Bài tập 2 cơ sở tính toán thiết kế thiết bị hóa học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM BÀI TẬP 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ HÓA HỌC MSMH CH3349 Sinh viên Nguyễn Hoàng Trung MSSV 2014883 Lớp A01 Thời gian 03/05/2023 GVHD Hoàng Minh[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI

BÀI TẬP SỐ 2

BÀI LÀM

1 Chọn vật liệu

Thiết bị làm việc trong môi trường muối NaCl có tính ăn mòn nên:

2.1 Thân buồng bốc hơi thiết bị chịu áp suất ngoài

2= 2+ + + =7.66+1+1.34=10Kiểm tra:

2.2 Nắp buồng bốc hơi thiết bị chịu áp suất ngoài

2.3 Buồng đốt chịu áp suất trong

2.4 Đáy thiết bị chịu áp suất trong

Vì Dn≈Dt của thiết bị nên ta chọn mặt bích theo tiêu chuẩn

3.1 Mặt bích 6

Chọn vật liệu làm mặt bích 6 là thép CT3

Chọn vật liệu làm đệm là thép X18H9T có bề dày 3 mm

các kích thước của mặt bích liền:

các kích thước của mặt bích liền:

Chọn vật liệu làm đệm là thép X18H9T có bề dày 3 mm.

các kích thước của mặt bích liền:

Sử dụng vỉ ống làm mặt bích cho buồng đốt (ứng với mặt bích 7 và 8)

Đường kính ngoài vỉ ống = đường kích ngoài mặt bích = 1140 mm

Chọn vỉ ống hình tròn phẳng và vật liệu làm vỉ ống là thép không gỉ X18H10T, bố trí theo hình

tam giác đều, chọn bề dày ống là 2 mm

Tổng số ống theo cách sắp xếp này: 187 ống

o

h 1 = K × Dt 2 × √ [σ u ]

Với ứng suất cho phép tiêu chuẩn của thép hợp kim X18H10T ở 150 o C là [ ] ∗ = 138 N/mm 2 và K

h = K × Dt 2 × √ [σ u ] × φ o

5.1 Tăng cứng cho lỗ ở nắp buồng bốc hơi có d 1 = 300 mm

Suy ra lỗ ở nắp buồng bốc hơi không cần tăng cứng

5.2 Tăng cứng cho lỗ ở đáy thiết bị có d 4 = 50 mm

Khối lượng riêng của thép X18H10T: ρ X18H10T = 7.98 g/cm 3 = 7980 kg/m 3

Thể tích nắp chưa bao gồm bề dày:

V nắp1 =πh61 (h 1 + 3r 2 )Với r = Dt1/2 = 1 m

→ V =

π×0.4

nắp1

Bộ phận nối buồng bốc và buồng đốt (gọi tắt là X) có dạng hình nón cụt

Thể tích chưa bao gồm bề dày:

1

V X1 = 3 π(R 2 + r 2 + Rr)h 3Với R = Dt1/2 = 1 m và r = Dt2/2 = 0.5 m

1

→ V X1 = 3 π(1 2 + 0.5 2 + 1 × 0.5) × 0.4 = 0.733 m 3Thể tích bao gồm bề dày:

V X2 =1 π(R ′2 + r ′2 + R ′ r ′ )h 3

Với R’ = (Dt1 + 0.02)/2 = 1.01 m và r’ = (Dt2 + 0.02)/2 = 0.51 m (0.01 m là bề dày của X)

1

→ VX2 = 3 π(1.012 + 0.512 + 1.01 × 0.51) × 0.4 = 0.752 m3Thể tích cần tìm:

Thể tích đáy chưa bao gồm bề dày:

V đáy1 =πh65 (h 5 + 3r 2 )Với r = Dt2/2 = 0.5 m

6

Thể tích đáy cần tìm:

Khối lượng đáy cần tìm:

Hơi nước đi bên ngoài ống để đun sôi dung dịch NaCl trong ống có khối lượng riêng: ρm hơi = 916.7 kg/m3

+ Khối lượng 1 tai treo: 2 kg

Khối lượng thiết bị chủ yếu tập trung ở phần thân vì vậy ta đặt tai treo ở thân theo cách sắp xếp 4 tai treo trên cùng một mặt phẳng và cách đều nhau Vị trí tai treo nằm ở 2/3 chiều cao thân = 23 × ℎ 4 = 23 × 2000= 1333.3 mm.

 Bề dày gân tai đỡ:

3 Bộ phận nối buồng bốc hơi và buồng đốt

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Hồ Lê Viên.(2006) Tính toán, thiết kế các chi tiết thiết bị hóa chất và dầu khí.

NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.

2 (2006) Sổ tay Quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất NXB Khoa học và

Kỹ thuật Hà Nội.