TÍNH TOÁN
Sơ đồ không gian
Đối với bể kẽm nóng (B)
Chọn B1 là nhánh bất lợi nhất Ở nhánh B1, và B2 thì tuyến ống 1 ở mổi nhánh sẽ là đoạn bất lợi nhất.
Bể có chiều dài 20000mm và được thiết kế với mỗi chụp hút dài 1000mm Trên mỗi thành của bể kẽm nóng, chúng ta bố trí 20 chụp hút, dẫn đến tổng số chụp hút của bể là 40 chụp.
Chọn tuyến ống 1 là tuyến ống bất lợi nhất.
Do 2 bể HCl được bố trí gần nhau nên nhóm thiết kế đường ống hút được bố trí ở giữa 2 bể để hút cùng lúc hơi axit từ 2 bể.
Mỗi bể có chiều dài 20.000mm và được thiết kế với 20 chụp hút dài 1.000mm trên thành bể Đồng thời, trên thành bể đối diện, cũng sẽ được bố trí 20 chụp thổi.
Cả hệ thống thì nhánh B 1 là tuyến ống bất lợi nhất.
Tính toán chụp hút, chup thổi
Thiết kế chụp hút và chụp thổi có kích thước bằng nhau
Thiết kế chụp hút có 1 khe
Chiều rộng mỗi khe 40mm
Chiều rộng chụp là 400mm
Chiều cao tổng của chụp hút là 140mm.
Tính toán lưu lượng chụp hút, chụp thổi đối với bể HCl
(Chụp hút trên thành, thổi một bên, hút một bên)
II.3.1 Chiều rộng khe thổi
Chiều rộng khe thổi b1 = 0.01- 0.03 Chọn b1= 0.02
II.3.2 Chiều cao tối thiểu h của khe thổi từ bề mặt dung dịch b1/B = 0.02/1.5 = 0.01
= 0 0 (theo bảng 4.16, trang 109, Sách thiết kế thông gió công nghiệp)
Trong đó: b1: chiều rộng khe thổi
B: chiều rộng bể h: chiều co tối thiểu của khe thổi từ bề mặt dung dịch
II.3.4 Vận tốc nhỏ nhất trên trục luồng tại tiết diện cách miệng thổi một đoạn x=B v min = c t ¿ h : Chiều co tối thiểu của khe thổi từ bề mặt dung dịch
Ct là hệ số phụ thuộc nhiệt độ dung dịch trong bể
Với nhiệt độ khoảng 28-30 0 C thì ct = 2
(trang 109, sách thiết kế thông gió công nghiệp) v min =2√ 3 0.43 /1.5=1.32 m / s
II.3.7 Lưu lượng hút và thổi của mỗi chụp trên bể
Chọn 20 chụp hút trên thành bể
Chọn 20 chụp thổi trên thành bể
Tính toán lưu lượng chụp hút đối với bể kẽm nóng
II.4.1 Lưu lượng khe hút
Btt- chiều rộng tính toán, m l- chiều dài tính toán của 1 chụp hút,m
Htt – khoảng cách từ mặt dung dịch đến tâm khe hút,m
II.4.2 Lưu lượng hút của 1 chụp trên bể kẽm nóng
Hệ số kt phản ánh hiệu số giữa nhiệt độ dung dịch và nhiệt độ không khí trong phòng, trong khi hệ số kđ thể hiện độ độc của chất tỏa ra từ dung dịch.
Kt= 1.55 (Bảng 4.7, trang 92, Sách thiết kế thông gió công nghiệp)
Kđ = 0.5, theo Phụ lục 4.1, trang 272 của Sách thiết kế thông gió công nghiệp, bao gồm các hệ số k1, k2, k3, và k4 Hệ số k1 phản ánh cấu tạo của chụp, k2 liên quan đến sự hòa trộn không khí trong bể, k3 thể hiện sự phủ kín bề mặt bốc hơi của dung dịch bằng vật nổi, và k4 liên quan đến lớp tạo bọt.
Ta chọn k3, k4 =1 do bể được nhúng sắt liên tục nên trên bề mặt dung dịch không có suất hiện vật nổi và lớp tạo bọt.
(Bảng 4.8, trang 92, Sách thiết kế thông gió công nghiệp)
II.4.3 Tổng lưu lượng hút trên bể mạ kẽm
Chọn 20 chụp hút trên mỗi thành bể có 40 chụp hút
TÍNH TOÁN THỦY LỰC
Trình tự tính toán chụp hút và chụp thổi
Xác định tuyến ống bất lợi nhất là tuyến ống xa nhất của một nhánh
Tính toán lưu lượng của mổi chụp (chương II)
Chọn vận tốc khí trong ống phải đảm bảo dao động trong khoảng 15 – 19m/s
Tính toán đường kính ống dẫn khí dựa vào công thức: L = 3600..d 2 v/4
Dựa vào đường kính và vận tốc trên ta tra được thông số R
(Theo phục lục 3 – Sách kỹ thuật thống gió - Trang 380)
Tùy theo cách thiết kế ta sẽ có số lượng van, co ở mổi tuyến ống Dựa vào phụ lục
4 ta sẽ xác định hệ số .
(Theo phục lục 4 – Sách kỹ thuật thống gió - Trang 380)
Tổn thất áp suất trên đường ống của chụp thổi và chụp hút
Tổn thất áp suất trên đường ống của chụp thổi và chụp hút được tính theo công thức sau:
Trong đó: o Pms : tổn thất áp suất ma sát (Pa). o Pcb : tổn thất áp suất cục bộ (Pa).
Với: o R: tổn thất áp suất ma sát riêng o l: chiều dài đoạn ống (m). o n: hệ số điều chỉnh (0,92÷0,98). o : hệ số điều chỉnh theo độ nhám (0,9÷0,98)
Pủ = v 2 /2g o : khối lượng riêng của không khí ( = 1,24kg/m 3 ) o v: vận tốc chuyển động của không khí (m/s). o g : gia tốc trọng trường của không khí g = 9.81(kg.m/s 2 ).
Tính toán thủy lực cho từng đoạn ống sẽ được thể hiện trong các bảng tổng hợp sau.
Tính toán thủy lực
III.2.1 Tính toán thủy lực cho bể HCl
Lưu lượng không khí tại điểm A1 đạt 1336 m³/h với vận tốc 14.6 m/s, dẫn đến đường kính ống dA1 là 180 mm Theo công thức tính lưu lượng, tổn thất áp suất ma sát riêng tại điểm A1 là 1.4 Pa, được xác định dựa trên tài liệu kỹ thuật thống gió.
Lưu lượng LA2 được xác định là 2672 m³/h, với vận tốc vA2 là 15.1 m/s Từ các thông số này, đường kính dA2 được tính toán là 250 mm, dựa trên công thức lưu lượng L = 3600 × (d² × v)/4 Ngoài ra, tổn thất áp suất ma sát riêng RA2 là 0.988 Pa, theo tài liệu trong sách kỹ thuật thống gió trang 380.
Dựa vào trình tự tính toán các đoạn từ 3 – 21 được tính tương tự như đoạn 1, 2 Ta có được các thông số tính toán được thể hiện trong bảng sau:
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KHÍ ĐỘNG CỦA CHỤP HÚT BỂ HCl (NHÁNH A)
Tên đoạn ống l(m) L(m3/h) v(m/s) d(mm) R P đ ξ ∆Pcb ∆Pms ∆P
III.2.2 Tính toán thủy lực cho bể kẽm nóng
Nhánh B bao gồm B1 và B2, nhưng do cách đặt chụp hút hai bên thành, lưu lượng mỗi chụp trên B1 sẽ bằng lưu lượng mỗi chụp trên B2 Khi so sánh tính bất lợi giữa hai nhánh, nhóm đã chọn B1 là bất lợi hơn B2 để thuận tiện cho quá trình tính toán.
Lưu lượng LB1 đạt 3122 m³/h với vận tốc vB1 là 17.7 m/s, dẫn đến đường kính ống dB1 được tính toán là 250 mm Tổn thất áp suất ma sát riêng RB1 được xác định là 1.34 Pa, theo thông tin trong phụ lục 3 của sách kỹ thuật thống gió.
Lưu lượng LB2 được xác định là 6244 m³/h với vận tốc vB2 đạt 17.5 m/s Từ đó, đường kính dB2 được tính toán là 355 mm theo công thức lưu lượng L = 3600 * (d² * v)/4 Đồng thời, tổn thất áp suất ma sát riêng RB2 là 0.844 Pa, như được ghi trong phụ lục 3 của sách kỹ thuật thống gió, trang 380.
Dựa vào trình tự tính toán các đoạn từ 3 – 21 được tính tương tự như đoạn 1, 2 Ta có được các thông số tính toán được thể hiện trong bảng sau:
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KHÍ ĐỘNG CỦA CHỤP HÚT BỂ HCl (NHÁNH B 1 và B 2 )
Tên đoạn ống l(m) L(m3/h) v(m/s) d(mm) R P đ ξ ∆Pcb ∆Pms ∆P
Tính toán tổn thất cục bộ
III.3.1 Tính toán tổn thất cục bộ cho bể HCl (Nhánh A)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
III.3.2 Tính toán tổn thất cục bộ cho bể kẽm nóng (Nhánh B 1 và B 2 )
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 3
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – Sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
Tính toán thủy lực chụp hút
Nhánh C: (gồm có C1 và C2 tuy nhiên do đặt chụp hút 2 bên thành nên lưu lượng mổi chụp trên C1 sẽ bằng lưu lượng mổi chụp trên C2)
Lưu lượng của hệ thống là LC1 = 397 m³/h với vận tốc vC1 = 14 m/s, dẫn đến đường kính ống dC1 = 100 mm, tính theo công thức lưu lượng L = 3600 × d² × v/4 Tổn thất áp suất ma sát riêng tại điểm này là RC1 = 2.69 Pa, theo tài liệu trong phụ lục 3 của sách kỹ thuật thống gió.
Lưu lượng tại điểm C2 là 794 m³/h với vận tốc 18 m/s, dẫn đến đường kính ống C2 được tính toán là 125 mm Tổn thất áp suất ma sát riêng tại điểm này là 3.28 Pa, theo thông tin từ phụ lục 3 trong sách kỹ thuật thống gió.
Dựa vào trình tự tính toán các đoạn từ 3 – 21 được tính tương tự như đoạn 1, 2 Ta có được các thông số tính toán được thể hiện trong bảng sau:
KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KHÍ ĐỘNG CỦA CHỤP HÚT BỂ HCl (NHÁNH C 1 và C 2 )
Tên đoạn l(m) L(m3/ h) v(m/s) d(mm) R P đ ξ ∆Pcb ∆Pms ∆P
III.4.2 Tính toán tổn thất cục bộ cho bể HCl ( Nhánh C 1 và C 2 )
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 404)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
(Tra phụ lục 4 – sách kỹ thuật thông gió – trang 396)
Kiểm tra cân bằng nút
Kiểm tra nút cân bằng tại điểm J
Tổng tổn thất đoạn ống từ A – J sẽ bằng
Tổng tổn thất đoạn ống từ B –J sẽ bằng
Như vậy chênh lệch trở lực tại J là:
Vì thế, cần đặt van điều chỉnh. Đối với chụp thổi
Kiểm tra nút cân bằng tại điểm I.
Vì 2 nhánh C1 và C2 cùng thổi 2 bể HCl có kích thước bể và số lượng chụp thổi như nhau nên tại điểm cân bằng I trở lực luôn luôn đảm bảo
