ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CÔ ĐẶC HỆ 3 NỒI CHÂN KHÔNG LIÊN TỤC SỮA CÓ ĐƯỜNG doc

Hàm lượng vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt: do quá trình cô đặc sữa diễn ra ở nhiệt độ thấp 65 – 700C nên sẽ hoạt hoá các bào tử trong sữa và làm cho chúng nảy mầm, đồng thời các

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH CÔ ĐẶC HỆ 3 NỒI CHÂN KHÔNG LIÊN TỤC SỮA CÓ

ĐƯỜNG

CHƯƠNG 1: 4

I NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN 4

II LỰA CHỌN THIẾT BỊ 4

1 Khái niệm 4

2 Sơ lược về nguyên liệu: 4

3 Thành phần hoá học của 1 lít sữa bò 5

4 Phân loại thiết bị cô đặc 6

5 Lựa chọn thiết bị cô đặc 6

III QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 7

1 Sữa tươi nguyên liệu 8

2 Gia nhiệt sơ bộ 8

3 Thanh trùng 8

4 Cô đặc 8

5 Làm lạnh 10

6 Thành phẩm 11

CHƯƠNG 2: 12

I SƠ LƯỢC VỀ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 12

II CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 12

1 Cân bằng vật chất 13

2 Xác định áp suất và nhiệt độ mỗi nồi 14

3 Xác định tổn thất nhiệt độ hệ thống 15

3.1 Tổn thất do nồng độ ( ’) 15

3.2 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh ( ’’) 16

3.3 Tổn thất nhiệt độ do trở lực thuỷ học trên đường ống ( ’’’) 16

3.4 Tổn thất chung cho toàn hệ thống 16

3.5 Xác định hiệu số nhiệt độ hữu ích từng nồi 16

4 Tính nhiệt lượng riêng, nhiệt dung riêng 16

4.1 Nhiệt lượng riêng 16

4.2 Nhiệt dung riêng: 16

5 Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng và tính lượng hơi đốt cần thiết 17

III CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH 20

2 Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch 22

3 Hệ số cấp nhiệt 22

3.1 Giai đoạn cấp nhiệt từ hơi đốt đến thành thiết bị 22

3.2 Giai đoạn cấp nhiệt từ thành đến dung dịch 23

3.3 Hệ số phân bố nhiệt hữu ích cho các nồi 25

IV KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ 26

1 Buồng đốt 26

1.1 Ống truyền nhiệt 26

1.2 Đường kính buồng đốt 26

2 Kích thước buồng bốc 26

3 Đường kính các ống dẫn 27

3.1 Đường kính ống dẫn hơi đốt và hơi thứ 27

3.2 Đường kính ống dẫn dung dịch 28

V TÍNH CƠ KHÍ 29

1 Lựa chọn vật liệu và phương pháp gia công 29

2 Xác định điều kiện làm việc 29

3 Tính bề dày thân chịu áp suất ngoài 30

4 Tính bề dày đáy, nắp buồng đốt và buồng bốc 33

4.1 Nắp, đáy elip làm việc áp suất ngoài 33

4.2 Đáy nón làm việc áp suất ngoài: 34

5 Các bộ phận phụ 36

5.1 Bích và bulông: 36

5.2 Vĩ ống và đĩa phân phối 37

5.3 Tai treo 38

5.4 Tính bề dày lớp cách nhiệt 41

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 42

I THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET 42

II THIẾT BỊ GIA NHIỆT 47

III TÍNH VÀ CHỌN BƠM 48

IV TÍNH HỆ THỐNG CHÂN KHÔNG 50

1 Chọn bơm chân không 50

2 Chọn hệ thống ống dẫn khí 50

3 Xác định độ dẫn khí của các ống dẫn và trở lực của toàn hệ thống 51

4 Xác định thời gian hút khí và áp suất tới hạn của hệ thống 52

CHƯƠNG 4:ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH 54

I CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG LÊN QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC 54

II ĐẠI LƯỢNG CẦN ĐIỀU CHỈNH 56

III TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH 57

IV CÁC THÔNG SỐ CẦN KIỂM TRA 57

V HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 57

CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

I NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

Thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch sữa đặc có đường bằng thiết bị ống dài, ba nồi, xuôi chiều, liên tục

Năng suất nhập liệu: 2000 kg/h Nồng độ đầu: 10% khối lượng Nồng độ cuối: 74% khối lượng Aùp suất ngưng tụ: 0,1 at Aùp suất hơi đốt: 3 at

II LỰA CHỌN THIẾT BỊ

1 Khái niệm

Cô đặc là phương pháp thường được dùng để tăng nồng độ một cấu tử nào đó trong dung dịch 2 hay nhiều cấu tử Tuỳ theo tính chất của cấu tử khó bay hơi hay dễ bay hơi ta có thể tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp nhiệt độ (đun nóng) hay bằng phương pháp làm lạnh kết tinh

Trong đồ án này ta dùng phương pháp nhiệt Trong phương pháp nhiệt, dưới tác dụng của nhiệt (đun nóng), dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng của dung dịch (tức khi dung dịch sôi) Để cô đặc các dung dịch không chịu được nhiệt độ cao (như dung dịch đường) đòi hỏi phải cô đặc ở nhiệt độ đủ thấp ứng với áp suất cân bằng ở mặt thoáng thấp

2 Sơ lược về nguyên liệu:

Người ta có thể sản xuất sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu chính là sữa tươi hay sữa tái chế (sữa tái chế được chuẩn bị từ bột gầy, chất béo khan từ sữa và nước) Ngoài ra, người ta còn sữ dụng đường saccharose, lactose và một số phụ gia Để là giảm giá thành sản phẩm, một số nhà sản xuất dùng dầu thực vật để hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong sản phẩm

Sữa tươi và sữa tái chế: trong sản xuất sữa cô đặc, nguyên liệu sữa tươi và sữa tái chế

phải đạt các chỉ tiêu về cảm quan, hoá lý và vi sinh vật tương tự như trong sản xuất sữa tiệt trùng và các sản phẩm khác từ sữa Các nhà sản xuất thường quan tâm đến hai chỉ tiêu dưới đây:

Sự ổn định của các protein sữa với tác nhân nhiệt càng cao thì càng tốt: yêu cầu này nhằm hạn chế sự đông tụ protein trong các quá trình xử lý nhiệt, đảm bảo cấu trúc sản phẩm được đồng nhất và không bị kết tủa Để làm tăng tính ổn định của

Hàm lượng vi sinh vật trong sữa càng thấp càng tốt: do quá trình cô đặc sữa diễn ra

ở nhiệt độ thấp (65 – 700C) nên sẽ hoạt hoá các bào tử trong sữa và làm cho chúng nảy mầm, đồng thời các tế bào sinh dưỡng chịu nhiệt sẽ không bị ức chế trong quá trình cô đặc

Đường saccharose: saccharose là một disaccharide do glucose va fructose tạo thành

Việc sữ dụng saccharose trong sản xuất sữa đặc có đường với mục đích làm tăng áp lực thẩm thấu trong sản phẩm, nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản sữa cô đặc Thông thường, các nhà sản xuất sữ dụng tinh thể saccharose (tinh luyện) để sản xuất sữa cô đặc có đường Các chỉ tiêu chất lượng như sau: hàm lượng saccharose không thấp hơn 99.8%, độ ẩm không vượt quá 0.05%, độ tro không lớn hơn 0.03% và độ màu không quá 300ICUMSA

Đường lactose: trong sản xuất sữa đặc có đường, người ta bổ sung lactose vào sữa tươi

dưới dạng mầm tinh thể nhằm mục đích điều khiển quá trình kết tinh lactose sao cho kích thức tinh thể phải nằm trong một khoảng giá trị yêu cầu Nếu kích thước tinh thể lactose quá lớn thì sẽ ảnh hưởng xấu đến giá trị cảm quan của sản phẩm Trước khi sữ dụng, đường lactose sẽ được sấy khô và nghiền mịn đến kích thước vài m

Phụ gia: quan trọng nhất là nhóm phụ gia có chức năng ổn định các protein sữa nhằm

hạn chế hiện tượng đông tụ protein dưới tác dụng của nhiệt Các nhà sản xuất thường sữ dụng muối sodium phosphate, citrate hoặc tetrapolyphosphate

Ngoài ra, để ổn định hệ nhũ tương của sản phẩm, một số nhà sản xuất còn bổ sung các loại vitamin, gồm các loại vitamin tan trong nước và các vitamin tan trong chất béo

Dầu thực vật: dầu thực vật là chất béo có giá thành thấp hơn chất béo khan từ sữa

Một số công ty tại Việt Nam sữ dụng dầu thực vật (như dầu cọ) để hiệu chỉnh lượng chất béo trong sản phẩm sữa cô đặc Hàm lượng chất béo trong sữa cô đặc thường dao động trong khoảng 8 – 9% Việc sữ dụng dầu thực vật sẽ góp phần làm giảm giá thành sản phẩm nhưng có thể ảnh hưởng đến một số chỉ tiêu vật lý và cảm quan sản phẩm Chỉ tiêu chất lượng quan trọng của dầu là hàm lượng triglyceride, độ ẩm, chỉ số acid, peroxide và iodine Mỗi công ty sẽ tự đề xuất mức giá trị cụ thể cho chỉ tiêu chất lượng của dầu nguyên liệu

3 Thành phần hoá học của 1 lít sữa bò

Nước Pha lỏng, tồn tại ở hai dạng: nước tự do và

Gluxit (40 60) g/l Chủ yếu ở dạng tự do (lactoza ở trạng thái

phân tử) và một lượng nhỏ ở dạng kết hợp ( galactoza, galactosamin, axit sialic ở trạng thái keo, được liên kết với protein)

Chất béo (25 45) g/l Ở dạng cầu béo: là những chất béo có

đường kính (1 10) m, được bao bằng một 39 3,78

Ở dạng các hợp chất hoà tan trong chất béo: các sắc tố ( -caroten) sterol (cholesterol), các vitamin

Hợp chất nitơ

(25 45) g/l Ở dạng mixen 28g: ở dạng huyền phù, là phức của phosphat canxi liên kết với liên

hợp của casein

Ở dạng hoà tan 4,7g: là những cao phân tử của albumin và imunoglobulin

Nitơ phi protein 0.3g: ure, axit uric, creatin,…

ở dạng các nguyên tố trung lượng (Zn, Al,

Fe, Cu I,…)

Các chất khác Các chất xúc tác sinh học: vitamin (A, D,

E, K, B1, B2, PP, B6, B12, C,…) và các enzime

Các chất khí hoà tan: CO2, O2,…

Vết

4 Phân loại thiết bị cô đặc

Thiết bị cô đặc được chia làm 3 nhóm:

- Nhóm 1: Dung dịch được đối lưu tự nhiên hay tuần hoàn tự nhiên Thiết bị dạng này dùng để cô đặc các dung dịch khá loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn tự nhiên của dung dịch dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt

- Nhóm 2: dung dịch đối lưu cưỡng bức hay tuần hoàn cưỡng bức Thiết bị trong nhóm này được dùng cho các dung dịch khá sệt, độ nhớt cao, giảm đựơc sự bám cặn hay kết tinh từng phần trên bề mặt truyền nhiệt

-Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng, màng có thể chảy ngược lên hay xuôi xuống Thiết bị nhóm này chỉ cho phép dung dịch chảy thành màng qua bề mặt truyền nhiệt một lần tránh sự tác dụng nhiệt độ lâu làm biến chất một số thành phần của dung dịch

Đối với mỗi nhóm thiết bị đều có thể thiết kế buồng đốt trong hay buồng đốt ngoài Tuỳ theo điều kiện của dung dịch mà ta có thể sử dụng cô đặc ở điều kiện chân không, áp suất thường hay áp suất dư

5 Lựa chọn thiết bị cô đặc

Theo tính chất của nguyên liệu, cũng như ưu nhược điểm của các dạng thiết bị nói trên

ta chọn loại thiết bị ống dài, thẳng đứng, màng chảy xuôi xuống có buồng đốt ngoài, sử dụng ba nồi xuôi chiều liên tục

Ưu điểm của hệ thống:

Dùng thiết bị cô đặc kiểu màng chất lỏng, dung dịch vào và ra khỏi dàn ống một lần, không có tuần hoàn trở lại, nên thời gian dung dịch tiếp xúc trực tiếp với bề mặt truyền nhiệt ngắn, thích hợp với sản phẩm dễ bị biến tính vì nhiệt độ

Dùng hệ thống 2 nồi xuôi chiều liên tục có thể sử dụng hợp lý lượng hơi bằng cách dùng hơi thứ của nồi trước làm hơi đốt của nồi sau Nhiệt độ của dung dịch và áp suất giảm dần từ nồi trước ra nối sau, do đó nhiệt độ của dung dịch ở nồi cuối cùng sẽ thấp

Sử dụng buồng đốt ngoài nhằm giảm bớt chiều cao thiết bị, tách bọt triệt để do buồng đốt cách xa không gian hơi

Nhược điểm:

Hệ cô đặc 3 nồi xuôi chiều loại ống dài không có lợi khi phải cô đặc dung dịch có độ nhớt cao và nồng độ cuối lớn, vì dung dịch khi lấy ra ở nhiệt độ thấp có độ nhớt lớn nên khó lấy ra

Không thích hợp khi cô đặc dung dịch đến nồng độ cuối cao và dung dịch dễ kết tinh vì dung dịch sẽ dính trên đường ống gây tắc ống

Với ống quá dài nên việc vệ sinh ống khó khăn và ống chịu sự dãn nở vì nhiệt nhiều

III QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Gia nhiệt sơ bộ (55÷60)0C

Sữa tươi nguyên liệu (4÷8)0C

Sữa cô đặc

Thanh trùng (70±2)0C

Cô đặc nồi 1

Cô đặc nồi 2 (60÷63)0C

Cô đặc nồi 3 (55±2)0C

Làm lạnh (4÷8)0C

Thuyết minh quy trình công nghệ:

1 Sữa tươi nguyên liệu

Sữa tươi nguyên liệu sau khi kiểm tra tiêu chuẩn vệ sinh thường có chất khô (10,6±0,1)% Để chất lượng sữa tươi nguyên liệu có chất lượng ổn định chúng sẽ được làm lạnh ở môi trường nhiệt độ (4÷8)0C và được đưa vào bồn có dung tích phù hợp đã được khử trùng

2 Gia nhiệt sơ bộ

Sữa tươi ở nhiệt độ (4÷8)0C từ bồn chứa sẽ được bơm vào vào bồn cân bằng Do bồn cân bằng có van phao kiểm soát mức sữa nên tránh hiện tượng dao động dòng sữa nguyên liệu cấp vào tháp cô đặc

Từ bồn cân bằng sữa tươi được đưa qua vỉ trao đổi nhiệt, nhờ trao đổi nhiệt với sản phẩm sữa cô đặc của nồi cô đặc thứ 3 (hồi nhiệt) có nhiệt độ 550C thì nhiệt độ của sữa tươi tăng lên (20÷26)0C Sau đó ra khỏi vỉ sữa tươi lại tiếp tục được gia nhiệt sơ bộ nhờ bốn thiết bị gia nhiệt kiểu ống chùm Nhiệt ở đây được tái sử dụng từ phần hơi dư của mỗi tháp cô đặc Trước khi vào thiết bị thanh trùng, nhiệt độ sữa tươi có thể đạt đến (55÷60)0C

3 Thanh trùng

Sau khi gia nhiệt sơ bộ, sữa tươi sẽ đi vào thiết bị thanh trùng để được nâng nhiệt lên đến nhiệt độ thanh trùng Thiết bị thanh trùng là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm Sữa tươi đi trong ống trao đổi nhiệt gián tiếp với hơi đi ngoài ống Hơi nước cấp vào thiết

bị thanh trùng nhờ một ejector mà phần đẩy là hơi cấp chính, phần hút là hơi thứ cấp của tháp cô đặc một

Ra khỏi thiết bị thanh trùng sữa tươi tiếp tục qua hệ thống ống giữ nhiệt khoảng hai phút Nhờ đó các vi khuẩn gây hại sẽ bị tiêu diệt hết

4 Cô đặc

Việc cô đặc sữa tươi trong hệ thống này gồm 3 giai đoạn tương ứng với 3 nồi cô đặc Nồi cô đặc hoạt động theo nguyên lý chảy màng: sữa tươi được bơm lên đỉnh tháp và chảy tràn xuống các ống (dạng ống chùm) trên đường chảy xuống đáy tháp, sữa tươi tạo thành một màng mỏng trên thành trong của ống Nhờ tiếp xúc gián tiếp với hơi được ngưng tụ theo phương pháp thông thường, trong đó nồi cô đặc 2 là thiết bị ngưng tụ cho nồi nồi cô đặc 1, nồi cô đặc 3 là thiết bị ngưng tụ cho nồi cô đặc 2 Hơi nước bốc ra từ tháp cô đặc 3 được ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ baromet Nước này được cấp từ một tháp giải nhiệt Hơi nước bão hòa cấp vào tháp cô đặc 1 qua một ejector mà phần đẩy là hơi cấp chính, phần hút là hơi thứ cấp của tháp cô đặc 1

Hơi nước bão hòa cấp vào nồi cô đặc 2 là hơi thứ bốc ra từ tháp cô đặc 1 Hơi nước cấp vào nồi cô đặc 3 là hơi thứ bốc ra từ nồi cô đặc 2

Nồi cô đặc 1 và 2 đuọc chia thành 2 phần, nồi cô đặc 3 được chia thành 3 phần nhằm đạt được đúng lưu lượng của dòng chảy, tăng hiệu quả cô đặc Mỗi phần đều có trang bị máy bơm để gom sữa rơi xuống và bơm lên nóc của của phần kế tiếp hoặc của nồi cô đặc kế tiếp Sau khi ra khỏi nồi cô đặc 3, sữa cô đặc sẽ đạt được độ khô cần thiết Độ khô của sữa tươi được xác định bằng một bộ đo tỉ trọng tự động, nó xác định áp suất hơi cần thiết để cấp vào ejector của nồi cô đặc 1 Do đó, muốn tăng độ khô của sản phẩm cuối cùng thì cần phải tăng áp suất hơi cấp vào nồi cô đặc 1 vì lưu lượng cấp vào là cố định

Aùp suất chân không trong hệ thống hình thành do: thiết bị ngưng tụ và nhờ bơm chân không, hơi nước sẽ được bơm chân không hút thải ngoài bắt buộc phải qua thiết bị ngưng tụ để tách nước Sữa cô đặc ở môi trường chân không sẽ có nhiệt độ cô thấp, không gây phản ứng oxy hóa và biến tính cho sữa về nhiệt độ,…

Về mặt cấu tạo thiết bị cô đặc có dạng thân hình trụ, đặt đứng, gồm 3 bộ phận chính: bộ phận nhận nhiệt (còn gọi là buồng đốt), không gian phân ly, bộ phận phân ly

Buồng đốt: bộ phận nhận nhiệt là dàn ống gồm nhiều ống nhỏ Các ống được bố trí theo đỉnh hình tam giác đều, các đầu ống được giữ chặt trên vỉ ống Trong đó hơi nước (còn gọi là hơi đốt ) sẽ ngưng tụ bên ngoài ống và sẽ nhả nhiệt, truyền nhiệt cho dung dịch chuyển động bên trong ống Dung dịch nước mía sẽ được cho chảy thành màng mỏng bên trong ống từ trên xuống và sẽ nhận nhiệt do hơi đốt ngưng tụ cung cấp và sẽ sôi, làm hoá hơi một phần dung môi Phần hơi sẽ được tạo ra ở vùng trung tâm ống, dung dịch sẽ được chảy thành màng mỏng sát thành ống

Điều kiện cần thiết để quá trình truyền nhiệt xảy ra là phải có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch đường; tức là phải có sự chênh lệch áp suất của hơi đốt và hơi thứ trong nồi

Các đại lượng, thông số ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt của buồng đốt là:

 Nhiệt độ và áp suất trong nồi vì nó liên quan mật thiết đến nhiệt độ sôi trong nồi đó Nếu áp suất trong nồi càng thấp thì điểm sôi càng thấp, áp suất hơi càng lớn, dung dịch đường sôi càng mạnh Tuy nhiên nếu áp suất càng thấp thì độ nhớt của dung dịch lớn, ảnh hưởng đến đối lưu và truyền nhiệt Và nếu áp suất thấp thì nhiệt độ của hơi thứ bốc lên cũng thấp, làm giảm khả năng truyền nhiệt cho các nồi sau nếu như lượng hơi thứ này được sử dụng làm hơi đốt cho nồi sau

 Nhiệt độ nhập liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt Nếu nhập liệu ở trạng thái chưa sôi thì khi vào buồng đốt phải tốn thêm một lượng nhiệt để đưa nó đến trạng thái sôi Nhưng do dung dịch được nhập liệu vào nồi với tốc độ không đổi, và nó chảy từ đầu ống đến cuối ống không có tuần hoàn trở lại nên nếu nhập liệu ở trạng thái chưa sôi thì khi đi hết ống nó chưa nhận đủ lượng nhiệt cần thiết để đạt đến nồng độ yêu cầu

Hỗn hợp hơi-lỏng đi qua khỏi dàn ống, đến không gian phân ly và bộ phận phân ly, gọi chung là buồng bốc

Không gian phân ly: là phần không gian rộng lớn để tách hỗn hợp lỏng hơi thành hai

lực trọng trường các hạt chất lỏng to, nặng sẽ rơi xuống và tách khỏi dỏng hơi thứ và chảy xuống dưới, còn dòng hơi sẽ tiếp tục đi lên trên

Bộ phận phân ly: trong quá trình bốc hơi dung dịch, dòng hơi thứ được tạo thành khi tách khỏi bề mặt dung dịch luôn kéo theo một lượng nhất định các hạt chất lỏng dung dịch Nếu dùng hơi thứ này để làm hơi đốt cho nồi sau bằng cách ngưng tụ thì dung dịch sẽ lắng đọng làm bẩn bề mặt ống, làm giảm khả năng truyền nhiệt Mặt khác nếu kéo theo nhiều dung dịch sẽ gây tổn thất dung dịch Do vậy nhiệm vụ của bộ phận phân ly ở đây là phải tách các hạt chất lỏng dung dịch còn lại ra khỏi hơi thứ cấp Ta sử dụng 3 phương pháp vật lý sau để phân ly hơi thứ cấp:

 Sử dụng lực trọng trường:

 Dùng lực dính ướt của chất lỏng: khi các hạt chất lỏng chạm vào bề mặt vách rắn, lực dính ướt sẽ dính các hạt lỏng trên bề mặt và sau đó chảy xuống dưới

 Dùng lực ly tâm: khi cho dòng hơi thứ cấp quay tròn, nhờ lực ly tâm các hạt chất lỏng bị văng ra, chạm vách rắn chảy xuống

 Để quá trình phân ly đạt hiệu quả cao thì chiều cao của không gian phân ly phải đủ lớn

Thiết bị ngưng tụ baromet là thiết bị ngưng tụ kiểu trực tiếp Chất làm lạnh là nước được đưa vào ngăn trên cùng của thiết bị, dòng hơi thứ được dẫn vào mâm cuối của thiết

bị Hai dòng lỏng và hơi đi ngược chiều với nhau để nâng cao hiệu quả truyền nhiệt Dòng hơi thứ đi lên gặp nước giải nhiệt nên nó sẽ ngưng tụ thành lỏng rơi trở xuống Khi ngưng tụ chuyển từ hơi thành lỏng thì thể tích của hơi sẽ giảm làm áp suất giảm, do đó tự bản thân thiết bị áp suất sẽ giảm Vì vậy thiết bị ngưng tụ baromet là thiết bị ổn định chân không, nó duy trì áp suất chân không trong hệ thống Dòng hơi thứ đi từ dưới lên, ngưng tụ, chảy xuống, khí không ngưng tiếp tục đi lên trên và được dẫn qua bình tách Bình tách là một vách ngăn, nó có nhiệm vụ là tách những giọt lỏng bị lôi cuốn theo dòng khí không ngưng để đưa trở về bồn chứa nước ngưng, còn khí không ngưng sẽ được bơm chân không hút ra ngoài Quá trình tách nước ra khỏi khí không ngưng để tránh trường hợp nước bị hút vào bơm chân không gây va đập thủy lực, nó được thực hiện bằng cách sử dụng lực dính ướt của chất lỏng và lực trọng trường Aùp suất làm việc của thiết bị baromet là áp suất chân không do đó nó phải được lắp đặt ở một độ cao cần thiết để nước ngưng có thể tự chảy ra ngoài khí quyển mà không cần dùng máy bơm Bơm chân không có nhiệm vụ là hút khí không ngưng ra ngoài để tránh trường hợp khí không ngưng tồn tại trong thiết bị ngưng tụ quá nhiều (vì hệ thống làm việc liên tục), làm cho áp suất của thiết bị ngưng tụ tăng lên, có thể làm cho nước chảy ngược lại sang nồi 3

5 Làm lạnh

Trước khi và bồn chứa, sữa cô đặc được làm lạnh xuống khoảng (4÷8)0C nhờ trao đổi gián tiếp với nước lạnh khi đi qua bộ trao đổi nhiệt vỉ

6 Thành phẩm

Sữa sau cô đặc được chứa trong bồn 2 vỏ có dung tích phù hợp, có cánh khuấy, có bảo ôn và có hệ thống làm lạnh Nếu nhiệt độ của sữa cô đặc lớn hơn 80C thì sẽ tiếp tục làm lạnh tại bồn chứa

CHƯƠNG 2:

THIẾT BỊ CÔ ĐẶC

I SƠ LƯỢC VỀ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC

Mục đích của cô đặc là bốc hơi nước trong dung dịch sữa

 Những yêu cầu đối với thiết bị cô đặc:

- Khoảng không gian sữa cần nhỏ nhất, không có khoảng không chết

- Sữa lưu lại trong nồi với thời gian ngắn nhất

- Có hệ số truyền nhiệt lớn

- Hơi đốt phải đảm bảo phân bố đều trong không gian bên ngoài giữa các ống của dàn ống (đảm bảo nhiệt phân bố đều cho các ống của dàn ống)

- Tách ly hơi thứ cấp tốt, đảm bảo hơi thứ cấp sạch để cho ngưng tụ (không làm bẩn bề mặt ngưng) lấy nhiệt cấp cho nồi tiếp theo

- Đảm bảo thoát khí không ngưng tốt Vì khí không ngưng ở phòng đốt cần thoát ra bình thường Sự tồn tại của khí không ngưng trong phòng đốt sẽ làm giảm hệ số cấp nhiệt của hơi và do đó giảm năng suất bốc hơi

- Đảm bảo thoát nước ngưng tụ dễ dàng Việc thoát nước ngưng tụ có liên quan chặt chẽ đến tốc độ bốc hơi Nếu có một nồi nào đó thoát nước ngưng không tốt, nước ngưng đọng lại nhiều trong phòng đốt, làm giảm lượng hơi đốt vào phòng và ảnh hưởng đến tốc độ bốc hơi

- Thiết bị đơn giản, diện tích đốt dễ làm sạch

- Thao tác khống chế đơn giản, tự động hoá dễ dàng

II CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG

Kí hiệu các đại lượng:

ΔP at chênh lệch áp suất

s

Mục đích : Giúp tính toán hơi đốt hữu ích, Q, ∆thi để tính toán bề mặt truyền nhiệt, từ

đó tính kích thước thiết bị

Sơ đồ:

1 Chọn tỉ lệ hơi thứ: W1 : W2 = m

2 Tính W1,W2 , G, x

B1: Chọn tỉ lệ hiệu áp suất : p1 : p2 = a, p2 = P ;

B2: Tính ra áp suất tại mỗi nồi p1, p2, p3, pw1, pw2, pw3; B3: Xác định nhiệt độ tại mỗi nồi t1, t2 , t3, tw1 , tw2, tw3; B4 : Xác định nhiệt độ tổn thất cho mỗi nồi;

B5 : Xác định nhiệt độ sôi của mỗi nồi;

B6 : Xác định nhiệt độ chênh lệch hữu ích mỗi nồi;

B7 : Kiểm tra điều kiện:

1 1

4 Tính lại W1, W2, W3, D theo phương trình cân bằng năng lượng của nồi 1, nồi 2,

1 Cân bằng vật chất

Đối với cả hệ thống:

Nồng độ dung dịch nhập liệu: xđ = 0,10

Nồng độ dung dịch sản phẩm: xc = 0,74

Lượng hơi thứ tạo thành của cả hệ: WΣ = Gđ

(1-c

d

x

x ) = ì i i

W

1

=1729,73 kg/h

Đối với từng nồi:

Chọn sự phân bố hơi thứ theo tỷ lệ:

1

1, 05

i i

W W

W W W G

G x

G c3 G d3 W3 G d W1 W2 W3 270,27kg/h

2 Xác định áp suất và nhiệt độ mỗi nồi

Gọi P1, P2, P3, Pnt là áp suất hơi đốt trong các nồi I, II, III, và thiết bị ngưng tụ

Giả sử sự giảm áp xảy ra giữa các nồi là không bằng nhau và giảm theo tỉ lệ sau:

1

1, 5

i i

P P

Vậy áp suất làm việc ở từng nồi là:

PW1 = 1,626 at; PW2 = 0,711 at; PW3 = 0.100at

Gọi tD1, tD2, tD3, tDnt là nhiệt độ hơi đốt đi vào nồi 1, nồi 2, nồi 3, và thiết bị ngưng tụ

Gọi tW1, tW2, tW3 là nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi 1, nồi 2, nồi 3

Tổn thất nhiệt trên đường ống dẫn hơi thứ ''=1oC

Từ áp suất PW1, PW2, PW3 đã biết, ta tra bảng I-151/T377-[1] ta được nhiệt độ hơi thứ của nồi 1, nồi 2, nồi 3, từ đó biết được nhiệt độ hơi đốt qua công thức (9) Biết nhiệt độ hơi đốt ta biết áp suất hơi đốt bằng cách tra bảng I-250/T375-[1]:

Bảng 1

P1 (at) t1 (0C) P2 (at) t2 (0C) P3 (at) t3 (0C) Pnt (at) tnt (0C) Hơi đốt 3 132,90 1,575 112,17 0,682 88,69 0,10 45,40 Hơi thứ 1,626 113,17 0,711 89,69 0,100 45,40

3 Xác định tổn thất nhiệt độ hệ thống

3.1 Tổn thất do nồng độ ( ’)

Do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi ở cùng một áp suất:

0 là tổn thất nhiệt độ theo nồng độ %kl

ts là nhiệt độ sôi của dung môi ở áp suất đã cho, 0C

r là ẩn nhiệt hoá hơi của dm ở áp suất làm việc, J/kg Xem dung dịch sữa có tính chất tổn thất nhiệt độ theo nồng độ %kl như dung dịch đường, tra đồ thị hình VI.2/T60-[2] ta có:

3.2 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh ( ’’)

Vì chọn chế độ chảy màng bằng hệ thố.ng ống dài nên xem như dung dịch sôi ở mặt thoáng tức ’’= 0 oC

3.3 Tổn thất nhiệt độ do trở lực thuỷ học trên đường ống ( ’’’)

Thường chấp nhận tổn thất nhiệt độ trên các đoạn ống dẫn hơi thứ từ nồi này sang nồi nọ và từ nồi cuối đến thiết bị ngưng tụ là 1 C Nên:

4 Tính nhiệt lượng riêng, nhiệt dung riêng

4.1 Nhiệt lượng riêng

- I là nhiệt lượng riêng của hơi đốt, J/kg

- i là nhiệt lượng riêng của hơi thứ, J/kg

Các giá trị trên được tra trong bảng (tra theo nhiệt độ) I-250/T375-[1]

4.2 Nhiệt dung riêng:

- Nhiệt dung riêng của dung dịch sữa trước khi cô đặc:

xd = 10% < 20% nên C0 = 4186(1 – xd)

- Nhiệt dung riêng của dung dịch sữa sau khi ra khỏi nồi 1:

t, 0C I.10J/kg -3, Cn, J/kg.độ (*) t, 0C i.10J/kg -3, t, 0C J/kg.độ Cp,

1 132,90 2667,40 4214,40 113,17 2637,48 113,72 3585,89

(*) Cn tính bằng nội suy theo bảng I-249/T373-[1]

5 Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng và tính lượng hơi đốt cần thiết

Sơ đồ tính toán cân bằng nhiệt lượng trong dây chuyền

Ta có:

Phương trình cân bằng nhiệt lượng: Qvào = Qra

Ta có bảng tổng kết cân bằng cho các nồi:

Bảng 8

Viết phương trình cân bằng nhiệt cho từng nồi:

Nồi 1:

Nồi 2:

Ở nồi 2 chú ý D2 = W1

Biến đổi ta được:

(5.2) Nồi 3:

Ở nồi 3 chú ý: D3 = W2 và W = W1 + W2 + W3

Biến đổi ta được:

(5.3)Giả thiết nhiệt cung cấp cho quá trình cô đặc chỉ là nhiệt ngưng tụ thì có thể xem

nhiệt độ nước ngưng bằng nhiệt độ hơi đốt: = tD

Từ phương trình (5.2) và (5.3), với số liệu ở các bảng trên, ta tính được:

588,92kg/h579,56kg/h

Như vậy, sai số giữa giá trị tính toán và chọn lựa có sai số không quá 5% nên các kết quá tính toán trên được chấp nhận

Lượng hơi đốt vào nồi 1 tính theo phương trình (1): D1 = 788,50 kg/h

III CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH

Mục đích : Tính F => số ống n, chiều cao thiết bị H, tính kích thước buồng đốt, buồng bốc làm cơ sở tính bền

Kí hiệu các đại lượng

K W/m2.độ hệ số truyền nhiệt tổng quát

g m/s2 gia tốc trọng trường (g = 9,81m/s2)

m ống số ống truyền nhiệt trên đường chéo chính

Utt m3/m3.h cường độ bốc hơi thể tích

f hệ số điều chỉnh cho cường độ bốc hơi thể tích

W/m.độ hệ số cấp nhiệt

m chiều dày ống truyền nhiệt W/m.độ hệ số dẫn nhiệt

Pas độ nhớt tuyệt đối kg/m3 khối lượng riêng

m kích thước hình học đặc trưng

Sơ đồ các bước tính toán:

1 Chọn vật liệu ống truyền nhiệt và các thông số về kích thước thiết bị: Hô , dt, dn, n

2 Chọn 2 giá trị chênh lệch nhiệt độ phía hơi đốt t rồi suy ra nhiệt độ vách ngoài

tương ứng

3 Tính hệ số cấp nhiệt và cường độ dòng nhiệt phía hơi đốt ( Dvà q ) D

4 Tính chênh lệch nhiệt độ giữa hai phía của thành ống và chênh lệch nhiệt độ phía dung dịch

5 Chọn số ống truyền nhiệt nchọn

6 Tính hệ số cấp nhiệt và cường độ dòng nhiệt phía dung dịch ( l và D)

7 Coi cường độ dòng nhiệt phụ thuộc tuyến tính vào t ,ta dựng hai đường thẳng D

qD=f( t ) và q D L = g( t ), giao điểm của hai đường thẳng này ứng vớigiá trị D t D

cần xác định Lặp lại các bước 2 – 4 với giá trị này

8 Kiểm tra điều kiện:

q =

),max( L D

D L

q q

q q

5%

Nếu điều kiện không thoả, ta thực hiện lại bước 2 – 6 nếu điều kiện thoả, ta tiếp tục bước tiếp theo

9 Tính hệ số truyền nhiệt K

10 Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích thực của mỗi nồi

11 Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt F

12 Tính lại số ống truyền nhiệt n

13 kiểm tra điều kiện:

%5

chon

tinh chon

n

n n

n

Nếu điều kiện chưa thoả thì ta điều chỉnh lại các thông số về kích thước thiết bị đã chọn ở trên Nếu điều kiện thoả, ta làm tròn diện tích bề mặt truyền nhiệt và số ống truyền nhiệt đến thông số chuẩn

2 Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch

Tính theo công thức 7.172/T323-[3]: n(1 x) ck x

Trong đó:

là hệ số dẫn nhiệt của sữa, W/(m.K);

n là hệ số dẫn nhiệt của nước, W/(m.K) ;

ck là hệ số dẫn nhiệt của chất khô trong sữa, W/(m.K)

Tuy nhiên ở đây không số liệu về hệ số dẫn nhiệt của chất khô trong sữa Do trong sữa có chứa một hàm lượng chất béo nhất định – là sản phẩm của phản ứng este hoá giữa glixerin với axit béo nên hệ số dãn nhiệt của nó có thể tương ứng nhau Thực tế tra theo toán đồ hình I-49/T170-[1] của dung dịch glixerin ở nhiệt độ 20 0C, nồng độ 74% có giá trị 0,286 kcal/(m.h.oC) gần đúng với kết quả ở bảng 7.35/T323-[3] là 0,24 kcal/(m.h.oC) ở cùng điều kiện

Bảng 11:

3 Hệ số cấp nhiệt

Mô tả sự truyền nhiệt qua thành ống:

Ở đây ta dùng hơi nước bão hoà làm hơi đốt đốt đi ngoài ống, còn dung dịch cô đặc

đi trong ống Do đó khu vực sôi bố trí bên trong ống còn phía ngoài ống là lớp màng nước ngưng tụ Màng nước ngưng này ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình truyền nhiệt

Như vậy quá trình truyền nhiệt từ hơi đốt đến dung dịch trong ống dẫn gồm 3 giai đoạn:

- Truyền nhiệt từ hơi đốt đến bề mặt ngoài của ống truyền nhiệt với hệ số cấp nhiệt là 1 với nhiệt tải là q1 (W/m2);

- Dẫn nhiệt qua ống truyền nhiệt có bề dày , m;

- Truyền nhiệt từ ống truyền nhiệt vào dung dịch với hệ số cấp nhiệt 2 và hiệt tải là q2 (W/m2)

3.1 Giai đoạn cấp nhiệt từ hơi đốt đến thành thiết bị

Theo định luật Niutơn ta có: q1 = 1 t1

Trong đó t1 là hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi ngưng tụ ( bằng nhiệt độ hơi bão hoà) và nhiệt độ thành: t1 = tbh – tT , chọn t1(n1) = 0,650C, t1(n2) = 0,50C, t1(n3) = 0,50C;

Chọn tốc độ của hơi nhỏ ( ’ 10 m/s, chính xác hơn khi ’ ’2 30) và màng nước ngưng chuyển động dòng (Rem <100) thì hệ số cấp nhiệt 1 đối với ống thẳng đứng được

4 1

1

2, 04.A r

t H , W/(m2.K) (V.101/T28-[2]) Trong đó: H là chiều cao ống truyền nhiệt, chọn H = 5m theo VI.6/T80-[2]

0,25

2 3

A , đối với nước giá trị A phụ thuộc vào nhiệt độ màng

tm, tra A theo T29-[2];

tm là nhiệt độ màng tính theo công thức tm = tD – 0,5 t1;

r ẩn nhiệt hoá hơi của hơi đốt tra ở bảng I-250/T375-[1];

Ta có bảng các giá trị sau:

3.2 Giai đoạn cấp nhiệt từ thành đến dung dịch

Theo định luật Niutơn ta có: q2 = 2 t2

Trong đó:

t2 là hiệu số nhiệt độ giữa thành ống và dung dịch sôi: t2 = tt – ts ;

tt là nhiệt độ thành ống phía dung dịch;

ts là nhiệt độ sôi dung dịch;

Theo bảng V.1/T4-[2] ta có các giá trị nhiệät trở:

Với lớp nước sạch: r1 = 0,232.10-3 m2.K/W;

Với lớp cặn bẩn : r2 = 0,387.10-3 m2.K/W;

Nhiệt trở thành ống: r3 (m2.độ/W), chọn loại vật liệu thép CT3, tra bảng I.125/T147-[1] ta có hệ số dẫn nhiệt =50,2 W/(m.K)

Hệ số cấp nhiệt 2 đối với dòng dung dịch chảy thành màng dưới ảnh hưởng của trọng lực được tích theo công thức:

Nu H

Trong đó:

Chọn sơ bộ số ống và bề dày, đường kính ống:

n =127 ống ( sắp xếp ống theo hình sáu cạnh theo bảng [2]);

V.11/T48-Đường kính ngoài ống: dn = 38.10-3 m;

Bề dày ống truyền nhiệt: = 2.10-3 m;

Suy ra, đường kính trong của ống, dt = 34.10-3 m

( Đường kính, bề dày ống chọn theo chuẩn VI.6/T80-[2]) là khối lượng riêng của dung dịch được tính theo công thức 7.169/T319-[3]:

F, SNF, W lần lược là hàm lượng chất béo, chất khô, và nước, %

Ta có bảng giá trị khối lượng riêng của dung dịch sữa:

Bảng 13:

Chuẩn số Re 109,266 18,097 2,237

Nhiệt tải trung bình q , W/m2 7299,762 5782,014 5539,096

3.3 Hệ số phân bố nhiệt hữu ích cho các nồi

Bảng 15:

Nhiệt lượng cung cấp Q, J 475512,282 374420,738 366120,05

K

i

i hi

Q F

IV KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ

1 Buồng đốt

1.1 Ống truyền nhiệt

Số ống truyền nhiệt được tính theo công thức:

3

65, 97

=124 34.10 5.3,14

t

F n

d H ống (gần bằng với số ống đã chọn) Theo bảng qui chuẩn số ống truyền nhiệt V.11/T48-[2] ta chọn n =127 ống

Và với số ống được qui chuẩn trên, mạng ống được sắp xếp theo hình lục giác đều, số ống trên đường chéo của hình lục giác, b = 13, số hình lục giác là 6, chọn bước ống t = 1,5dn

Đường kính ống truyền nhiệt: dn = 38 mm, dt = 34 mm;

Bề dày ống truyền nhiệt: = 2 mm;

Chiều cao ống truyền nhiệt: H = 5m (bằng chiều cao buồng đốt)

1.2 Đường kính buồng đốt

Đường kính trong của buồng đốt được tính theo công thức V.141/T49-[2]:

Dt = t( b 1) + 4d = 0,836 m Lấy đường kính của buồng đốt theo bảng qui chuẩn XIII.6/T359-[2]: Dt = 0,9 m

Ngoài ra ta còn có thêm thân phụ ở buồng đốt lấy Htp=(70÷100%)Dt

chọn Htp = Dt = 0,9m

2 Kích thước buồng bốc

Gọi chiều cao buồng bốc là: Hb (m)

Đường kính buồng bốc: Db = 4.

b b

V

H ,m (VI.35/T72-[2]) Trong đó:

Db là đường kính trong buồng bốc chọn theo bảng qui chuẩn XIII.6/T359-[2] cho vật liệu bằng sắt CT3, Db = 1,4 m;

Hb là chiều cao không gian hơi, m;

Vb là thể tích không gian hơi buồng bốc được tính theo công thức sau:

W là suất lượng hơi thứ, kg/h;

h là khối lượng riêng hơi thứ, kg/m3;

Up là cường độ bốc hơi thể tích cho phép của khoảng không gian hơi,

m3/m3.h, được tính theo công thức:

Up = fp Ut (VI.33/T72-[2]) Chọn Ut = 1700m3/m3

Chọn chiều cao phần dung dịch chảy tràn là 0,539m;

Chọn chiều cao buồng bốc cho cả 3 nồi là 2,5m

3 Đường kính các ống dẫn

Chọn vật liệu làm ống dẫn dung dịch là thép không rỉ X18H10T, còn ống dẫn hơi đốt và nước ngưng là thép CT3

3.1 Đường kính ống dẫn hơi đốt và hơi thứ

Có bốn ống dẫn hơi: ống dẫn hơi đốt 1, ống dẫn hơi đốt 2 là ống dẫn hơi thứ 1, ống dẫn hơi đốt 3 là ống dẫn hơi thứ 2, ống dẫn hơi thứ 3

Đường kính của ống dẫn và cửa ra của thiết bị được tính theo công thức (VI.42/T74-[2]):

D là lượng hơi đốt (thứ) đi trong ống, kg/h;

v là thể tích riêng của hơi đốt, m3/kg, tra bảng I-250/T375-[1] theo nhiệt độ hơi đốt (thứ);

w là vận tốc của hơi đi trong ống, m/s, đối với hơi nước bão hòa w =

3.2 Đường kính ống dẫn dung dịch

Áp dụng công thức:

v

G d

785,

Với: G là khối lượng dung dịch, kg/s;

là khối lượng riêng của dung dịch, kg/m3;

w là vận tốc của dung dịch, m/s, với sữa là chất lỏng nhớt nên w = 0,5÷1 m/s

Lập bảng tính đường kính ống dẫn và so sánh với đường kính ống qui chuẩn tra bảng XIII.26/T409-[2]

V TÍNH CƠ KHÍ

Kí hiệu các đại lượng:

Cb mm hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường

Cc mm hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo

hệ số hiệu chỉnh

ứng suất cho phép [P], [Pn] N/mm2 áp suất , áp suất ngoài cho phép

Pt,Pn áp suất , áp suất ngoài tính toán

t

1 Lựa chọn vật liệu và phương pháp gia công

Thân buồng đốt được làm bằng thép CT3 Đáy và nắp buồng đốt có dạng hình elip (chịu lực tốt), làm bằng thép X18H10T đáy và nắp được nối với thân bằng mối ghép bích Thân, đáy, nắp buồng bốc làm từ thép X18H10T, nắp có dạng hình elip, đáy dạng nón có gờ với góc đáy 60o

Buồng đốt nối với nắp và thân phụ bằng bích, thân phụ nói với thân buồng bốc bằng ống hình chữ nhật

Cả thân, đáy, nắp buồng đốt và buồng bốc đều được bọc cách nhiệt

2 Xác định điều kiện làm việc

Nhiệt độ làm việc tlv là nhiệt độ lớn nhất của môi trường bên trong thiết bị

Nhiệt độ tính toán: ttt = tlv+ 20oC (do thiết bị có bọc cách nhiệt)

Nếu Plv>1 at thì : Ptt = Plv -1 , ( at )

Nếu Plv <1 at thì Ptt = Plv + 1 = (Pa – Pck) + 1, (at)

Bảng 19: Điều kiện làm việc của thiết bị

Dạng chịu lực ttt, (oC) tlv, (oC) Ptt,(at) Plv, (at) Nồi

1

Buồng đốt Thân

Chịu áp suất trong 132,9 152,9 3 2 Đáy

Nắp Buồng bốc Thân

Chịu áp suất trong 113,17 133,17 1,63 0,63 Đáy

Nắp Nồi

2

Buồng đốt Thân

Chịu áp suất trong 112,17 132,17 1,58 0,58 Đáy

Nắp Buồng bốc Thân

Chịu áp suất ngoài 89,69 109,69 0,71 1,29 Đáy

Nắp Nồi

3

Buồng đốt Thân

Chịu áp suất ngoài 88,69 108,69 0,68 1,32 Đáy

Nắp Buồng bốc Thân

Chịu áp suất ngoài 70,1 90,1 0,1 1,9 Đáy

Nắp

3 Tính bề dày thân chịu áp suất ngoài

Đối với buồng đốt ta tính bề dày của nồi 3 rồi chọn chung cho cả 3 nồi vì nồi 3 chịu áp suất ngoài luôn có bề dày lớn hơn buồng đốt chịu áp suất trong Tương tự với buồng bốc, do nồi 2 và 3 chịu áp suất ngoài nên luôn có bề dày lớn hơn buồng bốc của nồi 1 chịu áp suất trong, do đó ta chỉ cần tính bề dày buồng bốc nồi 2 và nồi 3 rồi chọn bề dày lớn nhất làm bề dày chung cho cả 3 nồi

Tính bề dày tối thiểu:

Trong đó: Dt là đường kính trong thiết bị, mm;

Ptt là áp suất tính toán, N/mm2;