ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ THÁP MÂM CHÓP ĐỂ CHƯNG CẤT
RƯỢU ETYLIC NĂNG SUẤT SẢN PHẨM : 1000
l/h

Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 2
THIẾT KẾ THÁP MÂM CHÓP ĐỂ CHƯNG CẤT
RƯỢU ETYLIC NĂNG SUẤT SẢN PHẨM : 1000
l/h


Hải, và các thầy cô bộ môn Máy và Thiết Bị khoa Công nghệ Hóa h
ọc và Dầu khí trường
Đại học Bách khoa thành phố Hố Chí Minh. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lê Xuân Hải
và các thầy cô khác cũng như các bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án. CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
I. NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN
Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 4
Nhiệm vụ cụ thể của Đồ án môn học này là thiết kế hệ thống cô đặc chân không gián
đoạn dung dịch KOH từ nồng độ 25% đến nồng độ 40%, năng suất 2.5m
3
/mẻ, sử dụng ống
chùm.
II. TÍNH CHẤT NGUYÊN LIỆU
- KOH là một khối tinh thể trong suốt, màu trắng, ăn da mạnh.
- Nhiệt độ nóng chảy là 360.4
0
C (khan).

ể 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 ngồi tác dụng lên mặt thống mà quá trình kết tinh đó xảy ra
ở nhiệt độ cao hay thấp và đôi khi phải dùng đến máy lạnh.

3. Phân loại và ứng dụng
a. Theo cấu tạo

• Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hồn tự nhiên) dùng cô đặc dung dịch khá
lỗng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hồn tự nhiên của dung dịch dễ dàng qua bề mặt truyền
nhiệt. Gồm:
- Có buồng đốt trong (đồng trục buồng bốc), có thể có ống tuần hồn trong
hoặc ngồi.
- Có buồng đốt ngồi ( không đồng trục bu
ồng bốc).
Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 5
• 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 hồn ngồi.
- Có bu
ồng đốt ngồi, ống tuần hồn ngồi.
• Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng, chảy một lần tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm
biến chất sản phẩm. Đặc biệt thích hợp cho các dung dịch thực phẩm như dung dịch nước
trái cây,hoa quả ép…Gồm:
- Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt trong hay ngồi: dung dịch sôi tạo bọt khó

i gian.
- Nhiệt độ hơi thứ thấp, không dùng được cho mục đích khác.
- Khó giữ được độ chân không trong thiết bị.
IV. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Thuyết minh quy trình công nghệ
- Khởi động bơm chân không đến áp suất Pck = 0.65 at.
Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 6
- Sau đó bơm dung dịch ban đầu có nồng độ 25% từ bể chứa nguyên liệu vào nồi cô đặc
bằng bơm ly tâm. Quá trình nhập liệu diễn ra trong vòng 15 phút đến khi nhập đủ 2.5m
3
thì
ngừng.
- Khi đã nhập liệu đủ 2.5m
3
thì bắt đầu cấp hơi đốt (là hơi nước bão hòa ở áp suất 3 at)
vào buồng đốt để gia nhiệt dung dịch. Buồng đốt gồm nhiều ống nhỏ truyền nhiệt (ống
chùm) và một ống tuần hồn trung tâm có đường kính lớn hơn. Dung dịch chảy trong ống
được gia nhiệt bởi hơi đốt đi ngồi ống. Dung dịch trong ống sẽ sôi và tuần hồn qua ống
tuần hồ
n (do ống tuần hồn có đường kính lớn hơn các ống truyền nhiệt nên dung dịch trong
ống tuần hồn sẽ sôi ít hơn trong ống truyền nhiệt, khi đó khối lượng riêng dung dịch trong
ống tuần hồn sẽ lớn hơn khối lượng riêng dung dịch trong ống truyền nhiệt vì vậy tạo áp
lực đẩy dung dịch từ ống tuần hồn sang các ống truyền nhiệt). Dung môi là nước bốc hơi
và th
ốt ra ngồi qua ống dẫn hơi thứ sau khi qua buồng bốc và thiết bị tách giọt. Hơi thứ
được dẫn qua thiết bị ngưng tụ baromet và được ngưng tụ bằng nước lạnh, sau khi ngưng
tụ thành lỏng sẽ chảy ra ngồi bồn chứa. Phần không ngưng sẽ được dẫn qua thiết bị tách
giọt để chỉ còn khí không ngưng được bơm chân không hút ra ngồi. Hơi đốt khi ngư

d Thiết bị tách lỏng

Thiết bị tách lỏng được đặt sau thiết bị ngưng tụ baromet nhằm để tách các cấu tử
bay hơi còn sót lại, chưa kịp ngưng tụ, không cho chúng đi vào bơm chân không.
Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 7
e Các thiết bị phụ trợ khác
- Bẫy hơi
- Các thiết bị đo áp suất, đo nhiệt độ, các loại van.
Đồ án mơn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xn Hải

SVTH : trang 8
Tỉ lệ:
Chức năng
CNBM
GVHD
SV TT
Họ tên Chữ ký
Ngày HT
Ngày BV
VŨ BÁ MINH
MA I ANH DŨNG
LÊ XUÂN HẢI
BẢN VẼ QUI TRÌ NH
CÔNG NGHỆ
Trường Đại học Bách K hoa Tp.Hồ Chí Mi nh
Khoa Công Nghệ Hoá học
BỘ MÔN MÁY VÀ THIẾT BỊ
Bản vẽ số:02

1 X18H10T
ỐNG DẪN HƠI ĐỐT
1
X18H10T
ỐNG THÔNG ÁP 1 X18H10T
ỐNG DẪN HƠI THỨ
d=50, δ=3.5
1 X18H10T
ÁP K Ế 3
NHIỆT KẾ
2
THIẾT BỊ CÔ ĐA ËC
d=160, δ=5
1 X18H10T
ỐNG XẢ KHÍ KHÔNG N GƯNG
1 X18H10T
ỐNG THÁO NƯỚC NGƯNG
1
BỒN CHỨA SẢN PHẨM
1
BẪY HƠI
1
THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET
d=25, δ=3.5
1 X18H10T
ỐNG DẪN NƯỚC VÀO
1
X18H10T
ỐNG DẪN HƠI THỨ
VÀO

7
20
BƠM CHÂN KHÔNG
d=400, δ=13
X18H10T
1
D=500, Η=4900
3
d=300
d=100
22/06/05
28/06/05
Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 9
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH
A. CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
I. CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Các số liệu ban đầu:
• Dung dịch KOH có:
- Nhiệt độ đầu 25
o
C, nồng độ đầu 25%.
- Nồng độ cuối 40%.
• Chọn hơi đốt là hơi nước bão hòa ở áp suất 3at.
• Aùp suất ngưng tụ: P
ck
= 0.65 at.
Cô đặc gián đoạn với năng suất 2.5m
3

x
đ
, x
c
: nồng độ đầu và cuối của mỗi giai đoạn
G
đ
.x
đ
, G
c
.x
c
: khối lượng KOH trong dung dịch, kg
a Giai đoạn 25% đến 30%

G
đ
= 2.5m
3
= 2.5*1239 = 3097.5 kg
x
đ
= 0.25 ; x
c
= 0.3
• Lượng sản phẩm ( là dung dịch KOH 30% )
G
c
= G

3.0
*25.2581
x
x
.G
c
ñ
ñ
==
kg
W = G
đ
– G
c
= 2581.25 – 2212.5 = 368.75 kg
c Giai đoạn 35% đến 40%

G
đ
= 2212.5 kg ; x
đ
= 0.35 ; x
c
= 0.4
Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 10
937
5
.1935

II. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
Aùp suất thiết bị ngưng tụ P
o
= 0.35 at.
⇒
Nhiệt độ hơi thứ ở thiết bị ngưng tụ t
o
= 72.05
o
C ( Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [1] ).
Chọn tổn thất nhiệt độ từ nồi cô đặc về thiết bị ngưng tụ
K
1
'''
=
Δ
.
⇒
Nhiệt độ hơi thứ ở buồng đốt t
1
= 72.05 + 1 = 73.05
o
C.
Đây cũng là nhiệt độ sôi của dung môi (là nước) trên mặt thống dung dịch
)P(sdm
1
t =
73.05
o
C.

2
t
OH
dd
t
OH
dd
P
P
P
P
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛461.1
033.1
P
3636.0
)t(OH
2
=

51.0P
)t(OH
2
=⇒
4 at
Vậy nhiệt độ sôi của nước ở 0.51 at là t = 81.54
o
C ( Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [2] )
⇒ Nhiệt độ sôi của dung dịch KOH 25% ở P

Tính theo ví dụ 4.8 trang 207 Tài liệu [4]

)P(sdm)P(sdm)P(sdd)P(sdd
''
1tb1tb
tttt −=−=Δ
Với: P
tb
= P
1
+ 0.5
hh
ρ
.g.H
op
= P
1
+
Δ
P
• Δ P = 0.5
hh
ρ
.g.H
op

•
ddhh
2
1

Chiều cao ống truyền nhiệt

dm
ρ
: Khối lượng riêng dung môi ở t
sdm

*
Chọn chiều cao ống truyền nhiệt H
o
= 1.5m

Tính cho trường hợp dung dịch KOH 25%
Do trong khoảng nhiệt độ nhỏ, hiệu số
dmdd
ρ
ρ
−
thay đổi không đáng kể nên ta chọn
tra
dmdd
,
ρ
ρ
ở 15
o
C

3
dm

=
+
=
Δ+=⇒

Nhiệt độ sôi của H
2
O ở 0.394 at là 74.998
o
C 99.74
≈
o
C ( Bảng I.251 trang 314 Tài liệu
[1] )
Độ tăng nhiệt độ sôi do cột thủy tĩnh

94.105.7399.74tt
)P(sdm)P(sdm
''
1tb
=−=−=Δ
o
C
⇒ nhiệt độ sôi dung dịch KOH 25% ở áp suất P
1
+ P
Δ48.8394.154.81t

''
D
QQ.c.Di.Wt.c.Gt.cGi).1.(D.c.D. ±+++=+−+
θϕθϕ

Với
D : lượng hơi đốt sử dụng, kg

%5=
ϕ
: tỉ lệ nước ngưng bị cuốn theo

θ
: nhiệt độ nước ngưng,
o
C
C : nhiệt dung riêng nước ngưng ở
C
o
θ
, J/kg độ
c
đ
, c
c
: nhiệt dung riêng dung dịch đầu và cuối mỗi giai đoạn, J/kg độ
t
đ
, t
c

).r
r =
θ
.ci
''
D
− : nhiệt hóa hơi của nước ở áp P
Đ

*
Nhiệt dung riêng của dung dịch
Tính theo công thức 4.11 trang 182 Tài liệu [4]
c
dd
= 4190.(1-x) + c
1
.x
Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 13
Trong đó
x: nồng độ dung dịch
c
1
: nhiệt dung riêng KOH khan, J/kg độ
Theo công thức 4.12 trang 183 Tài liệu [4]
c
1
=
936

w
i =2632.2*10
3
J/kg ( Bảng I.250 trang 312 Tài liệu [1] )
*
Tổn thất nhiệt Q
t
= 0.05*Q
D

*
Xem nhiệt cô đặc là không đáng kể
a Giai đoạn đưa dung dịch 25% từ 25
o
C đến 83.48
o
C
G
đ
= G
c
= 3097.5 kg
c
đ
= c
c
=3376.5 J/kg độ
t
đ
= 25

3
8
=
−
kg
b Giai đoạn đưa dung dịch từ 25% đến 30%

G
đ
= 3097.5 kg ; c
đ
=3376.5 J/kg độ ; t
đ
=83.48
o
C
G
c
= 2581.25 kg ; c
c
= 3213.8 J/kg độ ; t
c
= 85.37
o
C
W = 516.25
Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình:
Q
2
= 2581.25*3213.8*85.37 – 3097.5*3376.5*83.48 + 516.25*2632.2*10

3
8
=
−
kg
c Giai đoạn đưa dung dịch từ 30% đến 35%

G
đ
= 2581.25 kg ; c
đ
= 3213.8 J/kg độ ; t
đ
= 85.37
o
C
G
c
= 2212.5 kg ; c
c
= 3051.1 J/kg độ ; t
c
= 89.77
o
C
W = 368.75 kg
Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình
Q
3
= 2212.5*3051.1*89.77 – 2581.25*3213.8*85.37 + 368.75*2632.2*10


G
đ
= 2212.5 kg ; c
đ
= 3051.1 J/kg độ ; t
đ
= 89.77
o
C
G
c
= 1935.9375 kg ; c
c
= 2888.4 J/kg độ ; t
c
= 95.37
o
C
W = 276.5625 kg
Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình
Q
4
= 1935.9375*2888.4*95.37 – 2212.5*3051.1*89.77 + 276.5625*2632.2*10
3

Q
4
= 6.55*10
8

+ 12.57*10
8
+ 9.14*10
8
+ 6.89*10
8
=35.04*10
8
J
*
Tổng lượng hơi đốt
D = 312.25 + 609.47 + 443.16 + 334.07 =1698.95 kg
*
Lượng hơi đốt riêng
D
riêng
= 46.1
5625.1161
95.1698
W
D
== kg/kg hơi thứ
*
Tóm tắt cân bằng năng lượng
Nồng độ dung dịch. %
25(25
o
C) 25(83.48
o
C) 30 35 40

2

q
2
: nhiệt tải riêng phía dung dịch sôi, W/m
2

q
v
: nhệt tải riêng phía vách ống truyền nhiệt, W/m
2

1
v
t
: nhiệt độ trung bình vách ngồi ống,
o
C
2
v
t : nhiệt độ trung bình vách trong ống,
o
C
t
D
: nhiệt độ hơi ngưng, t
D
= 132.9
o
C

α
(1)
Theo công thức V.101 trang 28 Tài liệu [2]

4
1
1
H*t
r
*A*04.2
Δ
=
α
(2)
Với A=
25.0
32
.
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
μ
λρ
phụ thuộc vào nhiệt độ màng t
m

SVTH : trang 16
r = 2171*10
3
J/kg
H = 1.5 m: chiều cao ống truyền nhiệt
1.1.2 Phía dung dịch

q
2
=
22
t.Δ
α
(3)
Theo công thức VI.27 trang 71 Tài liệu [2]

435.0
dd
n
n
dd
2
n
dd
565.0
n
dd
n2
.
c

ρ
λ
λ
αα
(4)
Trong đó
nnnn
,c,,
μ
ρ
λ
: hệ số dẫn nhiệt (W/mK), khối lượng riêng (kg/m
3
), nhiệt dung riêng (J/kg
độ), độ nhớt (Pas) của nước
dddddddd
,c,,
μ
ρ
λ
: các thông số của dung dịch theo nồng độ
n
α
: hệ số cấp nhiệt tương ứng của nước, W/m
2
K

15.07.0
n
p*q*56.0=

μ
= 0.38619*10
-3
Ns/m
2

n
λ
= 66.983*10
-2
W/mK
*
Các thông số của dung dịch
•
dd
μ
tra ở bảng I.107 trang 101 Tài liệu [1] ( ở 40
o
C )
•
dd
λ
tính theo công thức I.32 trang 123 Tài liệu [1]
3
dd
dd
dddd
8
M
**c*10*58.3

83.48 85.37 89.77 95.37
dd
ρ
, kg/m
3

1239 1291 1344 1399
c
dd
, J/kg độ
3376.5 3213.8 3051.1 2888.4
dd
μ
, Ns/m
2

1.31*10
-3
1.57*10
-3
1.83*10
-3
2.09*10
-3

Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 17
M
dd

1
v
r
1
rr
1
r
δ

Lấy
4000
1
r
1
r
1
21
== , (W/mK)
-12
v
=
δ
mm: bề dày ống truyền nhiệt

=
v
λ

K
α
α
, W/m
2
K
Do không biết chính xác nhiệt độ vách ống truyền nhiệt nên phải thực hiện tính lặp như
sau
1
Chọn
1
v
t (< t
D
)
1
tΔ⇒
2
Tính
1
α
theo công thức (2)
3
Tính q
1
theo công thức (1)
4
Tính
v
tΔ theo công thức (6) với q

21
qq.
2
1
+
9
Xác định sai số ss =
1
tb1
q
qq −

Nếu ss > 5% thì chọn lại
1
v
t và lặp lại quá trình tính đến khi đạt sai số nhỏ
10
Tính K theo công thức (7)
1.2 Tính K cho các giai đoạn
a. Tímh ở nồng độ 25%

Chọn
Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 18
• K2.5t7.127t
1v
1
=Δ⇒=
• Tính

K
•
2
111
m/W968.465592.5*84.8953t.q ==Δ=
α

• C6.2810*143.6*968.46559r.qt
o4
v1v
===Δ
−
∑

C1.996.287.127t
o
v
2
=−=⇒
C62.1548.831.99t
o
2
=−=Δ⇒
• 21.499616.35669*968.46559*56.0p*q*56.0
15.07.015.07.0
1n
===
α
W/m
2

⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
−
−
α

Km/W74.3024
2
2
=
α

• 44.4724662.15*74.3024t.q
222
=
=Δ=
α
W/m
2

•
()()
2
21tb

74.3024
1
10*143.6
94.8953
1
1
2
4
=
++
−

b. Tính ở nồng độ 30%

Tính tương tự
C2.128t
o
v
1
=

K =
Km/W8.911
84.2676
1
10*143.6
63.9186
1
1
2

Tính tương tự
C130t
o
v
1
=
Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 19
K =
Km/W87.798
98.1847
1
10*143.6
92.10379
1
1
2
4
=
++
−

o Bảng tóm tắt
Nồng độ dung dịch,% 25 30 35 40
t
sdd
,
o
C 83.48 85.37 89.77 95.37

ss, % 0.7 0.6 0.9 0.5
2. Hệ số truyền nhiệt trong quá trình gia nhiệt dung dịch ban đầu từ 25
o
C đến
83.48
o
C
2.1 Các kí hiệu và công thức
Các kí hiệu
1
α
,
2
α
, q
1
,

q
2
,

q
v
,
1
v
t
,
2


r = 2171*10
3
J/kg
H = 1.5 m
2.1.2 Phía vách

∑
Δ
=
v
v
v
r
t
q∑
−−
=
124
v
)Km/W(10*143.6r
2.1.3 Phía dung dịch

222
t.q Δ=
α



2
dd
2dd
3
dd
g.t l
Gr
μ
βρ
Δ
=

*
C và n phụ thuộc vào Pr và Gr như sau
 Gr.Pr
3
10
−
≤
thì Nu = 0.5
 Gr.Pr 50010
3
→=
−
thì
(
)
125.0
Pr.Gr18.1Nu =

nhiệt độ màng
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+=
2
v
dd
_
m
tt
2
1
t

Với
C24.54)2548.83(
2
1
t
o
dd
_
=+=3

C
0 20 40 60 80 100 120
3
10.
−
β

0.425 0.455 0.48 0.505 0.535 0.57 0.605
2.1.4 Hệ số truyền nhiệt
∑
++
=
2
v
1
1
r
1
1
K
αα
, W/m
2
K
*
Trình tự tính lặp
(1).
Chọn
1v
tt

Tính q
tb
=
()
21
qq2
1
+

Đồ án môn học Máy và Thiết bị GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

SVTH : trang 21
(8). Tính ss =
q
qq
tb1
−
, tính cho đến sai số nhỏ (và phải nhỏ hơn 5% )
2.2 Thực hiện tính lặp
(1).
Chọn C3.121t
o
v
1
=
K6.113.1219.132t
1
=−=Δ⇒

t


(4).

∑
===Δ
−
K95.5110*143.6*29.84560r.qt
4
v1v

C35.6995.513.121t
o
v
2
=−=⇒
K11.1524.5435.69t
2
=−=Δ⇒

(5).
Tính
2
α

67.7
577.0
10*31.1*5.3376
.c
Pr
3

ta thấy Gr.Pr > 2.10
7
99.14454)Gr(Pr**135.0Nu
33.0
==⇒
35.5560
l
.Nu
dd
2
==⇒
λ
α
W/m
2
K
(6).

2
222
m/W89.84016t.q =Δ=
α

(7).
q
tb
= 84288.59W/m
2

(8).


d.F⇒
T=
()
tTK
dQ
−

Lấy tích phân ta được
F.T
2
=
()
∫
−
Q
0
tTK
dQ
(1)
T
2
: thời gian cơ đặc ( khơng kể thời gian gia nhiệt cho dung dịch đầu đến 83.48
o
C ), s
Q : nhiệt lượng tiêu tốn cho q trình này, J
*
Ta tính tích phân (1) bằng đồ thị. Cần xác định Q,
()
tTK

−

Đồ thò xác đònh thời gian cô đặc và bề mặt truyền nhie
ä
t
0
1
2
3
4
0 5 10 15 20 25 30

Từ việc tính tích phân đồ thị ta có
• Giai đoạn 1 ( 25%
→
30% ) : S
1
= F. T
1
= 26268 m
2
.s
• Giai đoạn 2 ( 30%→35% ) : S
2
= F. T
2
= 21550 m
2
.s
• Giai đoạn 3 ( 35%

 Giai đoạn 1 : T
1
= 26268 / 28.04 = 936.8 s
 Giai đoạn 2 : T
2
= 21550 / 28.04 = 768.55 s
 Giai đoạn 3 : T
3
= 19488 / 28.04 = 694.65 s
*
Thời gian gia nhiệt ban đầu
.F.t.KQ Δ= TT =
F.t.K
Q
Δ

Với Q : nhiệt lượng dùng cho gia nhiệt, J
K : hệ số truyền nhiệt cho quá trình gia nhiệt, W/m
2
K

tΔ : chênh lệch nhiệt độ, K

()( )
K89.74
48.839.132
259.132

Ta lấy an tồn : F = 33.65 m
2
( 20%)
Chiều cao ống truyền nhiệt : H = 1.5m
Chọn ống truyền nhiệt có đường kính : d
ng
= 45mm
: d
tr
= 41mm
⇒ Số ống cần :

H.d nF
tr
π
=
175
5.1.041.0.
65.33
H.d.
F
n
tr
=
π
=
π
=⇒ ống
• Xếp ống theo hình lục giác đều ( theo Tài liệu [2] trang 48 )
 Số hình lục giác đều : 8 hình

S
2
2
2
tr
2
)th(tr
o
th
==
π
π
=
thỏa
Số ống truyền nhiệt bị chiếm chỗ
Gọi m : là số ống nằm trên đường chéo ống tuần hồn

()
()
1m.td
thng
−=
()
6.61
58
325
1
t
d
m

gờ
= 50 mm
Chiều cao phần nón h
n
= 618 mm
Thể tích đáy nón V
đáy
= 0.282 m
3

Thể tích truyền nhiệt và ống tuần hồn
V
ô
=
463.05.1*
4
315.0
*5.1*
4
041.0*
*175
22
=π+
π
m
3

Cuối quá trình cô đặc V
dd
= 1.38 > 0.282 +0.463


1
ρ
: khối lượng riêng hơi thứ ở áp suất P
1
= 0.36 at

1
ρ
= 0.2224 kg/m
3
( Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [1] )
T
1
: thời gian gia nhiệt giai đoạn đầu ( từ 25% đến 30% )
T
1
= 936.8 s
47
8
.2
8.936*2224.0
25.516
V
hôi
==⇒
m
3
/s
 Vận tốc hơi

ρξ
ρρ
ω
−
=

Trong đó

l
ρ
: khối lượng riêng giọt lỏng, kg/m
3h
ρ
: khối lượng riêng hơi thứ,
h
ρ
= 0.2224 kg/m
3

d
l
: đường kính giọt lỏng, d
l
= 0.3 mm = 3*10
-4
m