1. Trang chủ >
  2. Luận Văn - Báo Cáo >
  3. Kỹ thuật >

 Tính ống dẫn chất lỏng vào tháp

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (651.7 KB, 76 trang )


45



Vận tốc thực trong ống:

V=



×

×



=



× ,

× ,



×



= 1,93 (m/s)



Bề dày ống b = 1(mm)

Vật liệu làm là thép CT3

Chiều dài đoạn ống nối là 90 (mm) ứng với đường kính 32 (mm) (bảng XIII.32 –

Trang 434 – Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 2)

Chọn ống dẫn chất lỏng ra tháp có đường kính bằng đường kính ống dẫn chất lỏng

vào.

2.4.2.2.



Bộ phận phân phối lỏng



Lưu lượng lỏng qua tất cả vòi phun: Ln = 5,59 (m3/h)

Chọn đường kính lỗ phun là 1 mm = 0,001(m), chọn số lỗ phun là 150 (như đã tính

ở trên)

 Kết cấu vòi phun

Hệ thống vòi phun được bố trí theo hình lục giác đều, số vòi phun trên mỗi cạnh lớn

nhất là 3, tổng số vòi phun là 18.

Số lỗ phun trên 1 vòi là:



= 8,33(lỗ) →Chọn số lỗ là 9 lỗ



Lưu lượng nước qua mỗi vòi là : Lv =



,



= 0,31 (m3/h)



Đường kính lỗ : d = 0,001 (m) = 1(mm)

Chọn bước lỗ t = 7 (mm)

Tổng sổ lỗ lớn nhất trên 1 cạnh a = 3

Số lỗ nằm trên đường chéo b = 5

Đường kính ống vào của vòi phun:

Dống = t×(b-1)+4×d = 7×(5-1) + 4×1= 32 (mm)



46



Chiều cao vòi phun: hv = (2÷4)×dống

hv = 4×dống = 4×32= 128 (mm)

Đường kính miệng vòi phun:

dv = dống + 2hv × tg200 = 32+2×128×tg200 = 125 (mm)

Góc vào của dòng lỏng là 200

Bố trí vòi phun

Hệ thống vòi phun gồm 18 vòi, được bố trí theo hình lục giác đều, khoảng cách giữa

các vòi là :

t = ×Rt = ×0,75 = 0,250 (m)

Góc ra của chùm tia α = 10 ÷ 200 . Chọn α = 200

h=



×



=



,

×



= 0,34 (m) = 340 (mm)



Giữ cố định thiết bị phân phối lỏng bằng các miếng đỡ bằng thép được hàn gắn với

thân tháp. Cố định tại các vị trí đầu ống dẫn phân phối lỏng.

Tại gần vị trí thiết bị phân phối lỏng thiết kế 1 cửa thăm có hình vuông cạnh dài

0,5m để tiện cho việc lắp đặt và sửa sữa thiết bị khi gặp sự cố.

2.4.2.3.



Lưới phân phối khí



Chọn lưới có đặc tính:

Đường kính lỗ phân phối d = 10 (mm)

Bước lỗ t = 12 (mm) lỗ sắp xếp theo hình lục giác đều

Đường kính trong của lưới D = Dtháp = 1,5 (m)

Chọn chiều dày lưới phân phối khí là 50 (mm)

Lưới phân phối khí được thiết kế theo dạng rời ½ để tiện cho việc lắp đặt và sửa

chữa. Lưới được gắn kết bởi 8 bulong kích thước M12.



47



Số lỗ trên một cạnh :

×



a=



+1=



×



×

×



+ 1 = 61,8 (lỗ)



Chọn a = 62 (lỗ)

Tổng số lỗ trên dưới phân phối:

N = 3 × a × ( a – 1 ) + 1 = 3 × 62 × ( 62 – 1 ) + 1 =11347 (lỗ)

Vận tốc khí qua lỗ:

v=

2.4.2.4.



×

× ×



=



×



= 7858,64 (m/h) = 2,2 (m/s)



× ×



Lưới chắn lỏng



Gồm 2 lưới giữa 2 lưới là lớp khâu sứ để giữ hạt lỏng không bị lôi cuốn theo dòng

khí.

Kích thước khâu sứ: 25 × 25 × 3

Chiều dày lớp chắn lỏng: H = 160 (mm)

Đường kính lưới: D = 1.5 (m)

Đường kính lỗ lưới: d = 5 (mm)

Bước lỗ t = 6 (mm)

Lỗ sắp xếp theo hình lục giác đều, số lỗ trên một cạnh là :

a=



×

×



=



×

×



+ 1= 132,67 ≈133 (lỗ)



Chọn a = 133 (lỗ)

Tổng lỗ trên lưới :

N = 3 × a × ( a – 1 ) + 1 = 3 × 133 × ( 133 – 1 ) + 1 = 52669 (lỗ)

Vận tốc khí qua lỗ :

v=



×

× ×



=



×

× ×( ×



)



= 6772,3 (m/h) = 1,88 (m/s)



48



2.4.3. Tính bề dày thân

2.4.3.1.



Chọn vật liệu



Thiết bị làm việc ở môi trường ăn mòn, nhiệt độ làm việc t = 35oC, áp suất làm việc

Pmt = 1at = 9,81.104 (N/m2)

Thân hình trụ tròn hàn chịu được áp suất 1,6.106 (N/m2)

Kí hiệu thép CT3 có đặc điểm sau (Bảng XII.4 Trang 309 Sổ tay quá trình và thiết

bị công nghệ hóa chất tập 2) :

6

2

Giới hạn bền:  b  380  10 (N/m )



6

2

Giới hạn chảy:  c  240  10 (N/m )



Chiều dày tấm thép: b = 4 – 20 (mm)

Độ dãn tương đối:  = 25 (%)

Khối lượng riêng:  = 7850 (kg/m3)

Chọn công nghệ gia công là hàn tay bằng hồ quang điện, bằng cách giáp hàn mối 2

bên.

Hệ số hiệu chỉnh:



=1



Hệ số an toàn bền kéo:

Hệ số an toàn bền chảy:



= 2,6

= 1,5



Hệ số bền mối hàn : thân hình trụ hàn dọc, hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp

mối 2 bên, đường kính D>=700mm  hệ số bền mối hàn h = 0,95 (Bảng XIII.8 –

Trang 362 - Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2).

2.4.3.2.



Xác định ứng suất cho phép của thép CT3



 Theo giới hạn bền

380  106

 k    

 1  146,15  106 ( N / m2 )

nk

2,6



k



49



Trong đó:

-



k: Giới hạn bền kéo, k = 380.106 (N/m2)



-



nk : Hệ số bền kéo, nk = 2,6



-



: Hệ số hiệu chỉnh,  = 1



 Theo giới hạn chảy

6



 c    c   240 10

nc



1,5



1  160 106 ( N / m2 )



Trong đó:

-



c: giới hạn bền chảy, c = 240.106 (N/m2)



-



nc: Hệ số bền kéo, nc = 1,5



-



: Hệ số hiệu chỉnh,  = 1



Ta lấy giới hạn bé hơn trong 2 ứng suất cho phép ở trên làm ứng suất cho phép tiêu

chuẩn.

[] = 146,15 x106 (N/m2) = 146,15 (N/mm2)

2.4.3.3.



Chiều dày thân



Áp suất tĩnh trong phần dưới thân thiết bị:

Ptt = ρ×g×H = 1000×9,81×3= 29430 (N/m2)

Áp suất tính toán trong thiết bị:

P = Pmt + Ptt = 9,81×104 + 29430 = 127530 (N/m2) = 0,12753 (N/mm2)

Bề dày thân hình trụ làm việc chịu áp suất trong, tính theo lý thuyết vỏ mỏng:

Ta có:

[ ]



×



=



,



×0,95 = 1072,14 ˃ 50



,



Nên công thức tính bề dày tối thiểu của thân thiết bị:

S=



×

×[ ]×



=



× ,

×



,



× ,



= 0,69 (mm)



50



Trong đó:

-



D: Đường kính của tháp, D =1,5 (m) =1500 (mm)



-



P: Áp suất làm việc trong tháp, P = 0,12753 (N/mm2)



-



h: Hệ số bền mối hàn, h = 0,95



-



[]: Ứng suất cho phép tiêu chuẩn, [] = 146,15 (N/mm2)



Chọn hệ số bổ sung để quy tròn kích thước:

C = C1 + C2 + C3 + C0

Với: C0: Hệ số quy tròn kích thước, C0 = 0,4 (mm)

C1: Hệ số bổ sung do bào mòn hóa học trong thời hạn sử dụng thiết bị là 15

năm với tốc độ ăn mòn 0,1 mm/năm, C1 = 1,5 (mm)

C2: Hệ số bổ sung do bào mòn cơ học, C2 = 0,4(mm)

C3: Hệ số bổ sung do dung sai âm C3 = 0,12 (mm) (Bảng XIII.9-Trang 364Sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hoá chất tập 2)

 C = 1,5 + 0,4 + 0,12 + 0,4 =2,42 (mm)

Bề dày thực của thân thiết bị:

S = S’ + C = 0,69 + 2,42 = 3,11 (mm)

Vậy chọn bề dầy thân của thiết bị là 4 (mm)

Kiểm tra điều kiện bền:

=



,



= 2,6×10-3 < 0,1



Áp suất cho phép trong thân thiết bị khi bề dày S = 4 (mm)

[ ]=



×[ ]×∅ ×(

(



)

)



=



×



,



× ,

(



×(

, )



, )



= 0,72 (N/mm2)



 [P] > P

Vậy thân tháp có bề dày S = 4 (mm) thỏa mãn điều kiện bền và áp suất làm việc.



51



Khối lượng thân tháp:

mt = v×ρ = ×(







)×H×ρ = ×(1,503 − 1,5 )×3×1,01×7,85×103



= 168,3 (kg)

Khối lượng của miếng đỡ bộ phận phân phối lỏng và cửa thăm thiết bị là: m1=

1(kg).

2.4.4. Tính đáy và nắp

Chọn nắp và đáy thiết bị dạng elip tiêu chuẩn, có gờ.

Chọn vật liệu đáy và nắp thiết bị cùng với vật liệu làm thân tháp là thép không gỉ

CT3

Các thông số đã biết:

- Đáy và nắp làm bằng thép không gỉ CT3

- C = 2,42 (mm)

- Đường kính tháp D = 1500 (mm)

- Chọn elip tiêu chuẩn  tỷ số: hb/D = 0,25

hb: Chiều cao phần lồi của đáy, (m)





hb = D  0,25 = 1,5 0,25 = 0,375 (m)



Bán kính cong phía trong ở đỉnh đáy Rt:

Rt =



=



×



× ,



= 1500 (mm)



×



Bề dày tối thiểu của đáy và nắp:

S=



×

×[ ]×



=



× ,

×



,



× ,



= 0,69 (mm)



Bề dày thực tế của đáy và nắp:

S = S’ + C = 0,69 + 2,42= 3,11 (mm)

Chọn bề dày đáy bằng bề dày nắp và bằng bề dày thân tháp là 4 (mm)



52



Kiểm tra điều kiện bền:

=



,



= 2,6×10-3 < 0,125



Áp suất cho phép trong thân thiết bị khi bề dày S = 4 (mm)

[ ]=

 [P] > P



×[ ]×∅ ×(

(



)

)



=



×



,



× ,



×(



(



, )



, )



= 0,72 (N/mm2)



Vậy bề dày của đáy và nắp là S = 4 (mm)



Chọn đáy và nắp elip có gờ, chiều cao gờ h = 25 (mm), (Các thông số được lấy theo

bảng XIII.10 và XIII.11 – Trang 382 - Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa

chất, Tập 2). Ta có các thông số sau:

Bảng 2.10 Các thông số của đáy và nắp.

STT



Đại lượng



Đơn vị



Thông số



1



Đường kính D



mm



1500



2



Chiều cao ht



mm



375



3



Bề mặt trong



m2



2,56



4



Thể tích, m3



m3



486



Đường



mm



5



6



7



kính



phôi

Khối



lượng



kg/m3



riêng

Khối lượng



Kg



1810



1,01 x 7,85.103



123



53



2.4.5. Tính bích

2.4.5.1.



Tính bích nối nắp với thân



Bích được dùng để ghép nắp với thân thiết bị và để nối các phần của thiết bị với

nhau.

Chọn kiểu bích liền vì áp suất làm việc không cao.

Vật liệu là thép CT3

Chọn kiểu bích I (bảng XIII.27 – Trang 417 Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ

hóa chất, tập 2).

Các thông số đo của bích như sau:

Bảng 2.11 Thông số của bích dùng để ghép nắp với thân thiết bị

STT



Đại lượng



Đơn vị



Thông số



1



Px106



N/m2



0,12753



2



Dt (đường kính trong)



Mm



1500



3



D0 (đường kính ngoài)



Mm



1513



4



Db (đk tâm bulông)



Mm



1590



5



D (đk ngoài bích)



Mm



1640



6



Dl (đk mép vát)



Mm



1560



7



Đường kính bulong db



Mm



M20



8



Số bulông Z



Cái



32



9



h



Mm



25



54



Khối lượng của bích:

m2 = v×ρ = ×(







)×H×ρ = ×(1,513 − 1,5 )×0,025×1,01×7,85×103 =



6,09 (kg)

2.4.5.2.



Tính mặt bích nối ống dẫn khí vào và ra



Ống dẫn khí vào có d = 500 mm

Chọn loại bích kiểu 1 (Bảng XIII.27 – Trang 417 – Sổ tay quá trình và thiết bị công

nghệ hóa chất, tập 2)

Bảng 2.12 Thông số của bích nối ống dẫn khí với thiết bị.

STT



Đại lượng



Đơn vị



Thông số



1



Đường kính ống Dy



mm



500



2



Đường kính ngoài D0



mm



511



Đường kính ngoài của bích



mm



3



4



5



D

Đường kính tâm bulon Db



mm



Đường kính ngoài mép vát



mm



D1



630



580



550



6



Đường kính bulon db



mm



M20



7



Số bulong Z



Cái



20



8



Chiều cao bích H



Mm



20



55



Khối lượng bích:

m3 = v×ρ = ×(







)×H×ρ = ×(0,63 − 0,511 )×0,02×1,01×7,85×103 =



16,9 (kg)

2.4.6. Tính chân tháp

Khối lượng thân thùng rửa khí rỗng: mt = 168,3 (kg)

Khối lượng đáy và nắp: mđn = mđáy + mnắp = 123 × 2 = 247 (kg)

Khối lượng các phần bệ đỡ bộ phận phân phối lỏng và cửa thăm thùng rửa khí rỗng

là: m1 = 1 (kg)

Khối lượng bích nối nắp, đáy với thân thùng rửa khí rỗng: m2 =6,09 kg

Khối lượng bích nối ống với thùng rửa khí rỗng: m3 = 16,9 kg.

Khối lượng của dung dịch nước trong tháp:

mdd = ×



×H×ρx = ×1,52×3×1000 = 5298,75 (kg)



Khối lượng đĩa phân phối khí, bulong có khối lượng quá nhỏ so với khối lượng

dung dịch nước được phun vào thùng rửa khí rỗng nên có thể bỏ qua.

Khối lượng của toàn tháp:

m = mdd + mt + mđn + m1 + m2 + m3

= 5298,75 + 168,3 + 247 + 1+ 6,09 +16,9= 5738,04 (kg)

→Tải trọng của tháp:

P = mg = 5738,04 × 9,81 =56290 (N)

Chọn chân đỡ tháp: Chọn tháp có 4 chân đỡ ống thép tròn, có tải trọng trên mỗi

chân:

G= =



= 14072,5 N = 1,40725×104 (N)



Chọn tải trọng cho phép trên 1 chân là: 2,5.104 (N)



Xem Thêm
Tải bản đầy đủ (.pdf) (76 trang)

×