LỜI CẢM ƠN
Trong kế hoạch đào tạo đối với sinh viên năm tư, môn Đồ án Quá Trình và Thiết bị
là cơ hội tốt cho việc hệ thống kiến thức về các quá trình và thiết bị của công nghệ hóa
học. Bên cạnh đó, môn này là dịp để sinh viên tiếp cận thực tế thông qua việc tính toán,
thiết kế và lựa chọn các chi tiết của một thiết bị với các số liệu cụ thể, thông dụng.
Cô đặc chân không, thiết bị thẳng đứng buồng đốt ngoài dung dịch NaNO3 là đồ án
được thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy Nguyễn Văn Lục, bộ môn Quá trình
và Thiết bị - Khoa Kĩ thuật Hóa học trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Min.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Lục cũng như các thầy cô của bộ môn Quá trình và Thiết
bị và những người bạn đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện.
Vì Đồ án Quá trình và Thiết bị là một đề tài lớn đầu tiên mà sinh viên đảm nhận nên
còn nhiều thiếu sót và hạn chế trong quá trình thực hiện là không tránh khỏi Do đó em rất
mong nhận được thêm góp ý, chỉ dẫn từ thầy cô và bạn bè để củng cố và mở rộng kiến
thức chuyên môn.

PHẦN 1: MỞ ĐẦU
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔ ĐẶC VÀ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
1.1.1 Tổng quan về cô đặc
Cô đặc là phương pháp thường được dùng để làm tăng nồng độ một cấu tử nào đó
trong dung dịch hai hay nhiều cấu tử.
Quá trình cô đặc dung dịch lỏng - lỏng hay lỏng - rắn có chênh lệch nhiệt độ sôi cao
thì thường được tiến hành bằng cách tách một phần dung môi. Tùy theo tính chất của cấu
tử khó bay hơi (hay không bay hơi), ta có thể tách một phần dung môi (cáu tử dễ bay hơi
hơn) bằng phương pháp nhiệt hay làm lạnh kết tinh.
Trong phương pháp nhiệt, quá trình cô đặc thường được tiến hành ở trạng thái sôi, nghĩa
là áp suất hơi riêng phần của dung môi trên bề mặt dung dịch bằng áp suất làm việc của
thiết bị. Cô đặc có thể tiến hành ở các áp suất khác nhau, khi làm việc ở áp suất thường


(áp suất khí quyển) ta dùng thiết bị hở, còn khi làm việc ở áp suất khác thì ta dùng thiết bị
kín.

Quá trình cô đặc có thể làm việc gián đoạn hay liên tục, có thể tiến hành ở hệ thống
cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi.
Thiết bị cô đặc được phân loại theo các cách sau:
 Theo sự bố trí bề mặt đun nóng: nằm ngang, thẳng đứng, nghiêng...
 Theo chất tải nhiệt: đun nóng bằng hơi (hơi nước bão hoà, hơi quá nhiệt), bằng
khói lò, chất tải nhiệt có nhiệt độ cao (dầu, nước ở áp suất cao…), bằng dòng điện
…
 Theo chế độ tuần hoàn: tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn cưỡng bức...
 Theo cấu tạo bề mặt đun nóng: vỏ bọc ngoài, ống xoắn, ống chùm…
Cô đặc được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ hóa học và thực phẩm với mục
đích:
 Làm tăng nồng độ chất hoà tan trong dung dịch (làm đậm đặc)
 Tách các chất hoà tan ở dạng rắn (kết tinh)
 Tách dung môi ở dạng nguyên chất (nước cất)
 Lấy nhiệt từ môi trường lạnh khi thay đổi trạng thái của tác nhân làm lạnh.
1.2

Nhiệm vụ đồ án
Thiết kế hệ thống cô đặc để cô đặc dung dịch NaNO3 :
 Năng suất nhập liệu: 4500 kg/h
 Nồng độ đầu: 14%
 Nồng độ cuối: 16%
 Áp suất ngưng tụ: Pck = 0,4 at


 Phđ = 2,5 at
 Loại thiết bị: Thẳng đứng buồng đốt ngoài
1.

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

Natri nitrat là hợp chất hoá học có công thức NaNO3. Muối này, còn được biết đến

với cái tên, diêm tiêu Chile hay diêm tiêu Peru(do hai nơi này có lượng trầm tích lớn
nhất) để phân biệt với kali nitrat, là một chất rắn màu trắng tan trong nước. Dạng khoáng
vật còn có tên là nitratine, nitratite hay soda niter.
Natri nitrat được dùng như một chất nguyên liệu; trong phân bón, nghề làm pháo
hoa, nguyên liệu của bom khói, chất bảo quản, và như một tên lửa đẩy, cũng như thuỷ
tinh và men gốm. Hợp chất này đang được khai thác cho các mục đích trên.
Công thức: NaNO3
Điểm nóng chảy: 308 °C
Khối lượng phân tử: 84,9947 g/mol
Mật độ: 2,26 g/cm³
Điểm sôi: 380 °C
Natri nitrat được tổng hợp công nghiệp bằng cách trung hòa nitric acid với soda:
2HNO3 + Na2CO3  2NaNO3 + H2O + CO2

PHẦN 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
2.

CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Suất lượng nhập liệu:
Gd = 4500 (kg/h)
Suất lượng sản phẩm:
Gc  Gd .

Xd
0,14
 4500.
 3937,5
Xc

0,16
(kg/h)


Suất lượng hơi thứ:
W = Gd - Gc = 4500 – 3937.5 = 562.5 (kg/h)
Trong đó:

Xd: Nồng độ đầu của dung dịch (% khối lượng) => Xd = 0,14
Xc: Nồng độ cuối của dung dịch (% khối lượng) => Xc = 0,16
Bảng 3. 1 Cân bằng vật chất của hệ
Đại lượng

Giá trị

Suất lượng dung dịch (kg/h)

Nồng độ dung dịch (% khối lượng)

Vào

Gd = 4500

Ra

Gc = 3937.5

Vào

Xd = 14


Ra

Xc = 16

Lượng hơi thứ (kg/h)

W = 562.5

3.2.1 Các thông số cần xác định
Nhiệt độ nước ngưng ở thiết bị ngưng tụ Baromet : t c = 75,40C (tra ở áp suất của hơi nước
là 0,4 at [a].
Nhiệt độ hơi thứ ở buồng bốc : t w = tc + ’’’ = 75,4 + 1 = 76,40C (Nhiệt độ hơi thứ trong
buồng bốc bằng nhiệt độ nước ngưng ở thiết bị Baromet cộng với 1 0C - 10C chính là tổn
thất nhiệt độ do trở lực thủy học trên ống dẫn).
Nhiệt độ hơi đốt: tD = 126,60C (Tra ở 2,5 at) [b].
Bảng 3. 2 Áp suất, nhiệt độ hơi đốt và hơi thứ
Thông số

Nồi cô đặc

Baromet

Hơi đốt

Hơi thứ

Áp suất (at)

2,5


0,418

0,4

Nhiệt độ (0C)

126,6

76,4

75,4


3.2.2 Xác định tổn thất nhiệt độ
3.2.2.1 Xác định tổn thất nhiệt độ do nồng độ
Sử dụng phương pháp Tysenco để xác định tổn thất nhiệt độ do nồng độ :
∆’ = f.∆0 [1]
Với:
∆’: độ tăng nhiệt độ sôi tại áp suất cô đặc (0C)
∆0: độ tăng nhiệt độ sôi tại áp suất thường (0C)
f: hệ số hiệu chỉnh và được tính theo công thức sau
T2 m
f = 16,14 r

[2]

Tm: nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất (K)
r: ẩn nhiệt hóa hơi của dung môi (J/kg)
Thay: Tm = tw = 76,40C = 349,4K

r = 2317,66 (J/kg) [a]
Suy ra: f = 0,850.
Tra:

∆0 = 20C [c]

Tổn thất nhiệt độ do nồng độ là :
’ = tsdd(Po) – tsdm(Po) = f.∆0 = 1,70C
3.2.2.2 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh
h2
Ptb = Po + ( h1 + 2 ). ρdds.g , ( N/m2 )

Với:
Ptb : Áp suất thủy tỉnh ở lớp giữa của khối chất lỏng cần cô đặc


Po : Áp suất hơi thứ trên mặt thoáng dung dịch, N/m2
h1 : Chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ miệng trên ống truyền nhiệt đến mặt
thoáng của dung dịch, m
h2 : Chiều cao ống truyền nhiệt, m
ρdds : Khối lượng riêng của dung dịch khi sôi, kg/m3
g : Gia tốc trọng trường, m/s2
Chọn: h2 = 7m
Tra : ρdds = 1,0769 kg/m3
Vậy: Ptb = 0,418 at
’’ = ttb – to = 00C
3.2.2.3 Tổn thất nhiệt độ do trở lực trên đường ống
Thường chấp nhận tổn thất nhiệt độ trên đoạn ống dẫn hơi thứ từ nồi cô đặc đến thiết bị
ngưng tụ từ 0,5 - 1,50C.
Chọn ’’’ = 10C.

Tổn thất nhiệt độ tổng cho toàn hệ thống:
 = ’+ ” + ”’ = 1,7 + 0 + 1 = 2,70C [3]
3.2.3 Hiệu số nhiệt độ hữu ích
thi = t -  = tD – tc -  = 126,6 – 75,4 – 2,7 = 48,50C [4]
3.2.4 Cân bằng nhiệt lượng
3.2.4.1 Phương trình cân bằng nhiệt lượng


Trong đó:
D: suất lượng hơi đốt cần dùng (kg/h)
φ: độ ẩm của hơi đốt. Chọn φ = 0,05
iD, iw: hàm nhiệt của hơi đốt, hơi thứ (J/kg)
t1, t2: nhiệt độ vào và ra khỏi nồi của dung dịch (0C)
Cd, Cc: nhiệt dung riêng ban đầu, ra khỏi nồi của dung dịch (J/kg.độ)
: nhiệt độ nước ngưng tụ (0C) – lấy bằng nhiệt độ hơi đốt:  = 126,6 0C
Cng : nhiệt dung riêng của nước ngưng (J/kg.độ)
Qtt : nhiệt mất mát ra môi trường xung quanh (J). Chọn Qtt = 0,03QD
Gd: suất lượng dung dịch ban đầu (kg/h)
Qcđ: nhiệt cô đặc (J/kg). Qcđ = 0.
Phương trình cân bằng nhiệt lượng:
(1-).D.iD + .D.Cng.tD + Gd.Cd.t1 = W.iw + GcCc.t2 + D.Cng.  + Qtt ± Qc [5]
3.2.4.2 Tra và tính toán các thông số liên quan
Bảng 3. 3 Các thông số tính toán suất lượng hơi đốt
Thông số

Giá trị

Hàm nhiệt

Hơi đốt (iD)


2720

(kJ/kg)

Hơi thứ (iW)

2633,8

Ghi chú
[d]


Nhiệt độ dung

Nhập liệu (t1)

78

Chọn t1 = 780C

dịch (0C)

Sản phẩm (t2)

78,1

t2 = tsdd(Po) = tw+∆’

Nhiệt dung


Dung dịch nhập liệu (Cd)

3599,96

riêng

Dung dịch sản phẩm (Cc)

3516,24

(J/kg.độ)

Nước ngưng (Cng)

4260,44

C = 4186.(1 – x )

Tính toán suất lượng hơi đốt cần thiết:
D

Gc .Cc .t2  Gd .Cd .t1  W .iw
 646,56
(1   ).(1   ).(iD  Cng . )

( kg/h )

PHẦN 2: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Dung dịch NaNO3 có nồng độ đầu 14% ở 250C từ bồn chứa nguyên liệu được bơm định

lượng bơm qua lưu lượng kế đến thiết bị gia nhiệt, lưu lượng luôn đảm bảo là 4112,03
m3/h.
Tại thiết bị gia nhiệt, dung dịch được đun nóng đến 780C bằng hơi nước quá nhiệt ở 2,5 at
(126,60C) được lấy từ lò hơi. Thiết bị gia nhiệt được thiết kế theo kiểu ống chùm thẳng
đứng, dung dịch đi trong ống hơi đốt đi ngoài ống.
Sau đó dung dịch tiếp tục chảy vào nồi cô đặc. Tại đây dung dịch được cô đặc đến
nồng độ 16% nhờ hơi đốt là hơi quá nhiệt ở 126,6 0C được cấp từ lò hơi như thiết bị gia
nhiệt. Đây là thiết bị cô đặc loại thẳng đứng buồng đốt ngoài. Nhiệt độ sôi của dung dịch
trong nồi cô đặc là 78,10C, áp suất của hơi thứ là 0,418 at. Dung dịch sau khi được cô đặc
đến nồng độ 16% được bơm khỏi nồi cô đặc vào bồn chứa sản phẩm. Ở đáy buồng bốc
nồi cô đặc có lắp một đầu dò để kiểm tra nồng độ của dung dịch sau khi cô đặc. Nếu dung
dịch chưa đạt đến nồng độ cần thiết thì sẽ được ống tuần hoàn dung dịch trở lại nồi cô đặc
để cô đặc tiếp.
Lượng hơi thứ trong nồi được dẫn vào thiết bị ngưng tụ Baromet, áp suất trong
thiết bị ngưng tụ là 0,418 at. Phần hơi không ngưng được đưa qua thiết bị tách lỏng rồi
được hút ra ngoài bằng bơm chân không. Nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ Baromet
được bơm trực tiếp từ bể nước sạch, nhiệt độ của nước là 250C.


Phần khí không ngưng của thiết bị gia nhiệt, nồi cô đặc được thải bỏ. Còn nước ngưng thì
được dẫn qua các bẫy hơi đến bể chứa nước để đưa về lò hơi.

PHẦN 4: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
4.1 TÍNH TOÁN HỆ SỐ CẤP NHIỆT, HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT VÀ DIỆN TÍCH BỀ
MẶT TRUYỀN NHIỆT
4.1.1 Tính toán hệ số cấp nhiệt
4.1.1.1 Tính toán nhiệt tải riêng trung bình
Chọn vật liệu làm ống truyền nhiệt là thép không r ỉ X18H10T có h ệ s ố d ẫn
nhiệt λ = 16,3 W/m.độ [f]. Chọn bề dày thành ống là: δ = 2 mm.
Giả thiết quá trình là liên tục và ổn định.

Nhiệt tải riêng của hơi đốt cấp cho thành thiết bị:
q1 = α1.(tD – tw1) = α1.∆t1
Nhiệt tải riêng của thành thiết bị:
1
( t w1  t w 2)
1
δ
r
 r
q = �r .(tw1 – tw2) = cau1 λ cau 2

Nhiệt tải riêng phía dung dịch sôi:
q2 = α2.(tw2 – tdd) = α2. ∆t2
Trong đó:
tD: nhiệt độ hơi đốt (0C)
tdd: nhiệt độ của dung dịch trong nồi (0C)
tw1, tw2: nhiệt độ 2 bên thành ống (0C)
α1: hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng tụ (W/m2.độ)
α2: hệ số cấp nhiệt phía dung dịch (W/m2.độ)
rcau1: nhiệt trở cặn bẩn phía hơi đốt [g] => rcau1 = 0,345.10-3 (m2.độ/W)
rcau2: nhiệt trở cặn bẩn phía dung dịch [g]=> rcau2 = 0,387.10-3 (m2.độ/W)
δ
λ : Nhiệt trở thành thiết bị (m2.độ/W)


δ
(rcau1 + +rcau2 )
λ
∑r =
= 8,545.10-4 (m2.độ/W).


4.1.1.2 Tính hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng tụ α1
Khi tốc độ của hơi nhỏ (ω  10 m/s , chính xác hơn khi ρω2  30) và màng
nước ngưng chuyển động dòng (Rem <100) thì hệ số cấp nhiệt α1 đối với ống
thẳng đứng được tính theo công thức sau:
4

α1 = 2,04.A.

r
Δt1.H

(W/m2.độ)

[7]

Trong đó:
ρ 2 .λ 3 0,25
(
)
A= μ

[h]

Đối với nước giá trị A phụ thuộc vào nhiệt độ màng.
Công thức tính nhiệt độ màng tm:
tm = 0,5.(tw1 + tD)
∆t1: hiệu số nhiệt độ giữa hơi ngưng tụ và thành thiết bị ( 0C)
∆t1 = tD – tw1
r: ẩn nhiệt ngưng tụ tính theo hơi bão hòa (J/kg)

H: chiều cao ống truyền nhiệt (m). Chọn chiều cao ống truyền nhi ệt H
= 5 m.
Xem như sự mất mát nhiệt không đáng kể: q = q1 = q2
tw2 = tw1 – q1. �r

Suy ra:

4.1.1.3 Tính hệ số cấp nhiệt phía dung dịch sôi α2
Màng chảy ở chế độ màng:
α 2 .θ e
Nue = 0,01.Re1/3.Pr1/3 = λ l

[8]

Trong đó:
Nu, Re, Pr: các chuẩn số Nusselt, Reynolds và Prandtl.
α2: hệ số cấp nhiệt phía dung dịch sôi (W/m2.độ).


θe: bề dày màng (m).
λl: hệ số dẫn nhiệt (W/m.độ).

Bảng 4. 1 Các thông số trong tính toán α2
Thông số
Nhiệt độ trung bình dung dịch trong

Tính toán
t t
78  78,1
tdd  1 2 

 78, 05
0
2
2
C

ống
Khối lượng riêng dung dịch ở nồng

dd = 1077,02 (kg/m3) [i]

độ cuối (16%)
Độ nhớt dung dịch ở nồng độ cuối

dd = 0,51.10-3 (Ns/m2)

(16%)
Nhiệt dung riêng của dung dịch

[j]

(tra ở nhiệt độ

dung dịch là 78,050C )
Cdd = 4186.(1 – x )
= 3516,2 (J/kg.độ)
1/3

Bề dày màng


Khối lượng mol dung dịch

2
0, 51.103  �

� 2 � �
�  2,80.105
e  � 2 � �
2
�
1077, 02 .9,81 �
� .g � �
[8]
�

x tb
1  x tb 0,16 1  0,16
1




M dd M NaNO3 M H2O
85
18
 Mdd = 20,60 (g/mol)
3

λl = 3,58 .10-8.Cdd.ρdd.


ρdd
M dd

Hệ số dẫn nhiệt

[9]

3

= 3,58.10-8. 3516,2. 1077,02.
= 0,507 (W/m.độ)

1077, 02
20, 60

Chọn ống truyền nhiệt :
 dtr = 0,034 m (trang 185 tập 5 )
 δ = 2 mm
 Số ống truyền nhiệt : n = 37 ống (chọn sơ bộ)(trang 262 tập 5)


Chu vi ướt :  = 3,14.dtr.n = 3,14.0,034.37 = 3,95 (m)
Khối lượng chất lỏng chảy theo bề mặt thẳng đứng theo một đ ơn v ị chi ều dài ống
trong một đơn vị thời gian :
U=

G
4500

 0,316

� 3600.3,95
(kg/m.s)

với G : Khối lượng chất lỏng chảy theo bề mặt thẳng đứng trong 1 đ ơn v ị
thời gian (kg/s)
Chuẩn số Prandl được xác định theo công thức :
C.μ
Pr = λ l = 3,537 [10]

Chuẩn số Renolds xác định theo công thức :
4U
4.0,316

 2481,930
3
μ
0,
51.10
Re =

[11]

Chuẩn số Nusselt:
Nue = 0,01.2481,9301/3.3,5371/3 = 0,2063
Hệ số cấp nhiệt phía dung dịch sôi α2:
α2 =

Nue.λ l
=
θe

3735,294 (W/m2.độ)

[12]

Tính lặp xác định các thông số:
 Bước 1: Tự chọn nhiệt độ vách ngoài tw1.
 Bước 2: Xác định α1, q1, q2.
 Bước 3: Kiểm tra điều kiện
q1 - q 2
q =

q1

.100%

Nếu ∆q < 5% thì thỏa.
Sau nhiều lần tính lặp, ta chọn được các thông số thảo mãn.
Bảng 4. 2 Bộ thông số hệ số cấp nhiệt và nhiệt tải riêng


Thông số

Giá trị

tD (0C)
tdd (0C)
r (J/kg)
H (m)
∆t1 (0C)
tw1 (0C)

tm (0C)
A
α1 (W/m2.độ)
q1 (W/m2)
tw2 (0C)
∆t2 (0C)
μdd (N.s/m2)
Cdd (J/kg.độ)
ρdd (kg/m3)
dtr (m)
n (ống)
Gd (kg/s)
Re
Mdd (kg)
g (m/s2)
λl (W/m.độ)
θe (m)
Pr
α2 (W/m2.độ)
q2 (W/m2)
∆q (%)
qtb(W/m2)

126,6
78,05
2189,2.103
6
6,3
120,3
123,4

189,04
5982,336
37688,717
88,1
10
0,51.10-3
3516,2
1077,02
0,034
37
1,25
2481,930
20,60
9,81
0,507
2,80.10-5
3,537
3735,294
37453,762
0,62
37571,239

F=

QD
D.rD
646,56.2189200
=

 10, 46

K.Δt hi K.Δt hi 774, 665.48,5.3600
(m2)

Chọn bề mặt truyền nhiệt chuẩn là: F = 16 m2 [k].
4.2 TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC BUỒNG ĐỐT VÀ BUỒNG BỐC
4.2.1 Tính kích thước buồng đốt
4.2.1.1 Số ống truyền nhiệt
n=

F
π.d.l

4.1.2 Tính toán hệ
số truyền nhiệt
tổng quát
K= =
37571, 239
48,5
=

774,665 (W/m2.độ)
4.1.3 Tính toán
diện tích bề mặt
truyền nhiệt


Trong đó:
F: diện tích bề mặt truyền nhiệt (m2), F = 16 m2
d: đường kính ống truyền nhiệt (m), d = 0,034 m
(Do α1> α2 nên d là đường kính trong của ống truyền nhiệt )

l: chiều dài ống truyền nhiệt (m), l = 6 m
Vậy:

n

16
3,14.0, 034.6 = 24,98 (ống)

Chọn loại ống chùm và bố trí ống theo hình 6 cạnh đều nên s ố ống truy ền
nhiệt chuẩn là: n = 37 ống. [m]
=> Thỏa điều kiện số ống ban đầu đã chọn.
4.2.1.2 Tính kích thước buồng đốt
Đường kính trong của buồng đốt được tính theo công thức sau:
Dt = t.(b – 1) + 4.d

(m)

[13]

Trong đó:
d: đường kính ngoài của ống truyền nhiệt (m)
d = 0,034 + 2.0,002 = 0,038 m
t: bước ống (m)
Chọn t = 1.5d =1.5.0,038 = 0,057 m.

[n]

b: Số ống trên đường chéo của hình lục giác đều, b được tính theo công
thức sau:
b = 2.a – 1

Mặt khác: n = 3.a.(a – 1) +1 => a = 4 => b = 7
Vậy: Dt = 0,057.(7 – 1) + 4.0,038 = 0,494 (m)
Chọn Dt chuẩn cho buồng đốt là 0,6m.[o]
4.2.2 Tính kích thước buồng bốc
4.2.2.1 Tính chiều cao không gian hơi
Công thức tính chiều cao không gian hơi:

[14]


Hh =

4Vb
π Db 2

(m)

Trong đó:
Vb: thể tích buồng bốc (m3)
Db: đường kính buồng bốc (m), Db = 0,8m (chọn sơ bộ)
Công thức tính thể tích buồng bốc:
Vb =

W
ρ h .U p

(m3)

[15]


Trong đó:
W: suất lượng hơi thứ (kg/h)
ρh: khối lượng riêng hơi (kg/m3)
Up: cường độ bốc hơi (m3/m3h) (trang 72 tập 2)
Bảng 4. 3 Các thông số trong tính toán buồng bốc
W
(kg/h)
562,5

Up

ρh
3

3

3

(kg/m ) (m /m .h)
0,2559
7985

Db (m)

Vb (m3)

Hh (m)

0,8


0,275

0,547

Chọn chiều cao không gian hơi Hh = 1m.
4.2.2.2 Tinh vận tốc hơi, vận tốc lắng và kiểm tra điều kiện
 Vận tốc lắng (ω0) được tính như sau:

ω0 =

4.g.(ρ l -ρ h ).d
3.ξ.ρ h

(m/s)

[17]

Với:
ρl, ρh: khối lượng riêng của giọt lỏng và của hơi thứ (kg/m3)
d: đường kính giọt lỏng => Chọn d = 0,0003 m
ξ: hệ số trở lực phụ thuộc vào Re
18,5

0,2 < Re < 500 : ξ =

Re0,6

500 < Re < 150000 : ξ = 0,44



với :
ωh .d ωh .d.ρ h
Re = ν h = μ h

Trong đó:
h: Độ nhớt của hơi thứ (N.s/m2) [p]
 Vận tốc hơi được tính như sau:
.

Vh
ωh = Fb (m/s)

Suất lượng thể tích hơi thứ:
W
562,5

 0, 61
Vh = ρh 3600.0, 2559
(m3/s)

Thiết diện buồng bốc:
π.D 2b π.0,82

4 = 0,5026 (m2)
Fb = 4

Bảng 4. 4 Vận tốc lắng và vận tốc hơi
ρl

ρh


μh

Re

(kg/m3) (kg/m3) (Ns/m2)
1076,98 0,2559
2,6.10-4 956,02

ξ
0,44

Vh

Fb

(m3/s) (m2)
0,61 0,5026

ωh

ω0

(m/s)
1,21

(m/s)
6,13

Kiểm tra điều kiện:

ωh
.100  19, 73%
ω0

Thỏa mãn điều kiện vận tốc hơi ωh không quá 70-80% vận tốc lắng ω0.
Vậy: kích thước nồi cô đặc:
 Buồng đốt:
H=6m
Dt = 0,6 m
n = 37 ống với dn = 0,038 m.
 Buồng bốc:


Hh = 1 m
Db = 0,8 m.