Post on 08-Feb-2023
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
[1]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
I. GIỚI THIỆU MỞ ĐẦU
Để nâng cao nồng độ của dung dịch theo yêu
cầu của sản xuất kỹ thuật người ta cần dùng
biện pháp tách bớt dung môi ra khỏi dung
dịch. Phương pháp phổ biến là dùng nhiệt để
làm bay hơi còn chất rắn tan không bay hơi,
khi đó nồng độ dung dịch sẽ tăng lên theo yêu
cầu mong muốn.
Thiết bị thường sử dụng chủ yếu trong nâng
cao nồng độ dung dịch hóa chất là thiết bị cô
đặc. Thiết bị cô đặc gồm nhiều loại và được
phân loại theo nhiều phương pháp khác nhau
như: thiết bị cô đặc ống tuần hoàn trung tâm,
tuần hoàn cưỡng bức…, trong đó thiết bị cô
đặc tuần hoàn có ống tuần hoàn ngoài được
dùng phổ biến. Vì thiết bị này có nguyên lý
đơn giản, dễ vận hành và sữa chữa, hiệu suất
sử dụng cao… dây chuyền thiết bị có thể dùng
1 nồi, 2 nồi, 3 nồi… nối tiếp nhau để tạo
thành sản phẩm theo yêu cầu. Trong thực tế
người ta thường thiết kế sử dụng hệ thống cô
[2]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
đặc 2 nồi hoặc 3 nồi để có hiệu suất sử dụng
hơi đốt cao nhất, giảm tổn thất trong quá
trình sản xuất.
Đồ án quá trình và thiết bị công nghệ thực
phẩm là một môn học giúp cho sinh viên làm
quen với việc thiết kế một thiết bị hay hệ
thống thực hiện một nhiệm vụ trong sản xuất,
có những kỹ năng tính toán cần thiết sau khi
ra làm việc thực tế. Làm đồ án giúp cho sinh
viên biết hệ thống hóa kiến thức đã được học
vào trong thực tế, mỗi sinh viên sẽ tự biết
sử dụng trong việc tra cứu các thong số cần
thiết, vận dụng đúng các kiến thức đã được
học trong tính toán một cách chính xác, tỉ mỉ
từng bước tránh những sai sót đáng tiếc về
sau, nâng cao kỹ năng trình bày và đọc được
bản vẽ thiết bị một cách có hệ thống.
II. TỔNG QUAN
1. Nhiệm vụ đồ án:
Nhiệm vụ của đồ án này là thiết kế thiết bị
cô đặc NaCl một nồi từ nồng độ 5% đến 20% với
[3]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
năng suất 1500 kg/h tính theo nguyên liệu đầu
vào.
2. Tính chất nguyên liệu sản phẩm
Nguyên liệu:
NaCl là khối tinh thể màu trắng, có vị mặn, tan
trong nước và phân ly thành ion
Là thành phần của muối ăn hằng ngày
Khối lượng riêng của dung dịch 5% là 1035 (kg/m3)
Độ nhớt là 1,07*10-3 (Ns/m2) ở 200C ( dung dịch
10%)
Ở 1000C dung dịch bão hòa ở 28.15%, ở 200C dung
dịc bão hòa ở 26.4%
Nguyên liệu đem đi cô đặc là dung dịch NaCl 5%
với dung môi là nước
Sản phẩm:
Ta thấy độ hòa tan ở nhiệt độ thường của NaCl
là khoảng 26,3%, trong khi đó dung dịch cô
đặc yêu cầu là 20%, cho nên sau khi làm nguội
nguyên liệu vẫn còn ở dạng dung dịch. Vì thế
mục đích của quá trình cô đặc này chủ yếu để
chuẩn bị cho quá trình sản xuất khác NaOH,
[4]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
các hợp chất chứa Cl và sử dụng làm muối dạng
dịch truyền sử dụng trong y tế. Ngoài ra NaC
còn được dùng làm chất tải lạnh.
Những biến đổi xẩy ra trong quá trình cô đặc:
Trong quá trình cô đặc thì tính chất cuả
nguyên liệu luôn luôn thay đổi, thơi gian cô
đặc càng lâu làm cho nồng độ dung dịch tăng
lên dẫn đến tính chất cũng có sự biến đổi
theo. khi nồng độ tăng lên làm cho hệ số dẫn
nhiệt, nhiệt dung riêng, hệ số cấp nhiệt, hệ
số truyền nhiệt giảm đi. Đồng thời các đại
lượng như khối lượng riêng, độ nhớt, độ sôi,
tổn thất nhiệt lại tăng lên.
3.Hệ thống cô đặc:
3.1. Định nghĩa.
Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất
rắn hòa tan trong dung dịch bằng cách tách
bớt một phần dung môi sang dạng hơi.
Quá trình cô đặc thường tiến hành ở trạng
thái sôi, nghĩa là áp suất hơi riêng phần của
[5]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
dung môi trên mặt dung dịch bằng áp suất làm
việc của thiết bị.
Quá trình cô đặc được dùng phổ biến trong
công nghiệp với mục đích làm tăng nồng độ các
dung dịch loãng hoặc để tách các chất rắn hòa
tan (trường hợp này có kèm theo quá trình kết
tinh), ví dụ: cô đặc dung dịch đường, cô đặc
xút, cô đặc các dung dịch muối…
Quá trình 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 các áp suất khác ta dùng thiết
bị kín.
Quá trình cô đặc có thể tiến hành ở hệ thống
cô đặc 1 nồi hoặc hệ thống cô đặc nhiều nồi.
3.2. Các phương pháp cô đặc.
Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung môi chuyển
từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới
tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của
[6]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
nó bằng áp suất tác dụng lên mặt thoáng chât
lỏng.
Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến
một mức nào đó thì một cấu tử sẽ tách ra dạng
tinh thể đơn chất tinh khiết, thường là kết
tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan. Tùy
tính chất cấu tử và áp suất bên ngoài tác
dụng lên mặt thoáng mà quá trình kết tinh đó
xảy ra ở nhiệt đọ cao hay thấp và đôi khi
phải dùng đến máy lạnh.
3.2.1.Phân loại.
Người ta thường tiến hành phân loại thiết bị cô
đặc theo các cách sau:
- Theo cấu tạo:
+ Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần
hoàn tự nhiên) dùng cô đặc dung dịch khá
loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn tự
nhiên của dung dịch dễ dàng qua bề mặt truyền
nhiệt. Gồm:
[7]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Có buồng đốt trong (đồng trục buồng bốc),
có thể có ống tuần hoàn trong hoặc ngoài.
Có buồng đốt ngoài (không đồng trục buồng đốt).
+ Nhóm 2: dung dịch đối lưu cưỡng bức, dùng
bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 – 3,5 m/s
tại bề mặt truyền nhiệt. Có ưu điểm: tăng
cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung dịch
đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh
trên bề mặt truyền nhiệt. Gồm:
Có buồng đốt trong ống tuần hoàn ngoài.
Có buồng đốt ngoài ống tuần hoàn ngoài.
+ Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng,
chảy một lần tránh tiếp xúc lâu làm biến chất
sản phẩm. Đặt biệt thích hợp chho các dung
dịch thực phẩm như dung dịch nước trái cây,
nước ép hoa quả…. Gồm:
Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt
trong hay ngoài: dung dịch sôi tạo bọt khó
vỡ.
[8]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt
trong hay ngoài: dung dịch sôi ít tạo bọt và
bọt dễ vỡ.
- Theo phương pháp thực hiện quá trình:
+ Cô đặc ở áp suất thường (thiết bị hở): có
nhiệt độ sôi, áp suất không đổi. Thường dùng
cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung
dịch để giữ mức dung dịch cố định để đạt năng
suất cực đại và thời gian cô đặc là ngắn
nhất. Tuy nhiên nồng độ dung dịch đạt được là
không cao.
+ Cô đặc ở áp suất chân không: dung dịch có
nhiệt độ sôi dưới 100oC, áp suất chân không.
Dung dịch tuần hoàn tốt, ít tạo cặn sự bay
hơi nước liên tục.
+ Cô đặc nhiều nồi: mục đích chính là tiết
kiệm hơi đốt. Số nồi không quá lớn và sẽ làm
giảm hiệu quả tiết kiệm hơi. Có thể cô chân
không, cô áp lực hay phối hợp cả hai phương
[9]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
pháp. Đặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cho mục
đích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế.
+ Cô đặc liên tục: cho kết quả sản phẩm tốt
hơn và quá trình cô đặc ổn định hơn cô đặc
gián đoạn và có thể áp dụng điều khiển tự
động nhưng chưa có cảm biến tin cậy.
- Theo sự bố trí bề mặt đun nóng: nằm ngang,
thẳng đứng, nghiêng.
- Theo chất tải nhiệt: đun nóng bằng hơi (hơi
nước bão hòa, hơi quá nhiệt), bằng khói lò, chất
tải nhiệt có nhiệt độ cao (dầu, nước ở áp suất
cao…) bằn dòng điện.
- Theo cấu tạo bề mặt đun nóng: vỏ bọc ngoài, ống
xoắn, ống chùm.
3.2.2.Bản chất của sự cô đặc do nhiệt.
Để tạo thành hơi (trạng thái tự do), tốc độ
chuyển động vì nhiệt của các phân tử chất lỏng
gần mặt thoáng lớn hơn tốc độ giới hạn. Phân tử
khi bay hơi sẽ thu nhiệt để khắc phục lực liên
kết ở trạng thái lỏng và trở lực bên ngoài. Do
[10]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
đó, ta cần cung cấp nhiệt để các phân tử đủ năng
lượng thực hiện quá trình này.
Bên cạnh đó, sự bay hơi xảy ra chủ yếu là do
các bọt khí hình thành trong quá trình cấp
nhiệt và chuyển động liên tục, do chênh lệch
khối lượng riêng các phần tử ở trên bề mặt và
dưới đáy tạo nên sự tuần hoàn tự nhiên trong
nồi cô đặc. Tách không khí và lắng keo
(protit) sẽ ngăn chặn sự tạo bọt khi cô đặc.
3.2.3.Ứng dụng cô đặc.
Trong sản xuất thực phẩm, ta cần cô đặc các
dung dịch đường, mì chính, nước trái cây…
Trong sản xuất hoá chất, ta cần cô đặc các
dung dịch NaOH, NaCl, CaCl2, các muối vô cơ…
Hiện nay, phần lớn các nhà máy sản xuất hoá
chất, thực phẩm đều sử dụng thiết bị cô đặc
như một thiết bị hữu hiệu để đạt nồng độ sản
phẩm mong muốn. Mặc dù cô đặc chỉ là một hoạt
động gián tiếp nhưng nó rất cần thiết và gắn
liền với sự tồn tại của nhà máy. Cùng với sự
[11]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
phát triển của nhà máy, việc cải thiện hiệu
quả của thiết bị cô đặc là một tất yếu. Nó
đòi hỏi phải có những thiết bị hiện đại, đảm
bảo an toàn và hiệu suất cao. Do đó, yêu cầu
được đặt ra cho người kỹ sư là phải có kiến
thức chắc chắn hơn và đa dạng hơn, chủ động
khám phá các nguyên lý mới của thiết bị cô
đặc.
3.2.4.Cấu tạo của thiết bị cô đặc
3.2.4.1. Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung
tâm
Cấu tạo
Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm
gồm phần trên là phòng bốc 1 phần dưới của
thiết bị là phòng đốt 2 có các ống truyền
nhiệt 3 và ống tuần hoàn trung tâm 4 có đường
kính lớn hơn từ 7-10 lần ống truyền nhiệt,
trong phòng bốc có bộ phận tách giọt 5 có tác
dụng tách giọt chất lỏng do hơi thứ cuốn
theo.
Nguyên lý làm việc
[12]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Dung dịch được đưa vào đáy phòng bốc rồi chảy
trong các ống truyền nhiệt và ống trung tâm,
còn hơi đốt được đưa vào phòng đốt đi ở
khoảng giữa các ống và vỏ, do đó dung dịch
được đun sôi tạo thành hỗn hợp lỏng hơi trong
ống truyền nhiệt và làm khối lượng riêng của
dung dịch sẽ giảm đi và chuyển động từ dưới
lên miệng ống, còn trong ống tuần hoàn thể
tích dung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền
nhiệt lớn hơn so với ống truyền nhiệt do đó
nhiệt độ dung dịch nhỏ hơn so với dung dịch
trong ống truyền nhiệt và lượng hơi tạo ra ít
hơn vì vậy khối lượng của hỗn hợp hơi lỏng ở
đây lớn hơn trong ống truyền nhiệt do đó chất
lỏng sẽ di chuyển từ trên xuống dưới rồi đi
vào ống truyền nhiệt lên trên và trở lại ống
tuần hoàn tạo lên dòng hơi thứ tách ra khỏi
dung dịch bay lên qua bộ phận tách giọt sang
thiết bị ngưng tụ baromet. Bộ phận tách giọt
có tác dụng giữ lại những giọt chất lỏng do
hơi thứ cuốn theo và chảy trở về đáy phòng
[13]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
bốc, còn dung dịch có nồng độ tăng dần tới
nồng độ yêu cầu được lấy ra một phần ở đáy
thiết bị làm sản phẩm, đồng thời liên tục bổ
sung thêm một lượng dung dịch mới vào thiết
bị. Còn với quá trình làm việc gián đoạn thì
dung dịch được đưa vào thiết bị gián đoạn và
sản phẩm cũng được lấy ra gián đoạn. Tốc độ
tuần hoàn càng lớn thì hệ số cấp nhiệt phía
dung dịch càng tăng và quá trình đóng cặn
trên bề mặt cũng giảm. Tốc độ tuần hoàn loại
này thường không quá 1.5m/s.
Ưu điểm
Cấu tạo đơn giản đễ sửa chữa và làm sạch
Nhược điểm
Năng suất thấp, tốc độ tuần hoàn giảm vì ống tuần
hoàn cũng bị đốt nóng.
3.2.4.2. Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn cưỡng
bức
Cấu tạo
Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức gồm phòng
bốc 1 và trong phòng bốc có bộ phận tách
[14]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
giọt, phía dưới phòng đốt 2, trong phòng đốt
có các ống truyền nhiệt 3, bên ngoài thiết bị
có ống tuần hoàn ngoài 5 và bơm tuần hoàn 4.
Nguyên lý làm việc
Dung dịch được bơm vào phòng đốt liên tục và
đi trong các ống trao đổi nhiệt từ dưới lên
phòng bốc, còn hơi đốt được đưa vào phòng đốt
ở khoảng giữa các ống truyền nhiệt với vỏ
thiết bị. Dung dịch được đun sôi trong ống
truyền nhiệt với cường độ sôi cao và lên
phòng bốc. Tại bề mặt thoáng dung dịch ở
phòng bốc, dung môi tách ra bay lên và đi qua
bộ phận tách giọt rồi sang thiết bị ngưng tụ
baromet, còn dung dịch trở nên đậm đặc hơn
trở về ống tuần hoàn ngoài trộn lẫn với dung
dịch đầu tiếp tục được bơm đưa vào phòng đốt.
Khi dung dịch đạt nồng độ yêu cầu thì ta luôn
lấy một phần dung dịch ra ở đáy phòng bốc ra
làm sản phẩm. Tốc độ dung dịch trong ống
truyền nhiệt khoảng từ 1.5-3.5m/s do đó hệ số
cấp nhiệt lớn hơn tuần hoàn tự nhiên từ 3-4
[15]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
lần và có thể làm việc trong điều kiện nhiệt
độ hữu ích nhỏ từ 3-5 độ vì cường độ tuần
hoàn chỉ phụ thuộc vào năng suất của bơm.
Ưu điểm
Năng suất cao cô đặc được dung dịch có độ
nhớt lớn mà tuần hoàn tự nhiên khó thực hiện.
Nhược điểm
Tốn nhiều năng lượng cung cấp cho bơm.
3.2.4.3. Thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài
a.Thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài kiểu đứng
Cấu tạo
Thiết bị cô đặc có buồng đốt ngoài kiểu đứng
gồm phòng đốt 1 và phòng bốc 2, phòng đốt là
thiết bị trao đổi nhiệt ống chum, nhưng các
ống truyền nhiệt có thể dài tới 7m, còn trong
phòng bốc có bộ phận tách giọt 4 và nối giữa
hai phòng đốt và phòng đốt có ống dẫn 3 và
ống tuần hoàn 5.
Nguyên tắc làm việc
Dung dịch được đưa vào phòng đốt 1 liên tục
và đi trong các ống truyền nhiệt, còn hơi đốt
[16]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
được đi vào trong phòng đốt và đi ở khoảng
giữa ống truyền nhiệt với vỏ thiết bị để đun
sôi dung dịch. Dung dịch tạo thành hỗn hợp
hơi lỏng đi qua ống 3 vào phòng bốc hơi 2, ở
đây hơi thứ tách ra đi lên phía trên, còn
dung dịch đi theo ống tuần hoàn 5 trộn lẫn
với dung dịch mới đi vào phòng đốt. Khi nồng
độ dung dịch đạt yêu cầu được trích một phần
ra ở đáy phòng bốc làm sản phẩm, đồng thời
liên tục bổ sung dung dịch mới vào thiết bị.
Do chiều dài ống truyền nhiệt lớn nên cường
độ tuần hoàn lớn và cường độ bốc hơi lớn.
Ưu điểm
Năng suất cao.
Nhược điểm
Cồng kềnh, tốn nhiều vật liệu chế tạo.
b.Thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài nằm ngang
Cấu tạo
Thiết bị cô đặc có buồng đốt ngoài nằm ngang
gồm phòng đốt 1 là thiết bị truyền nhiệt ống
[17]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
chữ U và phòng bốc 2, trong phòng bốc có bộ
phận tách giọt.
Nguyên lý làm việc
Dung dịch được đưa vào thiết bị và đi vào ống
truyền nhiệt chữ U từ trái sang phải ở nhánh
dưới lên nhánh trên rồi lại chảy về phòng bốc
ở trạng thái sôi, dung môi tách ra khỏi dun
dịch bay lên qua bộ phận tách giọt và ra
ngoài, tháo phần dung dịch tăng dần tới nồng
độ yêu cầu, sau đó tháo phần dung dịch ra làm
sản phẩm và tiếp tục cho dung dịch mới vào
thực hiện một mẻ mới.
Ưu điểm
Phòng bốc có thể tách ra khỏi phòng đốt dễ dàng
để làm sạch và sửa chữa.
Nhược điểm
Cồng kềnh, cấu tạo phức tạp làm việc gián đoạn,
năng suất thấp.
3.2.4.4. Thiết bị cô đặc loại màng
Cấu tạo
[18]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Thiết bị cô đặc loại màng có cấu tạo tương tự
thiết bị cô đặc cưỡng bức, nhưng với các ống
trao đổi nhiệt cao từ 6-9m.
Nguyên tắc làm việc
Dung dịch được đưa từ đáy phòng đốt vào trong
các ống trao đổi nhiệt với mức chất lỏng
chiếm khoảng từ 1/4 - 1/5 chiều cao của ống
truyền nhiệt. Hơi đốt đi vào phòng đốt ở
khoảng giữa các ống truyền nhiệt với vỏ thiết
bị, dung dịch được đun sôi với cường độ lớn
và hơi thứ tách ra ngay trên bề mặt thoáng
của dung dịch ở trong ống truyền nhiệt và hơi
chiếm hầu hết tiết diện của ống và chuyển
động từ dưới lên với vận tốc rất lớn khoảng
20m/s kéo theo màng chất lỏng ở bề mặt ống
cùng đi lên và màng chất lỏng đi từ dưới lên
tiếp tục bay hơi làm nồng độ dung dịch tăng
lên dần đến miệng ống là đạt nồng độ cần
thiết, hơi thứ đi lên đỉnh tháp qua bộ phận
tách giọt sang thiết bị ngưng tụ baromet, còn
dung dịch chảy xuống ống tuần hoàn ngoài và
[19]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
một phần được lấy ra làm sản phẩm, một phần
về trộn lẫn với dung dịch đầu tiếp tục đi vào
phòng đốt. Hoặc có thể tháo hoàn toàn dung
dịch đậm đặc làm sản phẩm khi chênh lệch giữa
nồng độ đầu và cuối yêu cầu không lớn. Thiết
bị này có hệ số truyền nhiệt lớn khi mức chất
lỏng thích hợp, nếu mức chất lỏng quá cao thì
hệ số truyền nhiệt giảm vì tốc độ chất lỏng
giảm, ngược lại nếu mức chất lỏng quá thấp
thì phía trên sẽ khô, khi đó quá trình cấp
nhiệt ở phía trong ống nghĩa là quá trình cấp
nhiệt từ thành ống tới hơi chứ không phải
lỏng do đó hiệu quả truyền nhiệt giảm đi
nhanh chóng.
Ưu điểm
Áp suất thủy tĩnh nhỏ do đó tổn thất thủy tĩnh
ít.
Nhược điểm
Khó làm sạch vì ống dài, khó điều chỉnh khi áp
suất hơi đốt và mực chất lỏng thay đổi, không cô
[20]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
đặc được dung dịch có độ nhớt lớn và dung dịch
kết tinh.
3.3. Các loại thiết bị để thực hiện quy trình công
nghệ.
3.3.1.Thiết bị chính.
Trong công nghiệp hóa chất thường dung các
thiết bị cô đặc đun nóng bằng hơi. Loại này
gồm các phần chính sau:
1. Ống nhập liệu, ống tháo liệu.
2. Ống tuần hoàn, ống truyền nhiệt.
3. Buồng đốt, buồng bốc, đáy, nắp.
4.Các ống dẫn: hơi đốt, hơi thứ, nước ngưng, khí
không ngưng.
3.3.2. Thiết bị phụ.
1. Bể chứa nguyên liệu.
2.Bể chứa sản phẩm.
3.Bồn cao vị.
4.Lưu lượng kế.
[21]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
5.Thiết bị gia nhiệt.
6.Thiết bị ngưng tụ baromet.
7.Bơm nguyên liệu vào bồn cao vị.
8.Bơm tháo liệu.
9.Bơm nước vào thiết bị ngưng tụ.
10. Bơm chân không.
11. Các van.
12. Thiết bị đo nhiệt độ, áp suất…
3.3.3. Các loại vật liệu dùng để chế tạo thiết bị
có thể dùng để chế tạo thiết bị.
Vật liệu dùng để chế tạo thiết bị sử dụng vật
liệu làm bằng thép không gỉ. Vật liệu này có
thể chịu nhiệt và không bị ăn mòn bởi Nacl và
giá thành cũng rẻ hơn nhiều so với các loại
vật liệu khác.
3.4.Yêu cầu thiết bị và vấn đề năng lượng
- Sản phẩm có thời gian lưu nhỏ: giảm tổn thất,
tránh phân hủy sản phẩm.
[22]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- Cường độ truyền nhiệt cao trong giới hạn chênh
lệch nhiệt độ.
- Đơn giản, dễ sữa chữa, tháo lắp, dễ làm sạch bề
mặt truyền nhiệt.
- Phân bố hơi đều.
- Xả liên tục và ổn định nước ngưng tụ và khí
không ngưng.
- Thu hồi bọt do hơi thứ mang theo.
- Tổn thất năng lượng (do thất thoát nhiệt là nhỏ
nhất).
- Thao tác, khống chế giản đơn, tự động hóa dễ
dàng
3.5.Lựa chọn thiết bị cô đặc
Mục đích cô đặc dung dịch NaCl từ 5% đến 20%,
với đặc điểm nguyên liệu NaCl là muối trung tính,
tính chất hóa học, vật lý ít bị biến đổi khi cô
đặc ở nhiệt độ cao, độ nhớt dung dịch không cao có
thể tuần hoàn tự nhiên qua bề mặt truyền nhiệt. Vì
vậy lựa chọn thiết bị cô đặc có buồng đốt trong,
[23]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
ống tuần hoàn trung tâm, tuần hoàn tự nhiên, làm
việc xuôi chiều.
Ưu điểm của thiết bị cô đặc buồng đốt trong
có ống tuần hoàn trung tâm là cấu tạo đơn
giản, dễ vệ sinh và sửa chữa, chiếm ít diện
tích, có thể cô đặc dung dịch có nhiều váng
cặn.
[24]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Do dung dịch có nồng độ và độ nhớt dung dịch
tương đối thấp, nếu sử dụng hệ thống cô đặc
gián đoạn không cần thiết trong trường hợp này
vì cô đặc gián đoạn dùng khi cần tăng nồng độ
cao đến mức keo, sệt, paste. 1- thùng chứa
dung dịch; 2- buồng đốt; 3- thiết bị cô đặc;
4-Thiết bị ngưng tụ kiểu ống đứng; 5- thùng
chứa nước; 6- thùng chứa hơi thứ ngưng; 7- bơm
dung dịch; 8- bơm nước; 9- Bồn caovị; 10-
thùng chứa nước ngưng tụ; 11- ratomet (lưu
[25]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
lượng kế); 12- thùng chứa sản phẩm; 13- thùng
tháo nước ngưng;
3.6. Lựa chọn thiết bị ngưng tụ baromet
Thiết bị ngưng tụ có cấu tạo rất đa dạng, tuy nhiên
trong trường hợp này chọn thiết bị ngưng tụ là
thiết bị ngưng tụ baromet kiểu khô. Đây là thiết bị
ngưng tụ kiểu trực tiếp, nó thông dụng trong ngành
hóa chất và thực phẩm, Chất làm lạnh là nước. Quá
trình tiến hành bằng cách cho hơi nước tiếp xúc
trực tiếp với nhau. Hơi cấp ẩn nhiệt ngưng tụ cho
nước và ngưng tụ lại, nước lấy nhiệt của hơi và
nóng lên, cuối cùng tạo thành một hỗn hợp chất lỏng
đã được ngưng tụ. Nước làm lạnh được cho đi từ trên
xuống, hơi đi từ dưới lên để làm nguội và ngưng tụ
chảy dọc xuống tự do còn khí không ngưng được hút
ra theo một đường khác.
Ưu điểm của thiết bị kiểu khô.
Nước làm mát tiếp xúc trực tiếp với hơi nên
hiệu quả ngưng tụ cao
- Cấu tạo đơn giản và dễ lắp đặt
- Chống ăn mòn, năng suất cao
[26]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- Nước ngưng tự chảy ra được không cần bơm
nên ít tốn năng lượng.
- Nhược điểm của thiết bị kiểu khô: thiết bị
cồng kềnh.
3.7.Lựa chọn địa điểm đặt nhà máy
Do nguồn nguyên liệu là dung dịch muối loãng
5%, trong khi đó nồng độ muối của nước biển
khoảng 3,5 – 4%, do vậy để thuận tiện cho việc
sử dụng nguồn nguyên liệu thì nhà máy nên đặt ở
gần biển
Do ở gần biển nên nhiệt độ trung bình khoảng
250C, độ ẩm khoảng 77%
III.TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
Các thông số và số liệu ban đầu:
Dung dịch cô đặc: NaCl
Nồng độ đầu (xđ): 5% , tđ = 250C
Nồng độ cuối (xc): 20%
Áp suất hơi đốt, hơi nước bão hòa (tự chọn): 3
at (132,90C) (st 1, 314)
Áp suất hơi thứ : 1 at (99,10C)
Năng suất sản phẩm: 1500 kg/h
[27]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Áp suất buồng bốc: 1 at (99,10)
- Tổn thất áp suất ∆”’'trên đường ống dẫn hơi thứ
tương ứng với tổn thất nhiệt độ ∆”’
- Chọn ∆”’ = 1 0C
∆”’ = tht - tnt (VI.14, STQTTB T2,
60)
Với tht: nhiệt độ hơi bão hòa ứng với áp suất
Pht ( áp suất hơi thứ ) của, hơi thứ 0C
tnt : nhiệt độ hơi bão hòa ứng với áp
suất Pnt trong thiết bị ngưng tụ,0C
tnt = t ht - ∆”’ = 99,1 – 1 = 98,1 0C
p nt = 0,96 at
1.Cân bằng phương trình vật chất
1.1. Phương trình cân bằng vật chất của quá trình
bốc hơi – cô đặc.
Gđ = Gc + W
Gđ.xđ = Gc.xc
với: Gđ, Gc – lưu lượng ban đầu (vào) và cuối cùng
(ra) của dung dịch, kg/s.
[28]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
xđ, xc - nồng độ chất tan trong dung dịch đầu và
cuối, phần khối lượng.
W – lương hơi thứ, kg/s.
- Lưu lượng dung dịch cuối thu được:
Gc=Gđ.XđXc
=15000,050.2
=375kg
- Lượng hơi thứ bốc ra: W=Gđ−Gc=1500−375=1125kg /h
1.2. Tổn thất nhiệt độ trong hệ.
- Tổn thất nhiệt độ trong hệ thống cô đặc: tổn
thất do nồng độ, tổn thất do áp suất
thủy tĩnh và tổn thất do trở lực đường ống.
1.2.1. Tổn thất do nồng độ.
- Hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ sôi của dung
dịch và nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở
áp suất bất kì gọi là tổn thất nồng độ ∆’ được
xác định theo công thức gần đúng của Tisenco
∆’ = ∆’0 . f (VI .10, STQTTB T2,
59)
[29]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- Trong đó: ∆’0 : Tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ
sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung
môi ở áp suất thường.
f : là hệ số hiệu chỉnh
với
f=16,2 T2r
(VI.11, STQTTB T2, 59)
Với T: nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở áp
suất đã cho,0K
r: ẩn nhiệt hóa hơi của dung môi nguyên
chất ở áp suất làm việc, J/Kg
- Theo bảng tra tổn thất nhiệt độ ∆’0 theo nồng
độ a ( % về khối lượng) ở áp suất thường
( STQTTT T2, TS. Trần xoa, TS. Nguyễn Trong
Khuôn)
- Tại nhiệt độ tnt = 98,1 0C suy ra : f
= 0.98 ( theo bảng điều chỉnh hệ số f theo nhiệt
độ )
[30]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Nồng độ 5 % 20%∆’0 0,9 4,85∆’ 0.73 3,9Tsdd 99,83 102,7
1.2.2. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh.
- Nhiệt độ sôi của dung dịch cô đặc tăng cao vì
hiệu ứng thủy tĩnh ∆’’( tổn thất nhiệt độ do ápsuất
thủy tĩnh tăng cao).
∆’’ = tsdd(ptb) - tsdd(p1) =
tsdm( ptb) – tsdm(p1)
Ta có: ptb = p1 + 0,5 𝝆gHop
Với : ∆p = 0,5𝝆hhgHop
𝝆hh = ½ f*d2
Với: 𝝆dd là khối lượng riêng của dung dịch được tính
theo nồng độ cuối
Hop = 0,26 + 0,0014( 𝝆dd – 𝝆dm) h0
H0 : chiều cao của ống truyền nhiệt
𝝆dm: khối lượng riên của dung môi ở tsdm
- Chọn : h0 = 1,5 m ( là chiều cao của ống truyền
nhiệt, m)
[31]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
h1 = 30 % h2 = 0,3 * 1,5
= 0,45 m ( là chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ
miệng trên của ống truyền nhiệt đến mặt thoáng của
dung dịch, m)
- Tại NaCl 20% :
𝝆dd = 1150 (kg/ m3)
𝝆hh = ½ 1150 = 575 ( kg/ m3)
𝝆dm = 999 ( kg/ m3)
- Vậy : Hop = 0,026 + 0,0014(1150 – 999) *1,5 =
0,705 (m)
∆p=0,5∗1150∗9,81∗0,7059,81∗104
=0,04at
Ptb = 1 + 0,04 = 1,04 at
Tsdm ở 1,04 at = 93 0C
Độ tăng nhiệt độ sôi do cột thủy tĩnh
∆’’ = 93 – 91,9 = 1,1 0C
- Nhiệt độ sôi của NaCl 20% ở áp suất p1 + ∆p
T sdd (p + ∆p) = 102,7 + 2,1 = 104,80C
1.2.3. Tổn thất trở lực do đường ống:
[32]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
∆’’’ = 1 0C
1.2.4. Tổn thất nhiệt cho cả hệ thống:
∆ = ∑ ∆’ + ∆’’ + ∆’’’ = 3,9 + 1,1
+ 1 = 6 0C
1.3. Chênh lệch nhiệt độ hữu ích của nồi và cả hệ
thống
∆t = thd – t nt = 132,9 – 98,1 = 34,8 0C
- Tổng chênh lệch hữu ích của cả hệ thống
∆hi = ∆t - ∆ = 34,8 – 7 = 27, 8 ∑ 0C
- Sản phẩm lấy ra ở đáy của thiết bị, nhiệt độ cuối
của dung dịch trong nồi
tc = tnt + ∆’ + 2∆’’ + ∆’’’ = 98,1 + 3,9 +
2*1,1 + 1 = 107 ,2 0C
1.4 . Cân bằn nhiệt lượng.
1.4.1. Nhiệt dung riêng.
Nhiệt dung riêng của dung dịch có nồng độ nhỏ hơn
20% tính theo công thức sau:
C = 4186.(1 - x), (J/kg.độ); ( I.43, STQTTB [33]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
T1, 152)
Với : x – nồng độ chất hòa tan, phần khối lượng
(%) :
Nhiệt dung riêng đầu: Cđ = 4186.(1 - 0,1) = 3767,4
(J/kg.độ)
Nhiệt dung riêng của dung dịch có nồng độ lớn hơn
20% tính theo công thức Với Cht nhiệt dung riêng của
chất hòa tan khan (không chứa nước) (J/kg.độ).
- Áp dụng công thức (I.41, STQTTB T1, 152)
MNaCl .Cht = const
MNaCl : khối lượng mol của muối NaCl
Cht : nhiệt dung riêng của hợp chất hóa học,
(J/kg.độ)
ci : nhiệt dung nguyên tử của các
nguyên tố tương ứng, (J/kg nguyên tử.độ) (bảng
I.141, ST 1,152)
- với : CNa =28320 (J/kg nguyên tử.độ); CCl =
33949 (J/kg nguyên tử.độ)
- với NaCl : Cht=nNa∗CNa+nCl∗CCl
MNaCl
Cht = 1064,4 (j/kg*độ)
[34]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
vậy :
Cc = Cht . xc + 4186 . ( 1- xc) = 1064,4.0,4 +
4186.(1 – 0,4) = 3561,6 (J/kg.độ)
1.4.2 Phương trình cân bằng nhiệt lượng:
- Cân bằng nhiệt lượng: nhiệt vào = nhiệt ra ∑ ∑
+ nhiệt lượng vào gồm có:
Do dung dịch đầu: Gđ Cđ tđ ( W )
Do hơi đốt: D(1-)i’’D ( W )
Độ ẩm của hơi: Dc
+ nhiệt lượng ra gồm có:
Hơi thứ mang ra : Wi’’W ( W )
Nước ngưng tụ: Dc
Sản phẩm mang ra: (Gđ –W)Cc tc( W )
Nhiệt cô đặc: Qcđ
Nhiệt tổn thất: QttQD D (1 )(i ''Dc)
tỉ lệ tổn thất nhiệt: ε = 0,05
Bỏ qua nhiệt cô đặc Qcđ ( vì có giá trị tính
toán nhỏ )
Độ ẩm của hơi = 0,05
- Phương trình cân bằng nhiệt:
[35]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Dc + D( 1- )i”D + GđCđtđ = ( Gcc – W)Cctc + W*i”W
+ Dc + Qtt
D=Gđ (Cctc−Cđtđ )+W(i w - Cctc )} over {left (1 - right ) * left ( 1 - right ) * ( i D−c)
- Nhiệt hóa hơi của nước rhh chính là i”D - c =
2171.103 j/kg ( ở phd = 3 at)
- Ta có : tc = 107, 2 0C, chọn tđ = 25 0C
Vậy D = 1401,5 (kg)
Lượng hơi đốt tiêu tốn riêng :
m=DW=1401,51125
=1,25(kghơi đốtkg
hơithứ)
1.5. Hệ số cấp nhiệt.
- quá trình truyền nhiệt gồm 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: nhiệt truyền từ hơi đốt đến bề
mặt ngoài của ống truyền nhiệt với hệ số cấp
nhiệt α1 và nhiệt tải riêng q1.
Giai đoạn 2: dẫn nhiệt qua thành ống.
Giai đoạn 3: nhiệt truyền từ bề mặt ống đến dung
dịch với hệ số cấp nhiệt α2 và nhiệt tải riêng
q2.
1.5.1. Hệ số cấp nhiệt α1, phía hơi ngưng tụ.[36]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- Hệ số cấp nhiệt α1, với ống truyền nhiệt đặt
thẳng đứng thì hệ số α1 đối với hơi bão hòa ngưng tụ
được tính theo công thức (V.101, STQTTB T2, 28).
1 = 2,04.A.
4√ rH.Δt1 , w/ m2.độ
- Với:
r: ẩn nhiệt hóa hơi (J/kg)
H: chiều cao ống truyền nhiệt (H = 2m)
A: trị số phụ thuộc tm
A=(ρ2.λ3μ )0,25
tm
(oC)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
A 104 120 139 155 169 179 188 194 197 199 199
- Chọn ∆t1 = 3 0C:
[37]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
tT1 = thd - ∆t = 132,9 – 3 =
129 0C
tm=thd+∆t
2=132,9+129,9
2=131,4 0C
A = 191,42 ( STQTTB T2,29)
Thd = 132,9 0C tương ứng với r nước = 2171.103
(j/kg)
-Vậy : 1 =9001,3 (w/m2.độ)
q1 = 1 . ∆t1 = 9001,3 * 3 =
27003,9( w/m2)
1.5.2. Hệ số cấp nhiệt α2 từ bề mặt đốt đến chất lỏng
sôi.
[38]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- Xem quá trình truyền nhiệt là ổn định.
∆t2 = tT2 – tc mà tT2 = tT1 – q1∑r
Với ∑r = r1 +r2+r3
- chọn hơi đốt ( hơi nước bão hòa ) là nước sạch,
theo (V.I, STQTTB T2, 4)
→ r1 = 0,464.10-3 nhiệt trở của cặn mặt ngoài
(m2.độ/W).
Dung dịch cần cô đặc là NaCl theo (V.I, STQTTB T2,
4)
→ r2 = 0,913.10-3 nhiệt trở của cặn mặt trong
(m2.độ/W).
- chọn bề dày của ống truyền nhiệt δ = 0,002 ( m ),
vật liệu chế tạo thiết bị cô đặc là thép crôm –
niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) và hệ số dẫn
nhiệt tại tT1 = 129,70C, λ = 17,54 (W/m.độ) (I.125,
STQTTB T1, 127)
R3 = δ / λ = 0,002 / 17,54 = 1,14.10-4 (m2độ /
w)
r = r1 + r2 + r3 = 0,464.10∑ -3 + 0,913.10-3 +
1,14.10-4 = 1,49.10-3 (m2.độ/w)
[39]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
tT2 = tT1 – q1. r = 129,9 – 1,49.10∑ -3 * 27003,9 =
89,64 0C
∆t2 = tT2 - tc = 86,64 – 105,2 = -18,8 0C
- Tương tự cho phép tính rên ta có bảng sau
∆t1
(0C
)
tT1
(0C)
Tm
(0C)
A
(0C)
1
(w/
m2.độ)
q1
(w/m2)
r∑
(w/m2)
tT2
(0C)
∆tT2
(0C)
3 129,
9
131,
4
191,4
2
9001,3 27003
,9
1,49.1
0-3
89,6
4
-
18,82 130,
9
131,
9
191,5
7
11395,
8
22791
,6
1,49.1
0-3
96,9 -8,3
1,5 131,
4
132,
15
191,6
45
12252,
55
18378
,8
1,49.1
0-3
104 -1,2
1,4 131,
5
132,
2
191,6
6
12464,
65
17450
,5
1,49.1
0-3
105,
5
0,3
1,3 131,
6
132,
25
191,6
75
12700,
2
16510
,3
1,49.1
0-3
106,
98
1,7
Khi dung dịch (dung môi là nước) sôi và tuần hoàn
mãnh liệt trong ống thì hệ số cấp nhiệt khi chất
lỏng sôi được tính theo công thức (VI.27, STQTTB
[40]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
T2, 71):
Ta có
⇒αdd=αn.(λddλn )0,565
.[(ρddρn )2
.(CddCn ).μnμdd ]
0,435
- Theo công thức V.91, STQTTB, T2/26
n = 0,145 t22,33.p0,5 (W/m2.độ)
- Trong đó:
λdd, dd, dd, Cdd lần lượt là hệ số truyền nhiệt,
khối lượng riêng, độ nhớt của dung dịch
λn, n, n, Cn lần lượt là hệ số truyền nhiệt, khối
lượng riêng, độ nhớt của nước
- chọn nhiệt độ tính toán α2 theo nhiệt dộ cuối tc=
105,2 0C
ta có : λn= 2,08.10-2.1,163 = 0,024 (W/m.độ).
(I.129, STQTTB T1, 133).
ρn = 954,55 (kg/m3) ( I.5, STQTTB T1, 11)
Cn= 0,5 * 4,1868.10-3 = 2,09.10-3 (
J/kg.độ ). (I.149, STQTTB T1, 168)
λdd NaCl = 0,656 (W/m.độ ) (I.130, STQTTB T1,
[41]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
134)
ρdd = 0,658.103 ( kg/m3 ) (I.32, STQTTB T1, 38)
Cdd = Cc = 2245 (J/kg.độ)
- độ nhớt của dung dịch NaCl được tính theo công
thức Paplov (I.17, STQTTB T1, 85)
t1−t21−2
=const
- Trong đó: tμ1, tμ2: nhiệt độ mà tại đó chất lỏng
có độ nhớt tương ứng là μ1 và μ2.
θμ1, θμ2: nhiệt độ của chất lỏng chuẩn
có cùng giá trị độ nhớt là μ1 và μ2.
- Tra bảng (I.107, STQTTB T1, 100), ta có dung
dịch NaCl 5% có độ nhớt tương ứng với các
nhiệt độ;
tμ1 = 100C → μdd1 = 1,99.10-3 (Ns/m2)
tμ2 = 200C → μdd2 = 1,56.10-3 (Ns/m2)
- chọn nước làm chất lỏng chuẩn, dựa theo bảng
I.102, STQTTB T1, 94:
μnước = 1,99.10-3 (Ns/m2) → θμ1 = -
3 0C[42]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
μnước = 1,56.10-3 (Ns/m2) → θμ2 =
4 0C
t1−t21−2
=1,43
Dung dịch NaCl 20% có tc= 105,20C → μNaCl
= 0,43.10-3 ( Ns/m2)
1 = 59,58 0C → nước = 0,47.10-3 (N.s/m2).
- vậy: μnước tại nhiệt độ 59,580C sẽ bằng độ nhớt
của dung dịch CaCl2 tại nhiệt độ 105,20C:
μNaCl = 0,47.10-3 (N.s/m2).
- Thay số ta có:
2 = dd = 3688,74 ( w/m2.độ)
q2 = dd * ∆t2 = 0,3 * 3688,74 = 1106,6
( w/m2.độ)
- hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức
[43]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
K=1
1❑1
+❑2+∑r= 542,79 ( w/m2.độ)
1.6. Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp.
- Ta có công thức
QD = GD(Cctc – Cđtđ) + W (h1 – Cctc) + Qtt
- với: Qtt = 0,05QD
h1 = 2673.103 (j/ kg)
GD = 1500 ( kg/h )
Cc = 2245 (j/kg.độ)
tc = 105,2 0C
tđ = 25 0C
Cđ = 3976,7 (j/kg.độ)
W = 1125 kg
Qtt = 0
QD = 261,1.103 (j / s)
1.7. Bề mặt truyền nhiệt.
- bề mặt truyền nhiệt được tính theo công thức:
(4.25, QTTBCNHH tập 10)
[44]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
F= QD / ( K . ∆thi ) = 2611.103 /
(28,8 * 527,79) = 33,1( m3)
2. Thiết kế chính.
2.1. Buồng đốt của nồi cô đặc.
2.1.1. Tính số ống truyền nhiệt.
- số ống truyền nhiệt được tính theo công
thức:
n = Ff = F
(dnH)
Trong đó: F - diện tích bề mặt truyền nhiệt,
đã được tính từ phần công nghệ, m2
dn - đường kính ngoài của ống
truyền nhiệt, m.
H - chiều cao của một ống
truyền nhiệt, m.
- chọn ống truyền nhiệt có kích thước: 40 x 2 (mm)
và chiều cao: 150( cm)
dn = 40 + 2*2 = 44 mm = 44.10-3
m[45]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Số ống truyền nhiệt là: n = 33,15 / ( 3,14 *
1,5 *44.10-3 ) = 160,7 ( ống)
- chọn theo tiêu chuẩn (V.11, STQTTB T2, 48) nt=
169 (ống), chọn cách sắp xếp ống theo hình sáu
cạnh.
Số ống xuyên tâm
là: 15
Số hình 6 cạnh là : 7
- Bề mặt truyền nhiệt thực là:
Ft =nt * H * *dn = 169 * 1,5 * 3,14 * 44.10-3 = 35
(m3)
- Tổng diện tích cắt ngang của ống gia nhiệt
F = ( n* *dn2 ) / 4 =( 169 * 3,14 *( 44.10-
3)2 ) / 4 = 0,256( m2)
- Diện tích thiết diện của ống tuần hoàn lấy khoảng
20% thiết diện của tất cả các ống truyền nhiệt →
Fđl = 0,2.F = 0,2. 0,256 = 0,0512 (m2)
ddl = √4Fdl /¿¿ = √4∗0,0512/3,14 = 235 (mm)
- chọn đường kính ống tuần hoàn theo tiêu chuẩn
(QTTB T5, 155)
→ dđl = 350 (mm)
[46]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- Giá trị bước ống t = β.dn = ( 1.3 – 1.5 ). dn ,
chọn β = 1, 4
→ t = 1,4.44.10-3 = 0,0336 (m) = 61,6 (mm)
- chọn giá trị t = 61 (mm)(khi thực hiện trên bản
vẽ kĩ thuật) khi lắp ống tuần hoàn trung tâm vào
cùng trong mạng ống truyền nhiệt, cần phải bỏ đi
một số hình lục giác. Vì khoảng cách bước ống t =
61 (mm).
- Chọn giá trị: t = 61 mm → n’ = ddl / t =
5,8 → n’ = 5
→ phải bỏ đi hai hình lục giác tính từ vị
trí trung tâm. số ống truyền nhiệt cần phải lắp
thêm vào chính bằng số ống trên hình lục giác đã
bỏ đi, cụ thể sẽ là 19 (ống) (chi tiết được thể
hiện trong bản vẽ kĩ thuật).
2.1.2. Đường kính buồng đốt.
- đường kính trong của buồng đốt của thiết bị cô
đặc có ống tuần hoàn ở tâm. ( khi xếp ống theohình
lục giác đều ) được tính theo (5.10,QTTB T5, 155)
công thức:
Dt = √[ 4nt2∗sinn∗¿+(d+2t)2 ]¿
[47]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- Trong đó :
T = . dn : là bước ống , t = 0,061 m
Ddl : đường kính ngoài của ống đối lưu
n : là số ống truyền nhiệt
: là hệ thống sử dụng lưới nâng dỡ dao động từ
0,7 – 0,9
Sin = sin 600 do sắp xếp theo hình lục giác đều
Dt = 830 mm
Chọn theo đường kính buồng đốt theo tiêu chuẩn
(QTTB T5, 156)
→ Dt = 800 (mm)
2.1.3. Tính bề dày buồng đốt.
- chọn vật liệu làm thân buồng đốt là thép crôm –
niken – titan. Mã hiệu
( 1X18H9T ) theo bề dày buồng đốt chọn vật liệu làm
thân buồng đốt là thép crôm – niken – titan. Mã
hiệu 1X18H9T ) theo (I.125/127/STQTTB T1) và
phương pháp chế tạo là dạng thân hình trụ hàn:
S=Dt.P2[ ]+p
+C,m(1)
Trong đó : Dt - đường kính trong của thiết bị, m
φ - hệ số bền của thành hình trụ theo phương
[48]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
dọc
C - hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và
dung sai về chiều dày, m
P – áp suất bên trong của thiết bị, N/m2
[σ] - ứng suất cho phép, N/m2
- hệ số bổ sung do ăn mòn được xác định theo công
thức sau: (XIII.17, STQTTB T2, 363)
C = C1 + C2 + C3 , m
C1 - bổ sung do ăn mòn, xem vật liệu chế tạo thiết
bị tương đối bền chọn
C1 = 1 (mm/năm)
- đại lượng bổ sung do hao mòn C2 chỉ tính đến
trong các trường hợp nguyên liệu có chứa các hạt
rắn chuyển động với tốc độ lớn trong thiết bị. vậy
trong trường hợp đang xét là dung dịch NaCl có C2 =
0.
C3: đại lượng bổ sung do dung sai của chiều dày C3
phụ thuộc vào chiều dày tấm vật liệu theo (XIII.9,
STQTTB T2, 364) ta có: C3 = 0,4 (mm) đối với thép
cán loại dày 4 (mm)
vậy: C = 1 + 0,4 =1,4 (mm)
[49]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Ứng suất kéo : [k] = ❑k
nk
(XIII.1, STQTTB T2, 355)
với: giới hạn bền khi kéo σK = 550.106 (N/m2)
(XII.4, STQTTB T2, 309)
hệ số an toàn theo giới han bền kéo nb = 2,6
(XIII.3, STQTTB T2, 356)
hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB T2,
356)
→ [σK] = 190,4.106 (N/m2)
Ứng suất chảy : [c] = ❑c
nc
(XIII.1, STQTTB T2, 355)
với: giới hạn khi chảy σC = 220.106 (N/m2) (XII.4,
STQTTB T2, 309)
hệ số an toàn theo giới hạn khi chảy nC =
1,5 (XIII.3, STQTTB T2, 356)
hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB
T2, 356)
→ [σC] = 132.106 (N/m2)
chọn giá trị bé hơn [σC] = 132.106 (N/m2) để
[50]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
tính bề dày thân hình trụ
áp suất bên trong thiết bị: P = Pmt + P1
với: P1 - áp suất thủy tĩnh trong phần dưới
của thân thiết bị P1 = ρgH
tại Pmt = Phđ = 3 (at) → ρ = 1,618 (Kg/m3)
(I.251, STQTTB T1, 315)
→ P = 3.9,81.104 +1,618.9,81.1,5 =
441,46.103 (N/m2)
chọn hệ số bền của thành theo phương dọc – φ = 0,9
(XIII.8, STQTTB T2, 362)
S = [c]p =132.106∗0,9441,46.103
=¿269,1 > 50 nên có thể bỏ
p ở mẫu số của công thức 1
- Chiều dày của thân là: S = Dt.p2 [c ].
+C =
0,8∗441,46.1032∗132.106∗0,9
+¿1,4.10-3
= 2,9.10-3 (m) lấy S = 4 mm
-Kiểm tra ứng suất của thiết bị theo áp suất thử
bằng hơi nước (XIII.26, STQTTB T2, 365)
[51]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
= [Dt+(S−C )]P02[S−C ]
c1,2
(Nm3
)
với áp suất thử tính toán P0 được xác định theo công
thức: P0 = Pth + P1, (N/m2)
Pth – áp suất thủy lực theo (XIII.5, STQTTB T2,
358)
Ta có: : Phd = 3∗9,81.104
106=0,2943 ( Nm2)
→ Pth = 1,5.P = 1,5 * 441,64.103 = 661,7 .103
(N/m2)
P1 – áp suất thủy tĩnh của nước
P1 = ρgH = 1,618 * 9,81 * 1,5 = 23, 8 (N/m2)
→ P0 = Pth + P1 = 661,7.103 + 23,8 = 661,723.103
(N/m2)
= [0,8+ (4−1,4 ).10−3 ]661,723.1032 (4−1,4).10−3∗0,9
=63,6.106( Nm2)< ❑1,2
¿110.106( N
m2)
chọn S = 4 mm
[52]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
2.1.4. Tính đáy buồng đốt.
chọn đáy trong thiết bị cô đặc một nồi có dạng
hình nón, đáy nón có gờ, làm bằng thép crôm –
niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) theo (I.125,
STQTTB T1, 127), góc đáy bằng 600 (XIII.21,
STQTTB T2, 394).
Dt (mm) H (mm)
chiều cao
hình nón
D (mm)
đường kính
lỗ ở tâm
đáy
Rδ
(mm)
H (mm)
chiều cao
gờ
800 693 116 9
0
40
Yếu tố hình dạng khi = 300 và RδDt = 90800 = 0,15
là y = 0,98 (theo đồ thị XIII.15, STQTTB T2,
400).
Xác định chiều dày đáy theo các công thức
(XIII.52 và XIII.53, STQTTB T2, 399) và lấy kết
quả tính toán của công thức nào cho giá trị lớn
hơn:
[53]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
S = Dt.P.y2[ ].
+C,(m)
S = D'.P2cos( [c].−p)
+C,(m)
Trong đó: y : yếu tố hình dạng
D’: đường kính đối với đáy có gờ, mm (theo
hình XIII.16, STQTTB T2, 400)
[σu] - ứng suất cho phép của vật liệu khi uốn,
N/m2.
Tính ứng suất [σu] = [σ] theo bảng (XII.6, STQTTB
T2, 312) với [σu] phụ thuộc vào nhiệt độ
tường tT2 = 105,5 0C → [σu] = [σ] = 126,5.106 (N/m2).
- Các đại lượng P, φh, φ, C tính toán như với thân
hình trụ chịu áp suất trong.
-từ kết quả tính toán trên buồng đốt ta có:
C = 1,4 (mm), φh = 0,9.
-áp suất bên trong thiết bị: P = Pmt + P1
với: P1 – áp suất thủy tĩnh trong phần dưới của
thân thiết bị P1 = ρddsgH
tại Pmt = P0 + ρdds.g.H’(at) với : H’ - chiều
[54]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
cao ống truyền nhiệt
→ P = 9,81.104 + 0,658.103 * 9,81*1,5+ 0,658.103 *
9,81 * 1,05 = 114,56.103 (N/m2)
Vậy : S =Dt.P.y2 [ ].
+C=0,8∗114,56.103∗0,982∗126,43.106∗0,9
+1,4.10−3=1,78.10−3(m)
- lấy S = 2 mm
- tính D’:
D’ = Dt – 2[Rδ( 1- cos) + 10S sin] = 0,8-
2[0,09(1-cos30) + 10*2.10-3 sin30]
= 0,56 (m)
- Xét biểu thức :
0,5[Dt – 2Rδ(1-cos) + d] = 0,5[0,6 - 2*0,09(1-
cos30) + 49,5.10-3]
= 0,31
(m)
D’ = 0,56 > 0,31
tính bề dày S theo công thức,(m) : S =D'.P
2cos( [c].−p)+C
[55]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- Xét [c ]P .=126,43.106
114,45.103∗0.9=983,55>50
nên có thể bỏ qua đại lương P trong công
thức tính S trên
- Vậy : S =
0,56∗114,45.106
2cos30∗126,43.106∗0,9+1,4.10−3=1,77.10−3(m)
- chọn theo tiêu chuẩn (XIII.21, STQTTB T2, 394) S
= 4 (mm)
- kiểm tra ứng suất thành theo áp suất thử thủy lực
bằng công thức : S =
[ D'.P2cos(S−C)
+P]. 1❑=[ 4.10−3∗114,45.103
2.cos30∗(4.10−3−1,4.10−3)+114,45.103]. 1
0.9
= 218,45.103 ( N/m2)
- Xét : c1,2
=220.1061,2
=183,33.106≥=218,45.103 ( N/m2)
2.2. Buồng bốc hơi.
2.2.1. Kích thước của không gian bốc hơi.
- kích thước của không gian bốc hơi phải đủ lớn
để vận tốc hơi thứ trong đó không lớn hơn vận
tốc lắng của các hạt lỏng bị cuốn theo.
[56]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- vận tốc lắng của các hạt lỏng được tính theo
công thức sau (5.14, QTTBTN T5, 157)
1 = √4g (ρb−ρh)d3∗ρh
,(ms)
Trong đó : ρl, ρh– là khối lượng riêng của chất lỏng
và hơi thứ, Kg/m3
d= dhl - đường kính của hạt lỏng, m
ξ - hệ số trở lực, phụ thuộc vào chế độ làm
việc ( phụ thuộc vào Re)
Re =❑h∗dh
Vh
Khi Re < 500 thì = 18,5Re0.6
Khi Re = 500 ÷ 150000 thì ξ = 0,44
với :
ωh : vận tốc của hơi thứ trong buồng hơi, vận
tốc này phải chọn nhỏ hơn vận tốc lắng wl ,
m/s
vh : độ nhớt động học của hơi thứ, m2/s
- ta có : nhiệt độ buồng bốc tại áp suất 1at là
99,10C → ρl = 959,01(Kg/m3) theo
[57]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
(I.5,STQTTB T1, 11), ρh = 0,579 (Kg/m3) theo
(I.251, STQTTB T1, 314)
- độ nhớt động lực học của hơi thứ tại nhiệt độ
99,10C, μh = 123,92.10-7 (N.s/m2) (I.121,
STQTTB T1, 121).
vh = ❑h
ρh = 123,92.10
−7
0,579=2,14.10−5(
ms )
chọn ωh= 1(m/s) , dhl = 0,0002 m. Tiến hành tính với
điều kiện ωh < ωl
Re = h∗dhρh=1∗0,00022,14.10−5=9,34<500
= 18,5Re0.6 = 18,59,340,6
=4,84
vận tốc lắng : 1 =
√4g (ρb−ρh)d3∗ρh
=¿√4∗9,81 (959,01−0,579)∗0,00023∗4,84∗0,579
=0,94,(ms)¿
không thỏa điều kiện ωh < ωl , nên ta có
bảng sau:
h
(m/s)
Re l
(m/s
ωh <
ωl
[58]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
)
1 9,3
4
4,84 0,94 Loại
0,9 8,4
1
5,15 0,92 Nhận
- Vậy l = 0,92 (m/s)
- đường kính của buồng bốc được tính theo công thức
sau :
Dbb = √ 4W❑h∗ρh∗¿=¿¿
¿ √ 4∗0,310,9∗0,579∗3,14
=¿0,856 (m )=856(mm)¿
Chọn theo đường kính buồng bốc theo tiêu chuẩn
(QTTB T5, 157)
→ Dt = 900 (mm)
2.2.2. Thể tích không gian hơi.
đường kính buồng bốc bằng đường kính buồng đốt : Dbb
= 0,8 (m) thể tích không gian hơi được tính theo
công thức (VI.32, STQTTB T2, 71)
Vkgh = W
ρh∗Utt
Trong đó :
[59]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
W - lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bị,
Kg/h.
Utt - cường độ, bốc hơi thể tích cho phép của
khoảng không gian hơi (thể tích hơi nước bốc
hơi trên một đơn vị thể tích của không gian
hơi trong một đơn vị thời gian), m3/m3.h
ρh – khối lượng riêng của hơi thứ, Kg/m3.
- ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Utt chưa được xác
lập, do đó khi tính toán một cách gần đúng đối
với các dung dịch đậm đặc ta có thể sử dụng Utt =
1600 ÷ 1700 m3/m3.h.
- chọn Utt = 1600 (m3/m3.h), với áp suất trong buồng
bốc 1at.
- Hơi thứ là hơi dung môi nguyên chất (hơi nước) →
khối lượng riêng hơi thứ ρh = 0,579 (Kg/m3) ở áp
suất 1 at theo (I.251, STQTTB T1, 315).
Vkgh = W
ρh∗Utt =
11250,579∗1600
=1,2(m3)
Chiều cao của không gian hơi được tính theo
[60]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
công thức (VI.34, STQTTB T2, 72)
Hkgh =4∗Vkgh
¿D2bb
= 4∗1,23,14∗0,82
=2,3(m)
Thường chiều cao buồng bốc không thấp hơn 1,5 m, còn khi bốc hơi các dung dịch tạo bọt mạnh thì chọn2,3÷3m
Hkgh = 2 m
2.2.3. Bề dày thân buồng bốc.chọn vật liệu làm thân buồng bốc là thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H10T ) theo (I.125/127/STQTTB T1) và phương pháp chế tạo là dạngthân hình trụ hàn : bề dày buồng bốc hình trụ được tính theo công thức như đối với công thức tính toán đối với buồng đốt: (XIII.8, STQTTB T2, 360)
S = Dbb∗P2∗[ ]+P
+C (m)
Trong đó : Dt - đường kính trong của thiết bị, m φ - hệ số bền của thành hình trụ theo phươngdọc
C - hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m P - áp suất bên trong của thiết bị, N/m2
[61]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
[σ] - ứng suất cho phép, N/m2
Các giá trị C, φ, [σ], giống như tính toán đối với buồng đốt, áp suất bên trong thiết bị: P = Pmt + P1
với: P1 - áp suất thủy tĩnh trong phần dưới của thânthiết bị: P1 = ρgH xem trong buồng bốc chỉ có hơi thứ → P1 = 0 Pmt = Pht = 1 (at) → P = 9,81.104 (N/m2)
Vì : [c]P . = 132.106∗0,9
9,81.104=1211>50
nêncóthểbỏPtrongcôngthứ ctinhStrên
S = Dbb∗P2∗[ ]+C=¿ 0,8∗9,81.104
2∗132.106∗0,9+1,4.10−3=2,9.10−3 (m)
- Theo tiêu chuẩn chọn S = 4 mm- kiểm tra ứng suất của thiết bị theo áp suất
thử bằng hơi H2O: (XIII.26, STQTTB T2, 365)
= [Dt+(S−C )]∗P02(S−C)
<c1,2
với áp suất thử tính toán P0 được xác định theo
công thức P0 = Pth + P1, (N/m2)
[62]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Pth - áp suất thủy lực theo (XIII.5, STQTTB T2,
358)
- ta có : Pht = 9,81.104 (N/m2) → Pth = 1,5.Pht = 1,5.9,81.104 = 147,15.103 (N/m2)- xem trong buồng bốc chỉ có hơi thứ → P1 = 0 → P0 = Pth + P1 = 147,15.103(N/m2)
- vậy: = [Dt+(S−C )]∗P02(S−C) =
[0,8+ (4.10−3−1,4.10−3 ) ]∗147,15.1032 (4.10−3–1,4.10−3 )∗0,9
= 25,2.106 (N/m2)
Chọn theo tiêu chuẩn S = 4 mm 2.2.4. Bề dày nắp buồng bốc.chọn vật liệu làm nắp buồng bốc là thép crôm – niken– titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) theo(I.125/127/STQTTB T1) và nắp có dạng hình elip có gờ: bề dày nắp elip được tính theo công thức (XIII.47, STQTTB T2, 385)
[63]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
S = Dbb.p
3,8. [k ].k.−p∗Dbb
2hb
+ C (m)
Trong đó : hb - chiều cao phần lồi của nắp, m. C - hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m k - hệ số không thứ nguyên.
φh- hệ số bền của mối hàn hướng tâm (nếu có). [σk] - ứng suất cho phép, N/m2
P - áp suất bên trong của thiết bị, N/m2
- dựa theo bảng (XIII.10, STQTTB T2, 382) ta có:Dbb (mm) Hb (mm) H (mm), chiều cao
gờ khiS = 4 (mm)
900 225 25
- giá trị C giống như tính toán đối với buồng đốt, C = 1,4.10-3 (m)
- áp suất bên trong thiết bị: P = Pmt + P1
- với: P1 - áp suất thủy tĩnh trong phần dưới của thân thiết bị : P1 = ρgH
- xem trong buồng bốc chỉ có hơi thứ → P1 = 0 Pmt = Pht = 1 (at) → P = 9,81.104 (N/m2)
[64]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- hệ số không thứ nguyên k được tính như sau:
K = 1 - dDbb (d - đường kính lớn nhất của lỗ
không phải là hình tròn chọn d = 0,1 (m) K = 1 – 0,10,8
=0,875
Tính ứng suất [σ] theo bảng (XII.6, STQTTB T2,
312) với [σ] phụ thuộc vào nhiệt độ buồng bốc
t = 99,10C → [σ] = 127,24.106 (N/m2).
hệ số bền của mối hàn hướng tâm φh = 0,95
- Xét ❑P ∗K∗❑h=127,24.106∗0,875∗0,95
9,81.104=1008,1>30
bỏ qua P ở công thức tính S trên.
S = Dbb.p
3,8. [k ].k.−p∗Dbb
2hb
+ C
= 0,8∗9,81.104
3,8.127,24.106∗0,875∗0.95∗0,8
2∗0,2
= 3,9.10-4 + C (mm)
- Do: S – C = 0,308 < 10 (mm) nên phải tăng giá
trị của C thêm 2 (mm)
→ C = 1,4 + 2 = 3,4 (mm) → S = 3,4 + 0,308 = 3,708
[65]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
(mm)- theo tiêu chuẩn (XIII.11, STQTTB T2, 384) ta chọn
S = 4 (mm) - kiểm tra ứng suất của thiết bị theo áp suất
thử bằng hơi H2O: (XIII.49, STQTTB T2, 386)
S = [D2
bb+2∗hb∗(S−C )]7,6∗k∗❑h∗hb∗(S−C)
≤❑c
1,2 , (N/m2)
với áp suất thử tính toán P0được xác định theo công thức: P0 = Pth + P 1, (N/m2) Pth - áp suất thủy lực theo (XIII.5, STQTTB T2, 358)- ta có Pht = 9,81.104 ( N/m2)
→ Pth = 1,5.Pht = 1,5.9,81.104 = 147,15.103 (N/m2)- xem trong buồng bốc chỉ có hơi thứ → P1 = 0
→ P0 = Pth + P1 = 147,15.103(N/m2)
S =[D2
bb+2∗hb∗(S−C )]7,6∗k∗❑h∗hb∗(S−C)
=[0.82+2∗0.2∗(4.10−3−1,4.10−3 ) ]
7,6∗0,875∗0,95∗0,2∗(4.10−3−1,4.10−3)
= 46,7.103 ≤ c1,2 =
220.1061,2
=183,3.106( Nm2
)
Vậy ta chọn S = 4 mm
[66]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
2.3. Đường kính các ống dẫn và cửa ra vào của thiết bị.
Từ phương trình lưu lượng: Vs = d2
4 * , ( m3/s)
Đường kính ống trụ: d = √ Vs❑4∗¿
¿ = √ Vs0.785∗¿
(m)¿
Trong đó : Vs – lưu lượng khí hoặc dung dịch chảy trong ống, m3/s.
ω - tốc độ thích hợp của khí hoặc dung dịch đi trong ống, m/s.
Ta có : Vs = W.v với : W - lưu lượng khối lượng, Kg/s
d = √ Vs0.785∗¿
¿ = √ W∗v0.785∗¿
¿
2.4. Đường kính ống dẫn hơi đốt. áp suất hơi đốt : Phđ = 3 at, t =132,90C → v = 0,618(m3/Kg) theo (I.251,STQTTB T1, 315).chọn : ω = 20 (m/s) (hơi nước bão hòa), lưu lượng khối lượng : D = W = 1125 (Kg/h) = 0,31 (Kg/s) (đã tính toán từ phần công nghệ)
[67]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
d = √ Vs0.785∗¿
¿ = √ W∗v0.785∗¿
=√0,3∗0,6180.785∗20¿ = 0,11
(m) = 110 (mm)
2.5. Đường kính ống dẫn dung dịch.dung dịch được dẫn từ thùng cao vị đến nồi cô đặc :Gđ = 1500 (Kg/h) = 0,416 (Kg/s), chọn ω = 0,1 (m/s)Tra bảng (I.32, STQTTB T1, 38) ta có khối lượng riêng dung dịch NaCl 20% tại nhiệt độ 250C ρNaCl = 1,145.103 (Kg/m3)
d = √ Vs0.785∗¿
¿ =√ W∗v0.785∗¿
=√ 0,416∗11,145.1030.785∗0,1
¿
¿0,068 (m)=68(mm)
2.6. Đường kính ống dẫn hơi thứ.hơi ở nhiệt độ 99,10C, p = 1 (at) → v = 1,727 (m3/Kg) theo (I.251,STQTTB T1, 314).Chọn ω = 20 (m/s) , Lượng hơi thứ W = 1125 (Kg/h) =0,3 (Kg/s)
dht = √ Vs0.785∗¿
¿ = √ W∗v0.785∗¿
=√0,3∗1,17270.785∗20¿ = 0,18 (m) =
180 (mm)
2.7. Đường kính ống tháo nước ngưng.
xem nhiệt độ của nước ngưng sẽ bằng nhiệt độ của hơi
đốt vào trong buồng đốt, theo bảng(I.5, STQTTB T2,
[68]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
11) ta có:
Nhiệt độ nước ngưng VH2O ( m3/kg)
132,9 1072,7.10-6
- chọn : ω = 0,1 (m/s) (hơi nước bão hòa), coi lưu
lượng khối lượng của nước ngưng xấp xỉ bằng lưu
lượng khối lượng của hơi đốt : D = W = 1125
(Kg/h) = 0,31 (Kg/s) (đã tính toán từ phần công
nghệ
dht = √ Vs0.785∗¿
¿ = √ W∗v0.785∗¿
=√0,3∗1,072,2.10−6
0.785∗0,1¿ = 64
(mm)
Chon d = 60 mm
3. Tính toán thiết kế bình ngưng tụ kiểu ống đứng3.1. Các thông số chính trong thiết bị ngưng tụ. - Đối với tác nhân lạnh : t1đ = 99,10C ; t1c =
400C( tự chọn)
- Đối với môi chất lạnh : t2đ = 250C ; t2c = 350C,
C = 4,182 (J.Kg/độ)
- Lưu lượng của tác nhân lạnh : Gnl = 0,3 ( kg/s) - tải của bình ngưng:
[69]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Q = Gn * Cn (t1d – t1c)
= 1500 * 4,182(99,1 – 40) = 370374,3
(kcal/h) - Lưu lượng nước lạnh cần thiết:
Gn = Qk
(t2c−t2d)Cn= 370374,34,182∗(35−25)
=8865(kgh
)
- Chọn kết cấu của bề mặt truyền nhiệt bình
ngưng là chùm ống trơn bằng thép dài 2m, đường
kính ngoài dng=0,024 m và đường kính trong
dtr=0,02 m.
- Để xác định hệ số tỏa nhiệt về phía nước lạnh
chúng ta sử dụng công thức truyền nhiệt của
màng nước đối với Rem > 2000
Num = 0,02.(Ga.Pr.Rem)1/3- Nhiệt độ trung bình của nước lạnh: Ttb =
25+352 = 30 0C
- Các thông số của nước ở 300C (I.314, STQTTB T1, 135)
λ = 0,064 (w/m.độ) = 0,8007.10-3 (Ns/m2) v = 0,804.10-6 (kg/m3) = 995,68 (kg/m𝝆 3)
[70]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Pr = 5,42 Ga =
g∗H3v3 = 3,7.1019
- Trong đó H= 2 (m) là chiều cao của bình ngưng- Trị số Rem là hàm số của mật độ dòng nhiệt qtr
nhưng qtr chúng ta lại không biết. Cho nên chúng ta phải viết phương trình của Rem dưới dạng:
Rem = 4Γ❑ = 4Gw
¿n❑∗dTr=
4Gw∗H∗qwTr
Qk∗¿=4∗8865∗2∗qwTr
370374,3∗3600∗0,8007.10−3¿
= 0,066qwTr
N = 0,02 * (3,7.1019 * 0,066qwTr * 5,42)1/3 = 279,4.qwTr
Hệ số tỏa nhiệt về phía nước
= n∗¿H =279,4.∗0,604∗qwTr
2=¿¿ 84,3. q1/3
- Mật độ dòng nhiệt về phía nước, chọn tổng trở nhiệt vách ống và các lớp cáu là
∑δii =0,6.10−3(
m2kW )
[71]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Qw.tr = ∆tm−t1w+∑
δii
=30−t
184,3.Q3w.tr
+0,6.10−3
≈ 0,012. q2/3w.tr + 0,6.10-3 qw.tr – 30 + t = 0 (1)
Hệ số tỏa nhiệt của tác nhân lạnh là:
= 0,9434√r∗ρ∗❑3∗gv∗H∗t ∗√dng
dtr∗¿
Các thông số của hơi nước ở tk = 99,10C là R= 419,1(kj/kg) = 0,2825.10-3 (Ns/m2) v = 0,295.10-6 (kg/m3) = 958,4 (kg/m𝝆 3)
- tương tự như trên ta có :
qa.tr = 1292,4* t0,78 = 0 (2)
- kết hợp 1 và 2 ta có hệ phương trình
0,012. q2/3w.tr + 0,6.10-3 qw.tr – 30 + t = 0
qa.tr = 1292,4* t0,78 = 0 Để giải phương trình trên bằng đồ thị, chúng ta cho trước 1 giá trị của qa.tr ,rồi từ phương trình thứ nhất xác định t. Sau đó theo phương trình thứ hai xác định qa.tr với từng giá trị t đã tìm được.
[72]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
qw (w/m2
)
… 18835 18990 18917 19000 20125
t (0C)
… 1,7 1,6 1,63 1,5 1,4
qa (w/m2
)
… 19550 18647 18917 17731 16802
Như vậy ta thu được kết quả là : qtr =18917 (W/m2)diện tích bề mặt truyền nhiệt là:
Ftr = Qk
qtr=370374,3
18917=19,6(m2)
Để xác định kết cấu bình ngưng ta chọn bước ống t = 1,3.dng= 1,3.0,024 = 0,052 (m)Tổng chiều dài đường ống
L = Ftr
¿dtr=
19,63,14∗0,02
=312(m)
- Số ống: n = 0,75(m2-1)+1 - Tổng số ống: n = Ll=
3122
=156(ống)
- Chọn n = 169 ống, m = 15 ống- Đường kính mặt sàng:
D = m.S = 15 .0,0182 =0,273 (m)- Tỉ số giữa chiều dài và đường kính vùng đặt ống:
[73]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
l1D
=7,3
3.2. Tính bề dày của thiết bị ngưng tụ.
chọn vật liệu làm thân buồng đốt là thép crôm –
niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) theo bề dày buồng
đốt chọn vật liệu làm thân buồng đốt là thép crôm –
niken – titan. Mã hiệu 1X18H9T ) theo
(I.125/127/STQTTB T1) và phương pháp chế tạo là dạng
thân hình trụ hàn:
S=Dt.P2[ ]+p
+C,m
Trong đó : Dt - đường kính trong của thiết bị, m
φ - hệ số bền của thành hình trụ theo phương
dọc
C - hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và
dung sai về chiều dày, m
P – áp suất bên trong của thiết bị, N/m2
[σ] - ứng suất cho phép, N/m2
hệ số bổ sung do ăn mòn được xác định theo công thức
sau: (XIII.17, STQTTB T2, 363)
Ứng suất kéo : [k] = ❑k
nk (XIII.1,
[74]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
STQTTB T2, 355)
với: giới hạn bền khi kéo σK = 550.106 (N/m2) (XII.4,
STQTTB T2, 309)
hệ số an toàn theo giới han bền kéo nb = 2,6
(XIII.3, STQTTB T2, 356)
hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB T2,
356)
→ [σK] = 190,38.106 (N/m2)
Ứng suất chảy : [c] = ❑c
nc (XIII.1,
STQTTB T2, 355)
với: giới hạn khi chảy σC = 220.106 (N/m2) (XII.4,
STQTTB T2, 309)
hệ số an toàn theo giới hạn khi chảy nC = 1,5
(XIII.3, STQTTB T2, 356)
hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB
T2, 356)
→ [σC] = 132.106 (N/m2)
- chọn giá trị bé hơn [σC] = 132.106 (N/m2) để
tính bề dày thân hình trụ :,áp suất bên
trong thiết bị: P = Pmt + P1
[75]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
với: P1 - áp suất thủy tĩnh trong phần dưới
của thân thiết bị P1 = ρgH
- tại Pmt = 0,96 (at) và t = 98,10C→ ρ = 956,18
(Kg/m3) (I.251, STQTTB T1, 315)
→ P = 0,96.9,81.104 = 94176 (N/m2)
chọn hệ số bền của thành theo phương dọc – φ =
0,9 (XIII.8, STQTTB T2, 362)
S = [c]p =132.106∗0,9
94176=¿1261,4 > 50 nên có thể bỏ
p ở mẫu số của công thức 1
-Chiều dày của thân là: S = Dt.p2 [c ].
+C =
0,8∗941762∗132.106∗0,9
+¿1,4.10-3
= 1,56.10-3 (m) lấy S = 4 mm
-Kiểm tra ứng suất của thiết bị theo áp suất thử
bằng hơi nước (XIII.26, STQTTB T2, 365)
= [Dt+(S−C )]P02[S−C ]
c1,2
(Nm3
)
với áp suất thử tính toán P0được xác định theo công
[76]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
thức P0 = Pth + P1, (N/m2)
Pth – áp suất thủy lực theo (XIII.5, STQTTB T2, 358)
chọn S = 4 mm
Ta có: : Ptb = 0,96∗9,81.104
106 =0,094( Nm2 )
→ Pth = 1,5.P = 1,5 * 94176 = 141264 (N/m2)
P1 – áp suất thủy tĩnh của nước
P1 = 0 (N/m2)
→ P0 = Pth + P1 = 141264 (N/m2)
= [0,273+(4−1,4 ).10−3 ]1412642 (4−1,4 ).10−3∗0,9
=1,9.106( Nm2 )< ❑
1,2
¿183,33.106( Nm2
)
chọn S = 4 mm
3.3. Đường kính ống dẫn nước vào thiết bị ngưng tụ.
Nước được dẫn từ bơm đến cửa vào của thiết bị ngưng
tụ (biễu diễn trên sơ đồ công nghệ).
W = Gn = 8865 (Kg/h) = 2,46 (Kg/s), chọn ω = 0,1
(m/s)
Tra bảng (I.5, STQTTB T1, 11) ta có khối lượng riêng
nước tại nhiệt độ trung bình 250C có 𝝆H2O = 997,08
[77]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
(kg/m3)
d = √ Vs0.785∗¿
¿ = √ W∗v0.785∗¿
=√ 2,46∗1997,08
0.785∗0,1=0,03 (m)=30(mm)¿
3.4. Đường kính ống tháo nước ra khỏi thiết bị ngưngtụ.Xem như lưu lượng nước vào thiết bị ngưng tụ bằng
lưu lượng nước ra khỏi thiết bị.
W = G’n = 8865 (Kg/h) = 2,46 (Kg/s), chọn ω = 0,1
(m/s)
Tra bảng (I.5, STQTTB T1, 11) ta có khối lượng riêng
nước tại nhiệt độ trung bình 350C có 𝝆H2O = 994,06
(kg/m3)
d = √ Vs0.785∗¿
¿ = √ W∗v0.785∗¿
=√ 2,46∗1994,06
0.785∗0,1=0,031 (m )=31(mm)¿
Chọn d = 30 mm
3.5. Đường kính ống dẫn hơi thứ vào thiết bị ngưng tụ.- Hơi khi vào thiết bị ngưng tụ ở nhiệt độ 98,10C (đã tính toán ở phần công nghệ), p = 0,96 (at) → v = 1,7986 (m3/Kg) theo
[78]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
(I.251,STQTTB T1, 314). - Chọn = 10 (m/s)- lượng hơi thứ đi vào: W = 1125 (kg/h) = 0,3 (kg/s)
d = √ Vs0.785∗¿
¿ = √ W∗v0.785∗¿
=√0,3∗1,79860.785∗10=0,07 (m )=70 (mm)¿
4. Bề dày lớp cách nhiệt. 4.1. Bề dày lớp cách nhiệt ống. để hạn chế quá trình tổn thất nhiệt trong quá trìnhhoặt động của thiết bị, người ta thường dùng lớp cách nhiệt cho thiết bị.
bề dày của lớp cách nhiệt bọc các ống dẫn trong điềukiện cấp nhiệt ra không khí chuyển động tự do, nhiệtđộ môi trường xung quanh khoảng 200C có thể tính theo công thức sau:
δ = 2,8 d21,2∗❑1,35∗t1,3T2
q1,5 (mm) ( V.137, STQTTB T2, 41)
Trong đó: d2 là đường kính ngoài của ống dẫn, chưatính đến lớp cách nhiệt (mm).
là hệ số dẫn nhiệt của chất cách nhiệt,(W/m.độ).
[79]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
tT2 là nhiệt độ mặt ngoài của ống dẫn bằngkim loại, (oC).
q là nhiệt tổn thất tính theo 1 mét chiềudài của ống dẫn, (W/m)
Chọn chất cách nhiệt là amiang có độ ẩm50% (x = 63, y = 17)
4.2. Bề dày lớp cách nhiệt của ống dẫn hơi đốt. q1 - nhiệt tổn thất tra theo bảng (V.7, STQTTB T2, 42). λ - hệ số dẫn nhiệt của chất cách
nhiệt tra theo hình (I.36, STQTTB T2, 129).
(kcal/m.h.0
C)
Chọn dn
(mm)T , 0C q1 (W/m)
0,06 48 132,9 79,44
Tra toán đồ I.36,STQTTB T1,129 , vật liệu amiang cách nhiệt ( x = 63, y = 17 ) có độ ẩm 50% = 0,06 (kcal/m.h.0C) = 0,06* 1000 * 4,18 / 3600 = 0,07 (W/m.độ) kính ngoài của ống dẫn có kích thước 30x4 (mm)
δ = 2,8 d21,2∗❑1,35∗t1,3T2
q1,5 =
[80]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
0,0341,2∗0,071,35∗132,91,3❑79,441,5 =1,08(mm)
chọn δ = 2 mm
4.3. Cách nhiệt cho buồng đốt. - bề dày lớp cách nhiệt cho buồng đốt được
tính theo công thức (VI.66, STQTTB T2, 92) n( tT2 – tkk ) = c
δc ( tT1 – tT2 ) (mm)
Trong đó: αn - hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngoài của lớp cách nhiệt đến không khí n = 9,3 + 0,058tT2 (W/m2.độ)
tT2 - nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệtvề phía không khí vào khoảng 40 ÷ 500C tT1- nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp bề mặt thiết bị (lấy bằng nhiệt độ hơi đốt)
tkk - nhiệt độ không khí0Cλc - hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt,W/m2.độ
- Chọn tT2 = 400C , tT1= 132,9 0C tra bảng (VII.1, STQTTB T2, 97), chọn nhiệt độ không khí tkk = 27,20C- hệ số dẫn nhiệt của vật liệu amiang có độ ẩm 50%,
λc = 0,07 (W/m.độ)
[81]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngoài của lớp cách nhiệt đến không khí:
n = 9,3 + 0,058tT2 = 9,3 + 0,88 * 40 = 31,62 (W/m2.độ)
→ bề dày lớp cách nhiệt:
δ = ❑c(t¿¿T1−tT2)
❑n(tT2−tkk)=0,07(132,9−40)11,62(40−27,2)
=¿¿ 43,72 (mm)
chọn δ = 40 mm
4.4. Cách nhiệt cho buồng bốc.bề dày lớp cách nhiệt cho buồng bốc được tính giống theo công thức buồng đốt (VI.66,STQTTB T2, 92)
n( tT2 – tkk ) = cδc ( tT1 – tT2 ) (mm)
- Chọn tT2 = 400C , tT1= 99,1 0C tra bảng (VII.1, STQTTB T2, 97), chọn nhiệt độ không khí tkk = 27,20C- hệ số dẫn nhiệt của vật liệu amiang có độ ẩm 50%,
λc = 0,07 (W/m.độ)- hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngoài của lớp cách
nhiệt đến không khí: n = 9,3 + 0,058 * 40 = 11,62(W/m2.độ)
→ bề dày lớp cách nhiệt:
[82]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
δ = ❑c(t¿¿T1−tT2)
❑n(tT2−tkk)=0,07 (99,1−40)11,62(40−27,2)
=¿¿ 27,81 (mm)
5. Tính vỉ ống. - Một trong những chi tiết cơ bản của thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm ống là vỉ ốngdùng đểgiữ chặt hai đầu ống. Theo hình dáng chia ra vỉ ống hình tròn, hình chữ nhật, hìnhvành khăn. Phổ biến hơn cả là vỉ ống hình tròn phẳng, hình cầu và hình elip. Vỉ ống chủ yếuđược chế tạo từ phôi tấm ngoài ra có thể đúc, vật liệu làm vỉ ống phảibền và cứng hơn vật liệu làm ống.Chọn cách bố tríống trong vỉ ống theo hình lục giác đều, và chọn vỉ có dạng hình tròn
- Chọn cách bố trí ống vào vỉ theo phương pháphàn.
- Bề dày vĩ ống bằng thép không gỉ ( thép crôm– niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) theo (I.125/127/STQTTB T1) được tính theo công thức (8- 51, Tính toán chi tiết thiết bị hóa chất - Hồ Lê Viên, 182)
h = dn8+5 , (mm)
[83]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Trong đó: h: bề dày vĩ ống (mm) dn: đường kính ống truyên nhiệt (dn = 24 mm)
h = dn8+5=24
8+5=8 , (mm)
- kiểm tra ứng suất uốn trong vỉ của thiết bị trao đổi nhiệt được tính theo công thức sau:
tt = P
3,6(1−0,7 dL )(h2
L )2 ≤ [k ]
[84]
Sơ đồ tính vỉ ống
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Trong đó L = t = 33 mm p là áp suất tính toán lớn nhất ở không gian ngoài ống N/mm2, chọn p = 3 at = 294300 N/m2 = 0,2943 N/mm2 [σK] là ứng suất cho phép của vật liệu làm ống, N/mm2
Ứng suất kéo : [k] = ❑k
nk (XIII.1,
STQTTB T2, 355)
với: giới hạn bền khi kéo σK = 550.106 (N/m2) (XII.4,
STQTTB T2, 309)
hệ số an toàn theo giới han bền kéo nb = 2,6
(XIII.3, STQTTB T2, 356)
hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB T2,
356)
→ [σK] = 190,38.106 (N/m2 )
tt = 294300
3,6(1−0,7 24.10−3
33.10−3 )( 8.10−3
33.10−3 )2
¿686,92.103( Nm2 ) ≤ [σK ]=190,38.106( Nm2 ) Chọn h = 8 m
[85]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
6. Chọn mặt bích. - Mặt bích là bộ phận quan trọng dùng để
nối các phần của thiết bị cũng như nối các bộ phận khác với thiết bị. Công nghệ chế tạo mặt bích phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo mặt bích. Phương pháp nối và áp suất của môi trường.
- Chọn kiểu bích liền, kiểu 1 (bảng XIII.27, STQTTBT2, 417) để nối nắp thân và đáy buồng đốt. Bích liền là bộ phận nối liền với thiết bị loại hàn. Loại bích này chủ yếu dung với áp suất thấp và ápsuất trung bình.
- số liệu mặt bích thể hiện trong bảng sau:
Thiết bị
P.106
(N/m2
)
Dt
(mm)Kích thước ống nối Bu lông
h(mm)
D(mm)
Db
(mm)D1
(mm)Do
(mm)db
(mm)Z
(cái)
Buồng
đốt
0,441
800 930 880 850 811 M20 24 22
Buồng
bốc
0,094
900 1030 980 950 911 M20 24 20
Bích liền bằng kim loại đen để nối các bô phậnthiết bị và ống dẫn:
[86]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Theo bảng XIII.26, STQTTB, T2/409 ta có:
Ốngdẫn
P.106
(N/m2
)
Dy
(mm)
Dn
(mm)
Kích thước ốngnối
Bu lôngh(mm)D
(mm)
Dt
(mm)
D1
(mm)
db
(mm)
Z(cái)
Hơiđốt
441,43
110 108 250 200 170 M22 8 28
Hơithứ
0,094
90 89 185 150 128 M16 4 14
Hơidungdịch
0,094
68 76 160 130 4110
M12 4 14
7. Chọn tai treo.Tai treo (tai đỡ) là bộ phận dùng để giữ thiết bị vào một vị trí nhất định trong quá trình hoặtđộng. Kích thước và hình dáng của tai đỡ phụ thuộc vào cácyếu tố như: Đặc tính của tải trọng (tĩnh hay động), vào vật liệu làm thiết bị, vào trọng lượng thiết bị…
Tai treo cho thiết bị: chọn 4 tai treo được làm bằngvật liệu là thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) gắn ở buồng đốt. Vị trí gắn tai treo sẽ lấy bằng 2/3 của chiều cao buồng đốt
[87]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Htt = 23hbđ=
23∗150=100(cm)
7.1. Tai treo cho thiết bị.
- ta có 𝝆thép không gỉ = 7900 (kg/m3) theo Bảng XII.7,
STQTTB T2, 313
- tải trọng tác dụng lên một tai treo là: Q =G∗9,81
4(N)
7.2. Thể tích các bộ phận thiết bị.7.2.1. Thể tích thép làm ống truyền nhiệt.
Vtn = ¿H4
[n (d2n−d2t )+(D2
th,n−D2th,t)]
= 3,14∗1,54 [169 (0,0442−0,042)+(0,1632−0,1592 ) ] ¿0,019(m3)
- với: dn , dt : đường kính ngoài và trong của các
ống truyền nhiệt, m.
- Dth,n, Dth,t : đường kính ngoài và trong của ống
tuần hoàn, m.
[88]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- H : chiều cao của các ống truyền
7.2.2. Thể tích thép làm buồng đốt
Vtn = ¿H4 (D2
d,n–D2d,t )=
3,14∗1,54
(0,8082−0,82 )
¿0,015(m3)
với: H : chiều cao buồng bốc ( bằng chiều cao các ống truyền nhiệt ) Dd,n, Dd,t : đường kính ngoài và trong của buồng bốc.7.2.4. Khối lượng thép làm đáy nón.
Đáy của thiết bị cô đặc có dạng hình nón có gờ, góc ở đáy 600 với các thông sốDt = 800 mm, H = 540 mm, S = 4 mm theo bảng XIII.21, STQTTB T2, 394 ta được khối lượng của đáy hình nón: m = 44.1,01 = 44,4 (Kg)
7.2.5. Khối lượng thép làm nắp buồng bốc. Nắp của thiết bị cô đặc có dạng hình elip có gờ, góc ở đáy 600 với các thông số Dt = 800 mm , ht =200 mm, S = 4mm theo bảng XIII.10, STQTTB T2, 384ta được khối lượng của nắp hình elip: m = 24,2.1,01 = 24,4 (Kg)
7.2.6. Thể tích thép làm vỉ ống.- Thể tích thép làm vỉ ống bao gồm cả 2 bích.- tổng diện tích các lỗ:
[89]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Vtn = ¿n∗d2tr,n
4+¿D2
th
4 = 3,14∗169 (24.10−3 )2
4+3,14∗(163.10−3 )2
4 = 0,097 m2
- diện tích vỉ: S’ = ¿d24 =
0,82
4 =0,502(m2)
- diện tích còn lại: ∆S = S’ – S = 0,502 – 0,097 = 0,405 ( m2)
- thể tích vỉ: Vvỉ = h * ∆S = 0,008 * 0,405 = 3,24.103 ( m3)
8. Tính toán thiết bi phụ 8.1. Vị trí đặt bồn cao vị.
- chiều cao bồn cao vị được đặt ở độ cao sao cho
thắng được trở lực các đường ống để cấp dung dịch
cho thiết bị cô đặc.
- phương trình bernuli cho 2 mặt cắt là thùng
cao vị và vị trí nhập liệu trên nồi cô đặc:
Z1 + P1γ +12
2g+H=¿ Z2 + P2γ +
22
2g+h1−2
- chọn p1 = 1,5 at, p2 = 1at, ω1 = ω2
- khối lượng riêng của nước tại nhiệt độ 250C, ρ =
997,08 (Kg/m3) theo bảng (I.5, STQTTB T1, 11). độ
nhớt μH2O = 0,8937.10-3 (N.s.m2) (I.102,STQTTB T1,
94).[90]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- chọn chiều cao từ cửa vào để dẫn dung dịch của
thiết bị cô đặc: Z2 = 1,5 m
Đường kính ống dẫn dung dịch vào nồi cô đặc : d = 68
mm
- Vận tốc dòng chảy trong ống: = 4Gđ¿d2∗ρ =
4∗0,33,14∗(68.10−3 )2∗997,08
=0,11(ms )- Chuẩn số Reynolds: Re = ¿dtd∗ρ
❑ =
0,11∗68.10−3∗997,080,8937.10−3 = 2108,6 < 2320
lưu chất chảy tầng hệ số ma sát: = Aℜ
với: A - hệ số phụ thuộc vào bảng ( II.10, STQTTBT2, 378 )
→ A = 64 = Aℜ=
A642108,6
=0,03
- tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu
+ van + ra dựa theo bảng II.16, STQTTB T1, 382, ta có:
- hệ số trở lực khi gặp đoạn cong 900 (có 1 đoạn) →
khuỷu = 1
- hệ số trở lực khi gặp van 1 côn trong ống tròn [91]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
(II.16, STQTTB T1, 397)
→ van = 5,47
- Hệ số trở lực khi lưu chất vào và ra khỏi ống có đặt các lưới kim loại để ngăn các cặn bẩn:theobảng (II.16, STQTTB T1, 383) → vào = ra = 0.a
0 :là giá trị phụ thuộc vào tổng bề mặt của lỗ lưới F0 và bề mặt mặt cắt ngang của ống FT.
- chọn tỉ lệ F0FT
=0,60 = 0,97 , Re = 139,45
a = 1,153
vào = 0,97 * 1,153 = 1,118
- Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu
+ van + ra = 1,118 + 1 + 5,47 = 8,706
- Chọn chiều dài ống từ bồn cao vị đến nồi cô đặc: l= 2 m
H1-2 = v2
2g (ld+∑) = 0,1262
2∗9,81 (0,03 268.10−3+8,706)=0,0077(m)
- Chiều cao từ mặt thoáng thùng cao vị xuống đất:
Z1 + P1γ +12
2g+H=¿ Z2 + P2γ +
22
2g+h1−2
[92]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Z1 = 1,5 (2−1)∗9,81.104
997,08∗9,81 + 0,0077 = 6,83 (m)
Chọn Z1 = 6,5 (m)
8.2. Chọn bơm.8.2.1. Bơm dung dịch.chọn bơm ly tâm với chiều cao hút của bơm là 0,8 (m) và chiều cao đẩy của bơm đến bồn cao vị là 6,5 (m) , vậy công suất của bơm là:
N = H∗Q∗ρ∗g1000∗η(kw ) theo (II.189, STQTTB T1,
439)
Trong đó : Q – năng suất của bơm, m3/s ρ – khối lượng riêng của chất lỏng, Kg/m3
H – áp suất toàn phần của bơm, m g – gia tốc trong trường, m/s2
η - hiệu suất chung của bơm, (η = 0,72 ÷ 0,93)
- chọn hiệu suất chung của bơm – η = 0,8 - áp suất toàn phần H = Hm + H0 + Hc (m) với : Hm : áp suất tiêu tốn để thắng trở lực trên đường hút và đẩy
[93]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Hc = (P2−P1)ρ∗g chênh lệch áp suất ở áp
suất ở hai mặt thoáng
H0 = Z2 – Z1 : chiều cao hình học
- chọn η = 0,8, khối lượng riêng của nước tại nhiệt
độ 250C, ρ = 997,08 (Kg/m3) theo bảng (I.5,
STQTTB T2, 11). độ nhớt μH2O = 0,8937.10-3
(N.s.m2)(I.102,STQTTB T1, 94).
- Xem vận tốc ống hút bằng vận tốc ống đẩy (ω1 = ω2
= 0,1 (m/s)) → bỏ qua sự chênh lệch vận tốc giữa
ống hút và ống đẩy
- Lưu lượng của bơm : Q = ¿d24 ∗¿ = 3,14∗(68.10−3 )2
4∗0,1
= 3,6.10−4(m3
s )
- Chọn P2 = 1,5 at và P1 = 1 at chọn Z2 = 6,5 (m), Z1= 0,6 (m)
Hc =(P2−P1 )ρ∗g
= (1,5−1 )∗9,81.104
997,08∗9,81=5,01 (m )
[94]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Hm = (ld+∑)∗❑2
2g,(m)
với : λ - hệ số trở lực ma sát của dung dịch khi
chảy trong ống
l - chiều dài mạng ống mà dung dịch đi qua, m
d - đường kính của ống dẫn dung dịch , m
ξ - trở lực cục bộ ống dẫn.
ω - vận tốc của dung dịch , m
chọn dhút = dđẩy = 68 mm- Chuẩn số Reynolds: Re = ¿dtd∗ρ
❑ =
0,1∗68.10−3∗997,080,8937.10−3 = 2789,19
2320 < Re < 4000 lưu chất chảy quá độ- Hệ số ma sát được xác định theo công thức thực nghiệm của Baraziut (II.59, STQTTB T1, 378) λ = 0,3164/Re0,25 =0,3164/2789,190,25 = 0,0435
- Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu + van + ra
dựa theo bảng II.16, STQTTB T1, 382, ta có: - hệ số trở lực khi gặp đoạn cong 900 (có 1 đoạn) →
khuỷu = 1* 2 = 2
- hệ số trở lực khi gặp van 1 côn trong ống tròn [95]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
(II.16, STQTTB T1, 397) → van = 5,47
- Hệ số trở lực khi lưu chất vào và ra khỏi
ống có đặt các lưới kim loại để ngăn các cặn
bẩn:theo bảng (II.16, STQTTB T1, 383) → vào = ra =
0.a
0 :là giá trị phụ thuộc vào tổng bề mặt của lỗ
lưới F0 và bề mặt mặt cắt ngang của ống FT.
- chọn tỉ lệ F0FT
=0,60 = 0,97 , Re = 139,45
a = 1,153
vào = 0,97 * 1,153 = 1,118
- Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu
+ van + ra = 1,118 + 2 + 5,47 = 9,706
Hm =
(ld+∑)∗❑2
2g=(0,0435∗6,568.10−3 +9,706) 0,12
2∗9,81=0,01(m)
- Áp suất toàn phần của bơm: H = Z2 – Z1 + Hm + Hc = 6,5 – 0,6 + 5,01 + 0,01 = 10,92(m)
[96]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- công suất của bơm là :
N =H∗Q∗ρ∗g1000∗η =
10,92∗3,6.10−4∗977,08∗9,811000∗0,8 =0,047(kw )
- Công suất của động cơ điện:
Ndc = N
ηtr∗ηdc
(Kw)
- với: ηtr là hiệu suất truyền động, chọn ηtr = 0,9ηđc là hiệu suất động cơ điện dựa theo bảng II.32, STQTTB, T1, 439 chọn hiệu suất động cơđiện đối với bơm li tâm ηđc = 0,9
Ndc = N
ηtr∗ηdc
=0,047
0,9∗0,9=0,058(Kw)
- thường người ta chọn động cơ điện có công suất
lớn hơn so với công suất tính toán
Nlt = * Ndc (với =1,5 hệ số dự trữ công suất
theo II.33, STQTTB, T1, 440)
- vậy:
Nlt = * Ndc = 1,5 * 0,058 = 0,087 (kw)
8.2.2. Bơm cung cấp nước cho thiết bị ngưng tụ gián tiếp. - công suất của bơm là
[97]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
N = H∗Q∗ρ∗g1000∗η(kw ) theo (II.189, STQTTB T1,
439)
Trong đó : Q – năng suất của bơm, m3/s ρ – khối lượng riêng của chất lỏng, Kg/m3
H – áp suất toàn phần của bơm, m g – gia tốc trong trường, m/s2
η - hiệu suất chung của bơm, (η = 0,72 ÷ 0,93)
- chọn η = 0,8, khối lượng riêng của nước tại nhiệt
độ 250C, ρ = 997,08 (Kg/m3) theo bảng (I.5,
STQTTB T2, 11). độ nhớt μH2O = 0,8937.10-3
(N.s.m2)(I.102,STQTTB T1, 94).
- Chọn nước cấp lạnh cho thiết bị: G = 8868 (kg/h)
= 2,46 (kg/s)
- Năng suất của bơm Q = Gρ = 2,46977,08
=2,5.10−3(m3
s )
- phương trình bernuli cho 2 mặt cắt là thùng
cao vị và vị trí nhập liệu trên nồi cô đặc:
Z1 + P1γ +12
2g+H=¿ Z2 + P2γ +
22
2g+h1−2
- chọn p1 = 1at, p2 = 0,96 at, ω1 = ω2
- Chọn chiều cao từ mặt thoáng bể nước xuống [98]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
đất là : Z1 = 0,6 (m)
- chọn chiều cao từ cửa vào để dẫn dung dịch của
thiết bị cô đặc: Z2 = 1m
Đường kính ống dẫn dung dịch vào nồi cô đặc : d = 68
mm
- Vận tốc dòng chảy trong ống: = 4Q¿d2 =
4∗2,5.10−3
3,14∗(68.10−3 )2=0,688(ms )
- Chuẩn số Reynolds: Re = ¿dtd∗ρ❑
=0,688∗68.10−3∗997,08
0,8937.10−3 = 5578,38 > 4000
lưu chất chảy xoáy, Hệ số ma sát được xác định theo công thức :
1√❑
=−2lg[(6,81ℜ )0,9
+∆
3,7 ] ( II.65, STQTTTB T1, 380)
- với Δ : độ nhám tương đối được xác định theo côngthức
∆ = ❑dtd
=0,268 = 2,9.10
-3
- với: ε : độ nhám tuyệt đối theo bảng II.15,
[99]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
STQTTB T1, 381 → ε = 0,2 (mm)
1√❑
=−2lg[(6,81ℜ )0,9
+∆
3,7 ] =−2lg [( 6,81
5578,38 )0,9
+2,9.10−3
3,7 ] = 4,684 = 0,046
- Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu
+ van + ra dựa theo bảng II.16, STQTTB T1, 382, ta có:
- hệ số trở lực khi gặp đoạn cong 900 (có 1 đoạn) →
khuỷu = 1* 2 = 2
- hệ số trở lực khi gặp van 1 côn trong ống tròn
(II.16, STQTTB T1, 397) → van = 5,47
- Hệ số trở lực khi lưu chất vào và ra khỏi
ống có đặt các lưới kim loại để ngăn các cặn
bẩn:theo bảng (II.16, STQTTB T1, 383) → vào = ra =
0.a
0 :là giá trị phụ thuộc vào tổng bề mặt của lỗ
lưới F0 và bề mặt mặt cắt ngang của ống FT.
- chọn tỉ lệ F0FT
=0,60 = 0,97 , Re = 139,45
[100]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
a = 1,153
vào = 0,97 * 1,153 = 1,118
- Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu
+ van + ra = 1,118 + 2 + 5,47 = 9,706
- Chọn chiều dài ống từ bồn cao vị đến nồi cô đặc: l= 2 m
H1-2 = v2
2g (ld+∑) = 0,22
2∗9,81 (0,046 268.10−3+9,706)=0,025(m)
- Cột áp của bơm là :
H = (Z2 – Z1) + 1γ (P2 –P1) + h1-2 = (1 – 0,6) +
(0,96−1)∗9,81.104977,08∗9,81
+0,025 = 0,024 (m)
- công suất của bơm là :
N =H∗Q∗ρ∗g1000∗η =
0,024∗2,5.10−3∗977,08∗9,811000∗0,8
=7,1.10−4(kw)
- Công suất của động cơ điện:
Ndc = N
ηtr∗ηdc
(Kw)
[101]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
- với: ηtr là hiệu suất truyền động, chọn ηtr = 0,9ηđc là hiệu suất động cơ điện dựa theo bảng II.32, STQTTB, T1, 439 chọn hiệu suất động cơđiện đối với bơm li tâm ηđc = 0,9
Ndc = N
ηtr∗ηdc=7,1.10−4
0,9∗0,9=8,87.10−4(Kw )
- thường người ta chọn động cơ điện có công suất
lớn hơn so với công suất tính toán
Nlt = * Ndc (với =1,5 hệ số dự trữ công suất
theo II.33, STQTTB, T1, 440)
- vậy:
Nlt = * Ndc = 1,5 * 8,87.10-4 = 1,33.10-3
(kw) = 1,33 (w)
[102]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Kết Luận
Qua quá trình tính toán công nghệ ta thấy có rất nhiều khó khăn phát sinh gây cản trở đến việc tốiưu hóa cho quy trình công nghệ. Chẳng hạn như nhiệt lượng tổn thất, các tính toán về kết cấu của thiết bị, các hệ số trở lực đường ống… Tuy nhiên, việc thực hiện trong quá trình tính toán công nghệ trong đồ án chỉ dựa trên các số liệu sách vở cho nên các thông số có được cần dựa theochuẩn thực tế để hình thành sản phẩm. Một yếu tố khác đóng một phần rất quan trọng đó là kinh nghiệm ngoài thực tế sản xuất. Mặt khác thiết bị sau khi được thiết kế cần bảo đảm về nguyên lí hoặt động cũng như giá thành không được quá cao, không quá sai biệt so với thực tế và đạt được hiệu quả mong muốn, hoặt động tốt trong sản xuất công nghiệp.
Trong quá trình thực hiện nhóm gửi lời cảm ơn đếncác thầy cô trong tổ bộ môn Máy - Thiết bị, thầy hướng dẫn Thầy Lê Đức Trung đã chỉ bảo và hướng dẫn tận tình cũng như giới thiệu những tài liệu tham khảo vô cùng bổ ích để nhóm có thể hoàn thành đồ án môn học.
[103]
Đồ án môn học: GVHD:Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Thầy Lê Đức Trung
Tài Liệu Tham Khảo
[1] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, năm 2006.
[2] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, năm 2006.
[3] Phạm Văn Bôn, Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học tập 10, Trường đại học bách khoa TP. HCM.
[4] Phạm Văn Bôn, Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học tập 5, Trường đại học bách khoa TP. HCM.
[5] Nguyễn Bin. Các quá trình và thiết bị trong côngnghệ hóa chất và thực phẩm, tập 1, Các quá trình thủy lực, bơm, quạt, máy nén, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội , 2004.
[6] Lý Ngọc Minh, Quá trình và thiết bị truyền nhiệt, Trường đại học công nghiệp TP. HCM, 2006.
[7] Phạm Xuân Toản, Các quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, tập 3 – Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội.
[105]