẽ trộn lẫn với nước làm nguội

Sơ đồ nguyên lí làm việc của thiết bị ngưng tụ baromet ngược chiều loại khơ được mơ tả như hình vẽ. Thiết bị gồm thân hình trụ (1) có gắn những tấm ngăn hình bán nguyệt (4) có lỗ nhỏ và ống baromet (3) để tháo nước và chất lỏng đã ngưng tụ ra ngoài. Hơi vào thiết bị đi từ dưới lên, nước chảy tử trên xuống, chảy tràn qua cạnh tấm ngăn, đồng thời một phần chui qua các lỗ của tấm ngăn. Hỗn hợp nước làm nguội và chất lỏng đã ngưng tụ chảy xuống ống baromet, khí khơng ngưng đi lên sang thiết bị thu hồi bọt (2) và tập trung chảy xuống ống baromet. Khí khơng ngưng được hút ra qua phía trên bằng bơm chân khơng.

Ống baromet thường cao H > 11 m [QTTBT3 – T106] để khi độ chân không trong thiết bị có tăng thì nước cũng khơng dâng lên ngập thiết bị.

Loại này có ưu điểm là nước tự chảy ra mà khơng cần bơm nên tốn ít năng lượng, năng suất lớn.

Trong cơng nghiệp hóa chất, thiết bị ngưng tụ baromet chân cao ngược chiều loại khô thường được sử dụng trong hệ thống cô đặc nhiều nồi, đặt ở vị trí cuối hệ thống vì nồi cuối thường làm việc ở áp suất chân không.

<b> - Lượng hơi thứ ở nồi cuối trong hệ thống cô đặc: W</b><small>2 </small>= 4524,37 (kg/h) - Áp suất ở thiết bị ngưng tụ là: P<small>ng</small> = 0,2 (at)

ℎ <i><sup>) </sup></i>Trong đó:

− i: Nhiệt lượng riêng của hơi nước ngưng i<small>ng </small>= 2609,1 (kJ/kg) tra bảng I.252 [3-314] với p<small>n</small> = 0,2 (at)

− t<small>đ, </small>t<small>c</small> : Nhiệt độ đầu và cuối của nước lạnh. Chọn t<small>đ</small> = 25°C ; t<small>c</small> = 50°C

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

− C<small>n </small>: Nhiệt dung riêng trung bình của nước, chọn ở nhiệt độ : 𝑡<sub>𝑡𝑏</sub> = <sup>𝑡</sup><small>𝑑−𝑡</small><sub>𝐶</sub>

<small>2</small> + 50 = 450 (mm)

Trên tấm ngăn có nhiều lỗ nhỏ, đường kính lỗ là 2mm (nước làm nguội là nước sạch), chiều dày tấm ngăn là 4mm. Chiều cao gờ cạnh tấm ngăn là 40 mm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<i><b>1.4. Tính tổng diện tích bề mặt các lỗ trong tồn bộ mặt cắt ngang của thiết bị ngưng tụ </b></i>

Theo công thức: 𝑓 = <sup>𝐺</sup><small>𝑛.10</small><sup>−3</sup>

<small>3600.𝑤</small><sub>𝑐</sub> (𝑚<sup>2</sup>) [VI.54] Trong đó:

− 𝐺<sub>𝑛</sub>: lưu lượng nước (𝑚<small>3</small>/𝑠)

− w<small>c</small>: tốc độ của tia nước, lấy w<small>c</small> = 0,62 m/s khi chiều cao của gờ tấm ngăn là 40 mm

<i><small>f</small></i> : Tỷ số giữa tổng diện tích thiết diện các lỗ với diện tích thiết diện của thiết bị ngưng tụ. Chọn <i><small>tb</small></i>

<i><small>f</small></i> = 0,05

 t = 0,866.5. (0,05)<small>1/2</small>+ 5 = 5,97 (𝑚𝑚)

<i><b>1.6. Tính chiều cao thiết bị ngưng tụ: </b></i>

<i>Mức độ đun nóng thiết bị ngưng tụ được xác định theo công thức sau: </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

Số bậc

Số ngăn

Khoảng cách giữa các ngăn

Đường kính của tia nước

(mm)

Ta có chiều cao của thiết bị ngưng tụ: H = 6.300= 1800 (mm)

Thực tế, khi hơi đi trong thiết bị ngưng tụ từ dưới lên thì thể tích của nó sẽ giảm dần, do đó khoảng cách hợp lý giữa các ngăn cũng nên giảm dần từ dưới lên trên khoảng 50mm cho mỗi ngăn. Khi đó chiều cao thực tế của thiết bị ngưng tụ là H’. Khoảng cách trung bình giữa các ngăn là 300 mm, ta chọn khoảng cách giữa hai ngăn dưới cùng là 450 mm.

− h<small>1</small> : là chiều cao cột nước cân bằng với hiệu số áp suất của thiết bị ngưng tụ và khí quyển, tính theo cơng thức h<small>1</small> = 10,33.<sup>𝑝</sup><sup>𝑐𝑘</sup>

<small>760</small> (m) với p<small>ck</small> là độ chân không trong thiết bị ngưng tụ.

 p<small>ck</small> = 760 – 735,6.p<small>ng </small>= 760 – 735,6.0,2 = 612,88 (mmHg)

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

Ngồi ra cần có chiều cao dự trữ 0,5m để ngăn ngừa nước dâng lên trong ống và chảy tràn vào đường dẫn hơi khí áp suất khí quyển tăng, sau quy chuẩn thì ta chọn =10 m.

<i><b>1.9. Tính lượng hơi và khí khơng ngưng: </b></i>

Lượng khơng khí cần hút là:

G<small>kk</small> = 0,000025.W<small>2</small> + 0,000025G<small>n</small> + 0,01W<small>2</small> [2-47]

− G<small>n : </small>lượng nước làm lạnh tưới vào thiết bị ngưng tụ, kg/s

G<small>kk</small> =0,000025.(4524,37 + 129959,23) + 0,01.4524,37 = 48,61 [kg/h] Thể tích khơng khí cần hút ra khỏi thiết bị ngưng tụ là:

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

<b>2. Tính bơm chân khơng </b>

Cơng suất của bơm tính theo cơng thức: N<small>b</small> = <sup>𝐿</sup>

− 1], [KW] [1-465] Trong đó:

− m: là chỉ số đa biến phụ thuộc vào điều kiện làm lạnh, chọn m = 1,5 − p<small>k</small> = p<small>ng</small> -p<small>h</small> = (0,2-0,0475).9,81.10<sup>4</sup>= 14960,25 (N/m<sup>2</sup>)

− p<small>1 </small>= p<small>ng </small> = 0,2.9,81.10<small>4</small> = 19620 (N/m<small>2</small>) − p<small>2</small> : áp suất khí quyển, p<small>2</small> = 98100 (N.m<small>2</small>) − ղ: hiệu suất , chọn ղ = 0,7

Thay vào ta có: N<small>b</small> = <sup>1,5</sup>

− 1] = 3,64 [ KW ] Tra bảng II.58 [1-513] chọn bơm PMK-1

</div>

×