MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU
Nm hc 2002 – 2003
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : Võ Thò Ngọc Tươi
SVTH: Võ Ngọc Tiệp - Trang 2- MSSV:69902203
CHƯƠNG2 : CÂN BẰNG VẬT CHẤT
I. CÂN BẰNG VẬT CHẤT:
1. Đồ thị cân bằng acetone- nước
2. Xác định chỉ số hồi lưu
a) Chỉ số hồi lưu tối thiểu
b) Chỉ số hối lưu thích hợp
II. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG:
1. Cân bằng năng lượng cho tháp chưng cất:
2. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ
3. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị làm nguội
4. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt
CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH
I. ĐƯỜNG KÍNH THÁP:
1. Đường kính đoạn cất:
2. Đường kính đoạn chưng:
II. CHIỀU CAO THÁP:
III. TRỞ LỰC CỦA THÁP:
CHƯƠNG 4 : TÍNH TỐN CƠ KHÍ
I. TÍNH CHIỀU DÀY THÂN THÁP
II. TÍNH ĐÁY, NẮP THIẾT BỊ
1. Nắp
2. Đáy
III. TÍNH ĐƯỜNG KÍNH VÀ BULON ỐNG DẪN
1. Ống dẫn hơi:
2. Ống nhập liệu:

Nhiệm vụ thiết kế: tính tốn hệ thống chưng luyện liên tục để tách hỗn hợp hai cấu tử :
acetone – nước với các số liệu sau đây:
Năng suất sản phẩm đỉnh : 1500 Kg/h
Nồng độ sản phẩm đỉnh : 95% theo khối lượng
Nồng độ nhập liệu : 30%
Ap suất làm việc : áp suất thường.
CHƯƠNG 1 :GIỚI THIỆU CHUNG

1. Giới thiệu sơ bộ :
Acetone có cơng thức phân tử : CH
3
COCH
3
.Khối lượng phân tử bằng 58 đvC
Acetone là chất lỏng sơi 56.1
0
C, tan vơ hạn trong nước, nó là dung mơi cho
nhiều chất hữu cơ… Nó hồ tan tốt tơ axetat, nitrơ xenluloz, nhựa phenol
focmandehyt, chất béo, dung mơi pha sơn, mực in ống đồng. Acetone là ngun liệu
để tổng hợp thủy tinh hữu cơ.
Từ Acetone có thể tổng hợp xeten, sumfonal (thuốc ngủ), các halofom….

3
COCH
3
+ HCN  CH
3
- C - CN

3
1
HC
( pH= 4 -8 )
Phản ứng ngưng tụ :

1
OH

11
O

CH
3
-CO-CH
3
+ HCH
2
C=O  CH
3
-C-CH
2
-C-CH

4
…
Bị gãy mạch cacbon.

Phản ứng khử hố:
CH
3
COCH
3
+ H
2
 CH
3
CHOH-CH
3

Điều chế :
Oxy hóa rượu bậc hai:
CH
3
CHOH-CH
3
 CH
3
COCH
3
+ H
2
O
Theo phương pháp Piria : nhiệt phân muối canxi của axit cacboxylic:

O
\
Cl
Phản ứng Kucherơv:
CH
3
-CCH + H
2
O  

H/4HgSO
CH
3
-C-CH
311
O2. Cơng nghệ chưng cất hỗn hợp Acetone –Nước :
Ta có Acetone là một chất lỏng tan vơ hạn trong nước và nhiệt độ sơi của
Acetone ( 56.1 0C ở 760 mmHg) và Nước ( 100 0C ở 760 mmHg) : là khá cách xa
nhau nên phương pháp hiệu quả nhất để thu được Acetone tinh khiết là chưng cất phân
đoạn dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp.
Chọn loại tháp chưng cất và phương pháp chưng cất :
Chưng cất là q trình phân tách các hỗn hợp lỏng thành các cấu tử riêng biệt
dựa vào sự khác nhau về độ bay hơi của chúng ( hay nhiệt độ sơi ), bằng cách lặp đi
lặp lại nhiều lần q trình bay hơi – ngưng tụ, trong đó vật chất đi từ pha lỏng vào pha

Trở lực thấp
Tuy nhiên tháp đệm cũng có nhược điểm là:
Hiệu suất thấp
Độ ổn định kém.
Thuyết minh quy trình cơng nghệ:
Hỗn hợp Aceton – nước có nồng độ Aceton 30% (theo số mol), nhiệt độ khoảng
27
0
C tại bồn chứa ngun liệu (1), được bơm qua thiết bị gia nhiệt ( trao đổi nhiệt với
sản phẩm đáy)(5). Sau đó được đưa đến thiết bị đun nóng nhập liệu(6) bằng hơi nước
bão hòa, ở đáy nhập liệu được đưa đến nhiệt độ sơi và được đưa vào tháp chưng
cất(11). Trong tháp, hơi đi từ dưới lên gặp chất lỏng từ trên xuống. Ở đây có sự
tiếp xúc và trao đổi nhiệt giữa hai pha với nhau. Pha lỏng chuyển động trong phần
chưng càng xuống dưới càng giảm nồng độ cấu tử dễ bay hơi vì đã bị nồi đun lơi cuốn
các cấu tử. Nhiệt độ càng lên trên càng thấp , nên khi hơi đi từ dưới lên thì cấu tử có
nhiệt độ sơi cao là nước sẽ ngưng tụ lại, cuối cùng tren đỉnh tháp ta thu được hỗn hợp
có cấu tử Aceton chiếm nhiều nhất ( 95% theo phần mol ). Hơi này đi vào thiết bị
ngưng tụ(14 ). Một phần lỏng ngưng được hồi lưu về tháp, một phần chất lỏng ngưng
đi qua thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh (17 ). Một phần cấu tử có nhiệt độ sơi thấp
được bốc hơi, còn lại cấu tử có nhiệt độ sơi cao trong chất lỏng ngày càng tăng. Cuối
cùng, ở đày tháp ta thu được hổn hợp lỏng gồm hầu hết cấu tử khó bay hơi (nước).
Hỗn hợp lỏng ở đáy có nồng độ Aceton là 3% theo phần mol, còn lại là nước. Dung
dịch lỏng ở đáy tháp được đun tại nồi đun (12 ) ,bốc hơi cung cấp lại cho tháp để tiếp
tục làm việc, phần còn lại trao đổi nhiệt với nhâp liệu.
Hệ thống làm việc liên tục cho ra sản phẩm đỉnh là Aceton, sản phẩm đáy sau
khi trao đổi nhiệt với nhập liệu được thải bỏ.

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : Võ Thò Ngọc Tươi
SVTH: Võ Ngọc Tiệp - Trang 6- MSSV:69902203


ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : Võ Thò Ngọc Tươi
SVTH: Võ Ngọc Tiệp - Trang 7- MSSV:69902203 CHƯƠNG 2 : CÂN BẰNG VẬT CHẤT

I. Cân bằng vật chất:
Số liệu ban đầu: Năng suất 1500kg/h
Nồng độ dung dịch đầu: x
F
= 30% mol
Nồng độ đỉnh: x
D
= 95% mol
Nồng độ dung dịch đáy: x
W
= 3% mol
Các ký hiệu: F ,

F
:lượng nhập liệu ban đầu (kmol/h), (kg/h)

F
M
1
+ (1-x
F
) M
2
=0,3x58+(1-0,3)18=30kg/kmol
M
tbD
=x
D
M
1
+ (1-x
D
) M
2
=0,95x58+(1-0,95)18=56kg/kmol
M
tbW
=x
W
M
1
+ (1-x
W
) M
2
=0,03x58+(1-0,03)18=19,2kg/kmol

h
/
kmol
27
,
91
F

hay





_
_
W
F
)h/Kg(12.1238
)h/Kg(13.2738



1. Đồ thị cân bằng acetone- nước:
Thành phần cân bằng lỏng (x)- hơi (y) tính bằng phần % mol và nhiệt độ sơi
của hỗn hợp 2 cấu tử ở 760 mmHg


60,7

59,8

59 58,2

57,5

56,9

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : Võ Thò Ngọc Tươi
SVTH: Võ Ngọc Tiệp - Trang 8- MSSV:69902203
Vẽ đồ thị y-x:

Đồ thò cân bằng aceyone- nước
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
Thành phần pha lỏng
Thành phần pha hơi
Đồ thị T- xy
m
D
0,65

R
m
= 0,462
Rm
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1b) Chỉ số hồi lưu thích hợp:
Cho các giá trị Rx
i
> Rx
min
để tìm các giá trị tung độ Bi tương ứng và vẽ các
đường nồng độ làm việc của đoạn luyện ứng với các giá trị Bi đó :
Bi =

xi
+1)

0.600 0.594 11.139 7.2834
0.785 0.532 8.595 7.5321
0.878 0.506 5.934 6.0881
0.970 0.482 5.94 6.7318
1.063 0.460 6.313 7.7737
1.155 0.441 5.928 8.0018

Thể tích tháp là V = f * H
f : tiết diện tháp, m
2

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : Võ Thò Ngọc Tươi
SVTH: Võ Ngọc Tiệp - Trang 10- MSSV:69902203
H : chiều cao làm việc của tháp, m
Ta biết tiết diện của tháp tỉ lệ thuận với lượng hơi đi trong tháp, mà lượng hơi
lại tỉ lệ thuận với lượng lỏng hồi lưu trong tháp, như vậy tiết diện tháp tỉ lệ với lượng
hồi lưu .
Tức là f  ( R
x
+ 1 ) * GD
Trong một điều kiện làm việc nhất định thì G
D
là khơng đổi,
nên f  ( R
x
+ 1).
Còn chiều cao tháp tỉ lệ với số đơn vị chuyển khối H  m

2
3
4
5
6
7
8
9
0 0.5 1 1.5 Đường làm việc :
Phương trình đường làm việc của phần cất : y=
1
R
R

x +
1
R
x
D

= 0.474x +0.5
Phương trình đường làm việc của phần chưng : y=
1
R
f
R


=Q
y
+Q
W
+Q
Xq2
+Q
Ng2
 Nhiệt lượng do hổn hợp đầu mang vào Q
F
(J/h)
Q
F
=
_
F
C
F
t
F

Trong đó:

_
F
= 2783.13(Kg/h)
t
F
= 62.5
O


= 0.58 x 2313.125 + (1 – 0.58) x 4188.265
= 3100.684 (J/Kg.độ)
 Q
F
= 2738.13 x 3100.684 x 62.5 = 0.53 x 10
9
(J/h)
= 147.395(kW)
 Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào tháp Q
D2
(J/h)
Q
D2
= D
2

2
= D
2
(r
2
+ C
2

2
)
Dùng hơi nước ở As 2at , r
2
= 2208 (kJ/Kg) , t

= 57.5
O
C  C
Aceton
= 2296.875 (J/Kg.độ)
C
Nước
= 4188.125 (J/Kg.độ)
C
D
= C
R
=
_
x
D
x C
Aceton
+ (1 -
_
x
D
) x C
Nước

= 0.984 x 2296.875 + (1 - 0.984) x 4188.125
= 2327.135 (J/KG.độ)
G
R
=

D
= 
Acetone
x
_
y
D
+ 
Nước
x (1 -
_
y
D
)

_
y
D
= 0.984

Acetone
= r
Acetone
+ t
D
x C
Acetone


Nước

 Q
y
= 1.96 x 10
9
(J/h) = 544.361 (kW)
 Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra Q
W
:
Trong đó :
_
W
= 1238.12 (Kg/h) ,
_
x
W
= 0.091
t
W
= 85
O
C  C
Acetone
= 2386.25 (J/Kg.độ)
C
Nước
= 4200 (J/Kg.độ)
C
W
= 4034.054 (J/Kg.độ)
 Q

r
x95.0
Q
Q
Q
Q
2
RFwy


= 797.57 (Kg/h)
2. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ:
Ngưng tụ hồn tồn :

_
D
(1 +R) x r
D
= G
nl
x C
n
x (t
2
– t
1
)
Trong đó :
t
1

 r
D
=
_
x
D
x r
Acetone
+ (1 -
_
x
D
) x C
Nước

= 551.93 x 10
3
(J/Kg)
Suất lượng nước cần tiêu tốn:
 G
nl
=
)
tt
(x
C
r
x)1R(xD
12n
D

-t
1
)

t
1
’= 57.5
O
C  Nhiệt độ vào của sản phẩm đỉnh.
t
2
’= 30
O
C  Nhiệt độ ra của sản phẩm đỉnh.
t
1
= 27
O
C  Nhiệt độ vào của nước làm lạnh.
t
2
= 40
O
C  Nhiệt độ ra của nước làm lạnh.
t
tb
= 33.5
O
C  Nhiệt độ trung bình của nước làm lạnh.
C

/
J
(
2283
C
D
D

Lượng nước cần dùng :
G
n3
=
)(
))''((
12
21
_
t
t
C
ttC
r
x
xD
n
DD


= 17292.684(Kg/h)
4. Cân bằng năng lượng cho thiết bị gia nhiệt (tận dụng nhiệt sản phẩm đáy):

55508
27
.CG
'
Q
0
FF
w

ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : Võ Thò Ngọc Tươi
SVTH: Võ Ngọc Tiệp - Trang 14- MSSV:69902203

CHƯƠNG 3 : TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH
I. Đường kính tháp:
Đường kính tháp được xác định theo cơng thức: D=
tb
tb
V

.3600.
.4


Trong đó: V
tb
lượng hơi trung bình đi trong tháp(m
3

y
’
m
=0.474x
’
m
+0.5=0.796
Nhiệt độ trung bình của pha lỏng, pha hơi theo giản đồ T-
x
x
’
m
=0.625

t
’
x
=59
0
C
y
’
m
=0.796

t
’
y
=65
0


Khối lượng riêng của pha lỏng:
x
’
m
=0.625

843.0
'


m
x phần khối lượng
t
’
x
=59
0
C









3
'

x
+1)=2850kg/h
* g
1
: lượng hơi đi vào đoạn cất:
g
1
=G
1
+G
D
=G
1
+G
D
=G
1
+1500
Lượng hơi g
1
, hàm lượng y
1,
lượng lỏng G
1
được xác định theo:






1
)r
n
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : Võ Thò Ngọc Tươi
SVTH: Võ Ngọc Tiệp - Trang 15- MSSV:69902203
r
d
=r
a
nDD
ryy )1(



Tại t
F
=62.5
0
C 





)kg/kj(882.2249r
)kg/kj(285.516r
n
a

Tại t

1
1
1
1

Do đó: g
tb
= )/(915.2478
2
1
hkg
gg
d



Vận tốc hơi đi trong tháp:
Lg
125.0
xtb
ytb
25.0
y
x
16.0
n
x
xtb
3
d


















'
s

:Tốc độ bắt đầu tạo nhũ tương(m/s);
d

:Bề mặt riêng của
đệm(m
2
/m

)
A = 0.125

ytb
= 1.797 (Kg/m
3
)
s
xtb
= 776.39 (Kg/m
3
)
Chọn đệm vòng Raschig bằng sứ, kích thước 25 x 25 x 3 (mm)
Các thơng số đệm:








)
m
600(Kg/
)
m
/
m
0.75(

= 1000 (Kg/m
3
)
L
g
8/14/1
16.0
3
2
s
39.776
797.1
x
689.0
169.0
x75.1125.0
1000
10
x2316.0
x
39.776x76.0x81.9
797.1x165x'
w








=5.19 (m/s)
Đường kính đoạn cất:
D
cất
=
tb
tb
xw3600x
xV4


Lượng hơi trung bình đi trong tháp:
V
tb
(m
3
/h) = g
tb
(Kg/h) x 
ytb
(Kg/m
3
)
= 2478.915 x 1.797 = 1379.47 (m
3
/h)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : Võ Thò Ngọc Tươi
SVTH: Võ Ngọc Tiệp - Trang 16- MSSV:69902203
 D
cất

x
” = 65
O
C
y
m
” = 0.336  t
y
” = 88
O
C
Khối lượng mol trung bình và khối lượng riêng pha hơi:
M
m
” = y
m
” x M
acetone
+ (1 – y
m
”) x M
nước

= 0.336 x 58 + (1 – 0.336) x 18 = 31.44 (Kg/mol)
y” =
"xT4.22
xT
"
M
y

3
"
nuoc
3
"
acetone"
nuoc
"
m
_
"
acetone
"
m
_
"
x
)x1(x1






 
x
” = 869.93 (Kg/m

2
'
g
g
11


Lượng hơi đi vào đoạn chưng g1’ ,lượng hơi lỏng G1’ và hàm lượng lỏng x1’
được xác định theo phương trình cân bằng và cân bằng năng lượng:













11nn11
w
__
w
_
111
_
11

r
1
’ = r
a
.
_
y
w
+ (1 -
_
y
w
).r
b

Tại đáy tháp:
t
w
= 85
O
C 





)Kg/KJ(355.2361r
)Kg/KJ(893.501r
b
a

)h/Kg(46.1873
2
83
.
2107
09
.
1639



Vận tốc hơi đi trong tháp:

L
g
8/14/1
16.0
3
3
2
s
93.869
061.1
x
52.0
799.0
x75.1125.0
1000
10
x2225.0






t
x
” = 65  
x
” = 0.2225 x 103 (Ns/m
2
)
G
x
= 2877.21 (Kg/h) = 0.799 (Kg/s)
G
y
= 1837.46 (Kg/h) = .052 (Kg/s)
 w
s
’ = 6.22
w
tb
’ = 0.85 x w
s
’ = 5.29 (m/s)

D =
tb
tb

tđ
= K x
a
y
yy
xw










x 
đ
b
x V
đ
c
x
d
x
y
G
G







x
x
y
y
x
G
G
m1
mG
G
log


Trong đó: K : hệ số
a,b,c,d,e,f: các số mũ,tìm bằng thực nghiệm

x
,
y
: Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha hơi
(Kg/m
3
)

x
,

2877
83
.
607

= 1742.52 (Kg/s)
G
y
=
2
'
g
g
1d

=
2
09
.
1639
2850

= 2244.545 (Kg/h)

x
=
2
"
'
xx

3
)
V
đ
= 0.75 (m
3
/m
3
)
w
y
=
2
"'
ss
ww 
=


2
85.022.611.6 x

= 5.24 (m/s)
t
O
tb lỏng
=
2
"
t

hh
= x
1
x lg 
1
+ x
2
x lg 
2
Trong đó: 
1
,
2
:độ nhớt động lực của các cấu tử thành phần
x
1
,x
2
: nồng độ phần mol của các cấu tử trong hổn hợp
t
O
x
= 62
O
C  
1(Acetone)
= 0.227.103 (Ns/m
2
), x
1

2
), x
1
= 0.95

2
= 0.3766.10
-3
(Ns/m
2
), x
2
= 0.05
 lg 
y
= 0.95 x lg 0.2053.10
-3
+ 0.05 lg 0.3766.10
-3
= -3.6744
 
y
= 0.2116.10
-3
(Ns/m
2
)
 h
tđ
= 176.4 x

16.823
x
52.1742
545.2244
038.0
3
3
19.0342.0

























h
đv
= h
1
+
2
x
y
h
G
mG

Trong đó: h
1
: chiều cao của 1 đơn vị chuyển khối đối với pha hơi
h
2
: chiều cao của 1 đơn vị chuyển khối đối với pha lỏng
h
1
=
)m(Pr.Re.
a
V
3/2
y
25.0
y

2
) ( 
x
= 0.4483.10
-9
(Ns/m
2
)
V
đ
: thể tích tự do của đệm (V
đ
= 0.75 (m
2
/m
3
))

x
: Khối lượng riêng pha lỏng (
x
= 823.16 Kg/m
3
)
 :hệ số thấm ướt của đệm ,nó phụ thuộc vào tỷ số giữa mật độ tưới
thực tế lên tiết diện ngang của thép và mật độ tưới thích hợp, xác định bằng đồ thị
(H.IX 16,[5])
U
t
=

x
G

=
)m/kg(16.823
)
h
/
Kg
(
52
.
1742
3
= 2.1176 (m
3
/h)
F
t
: diện tích mặt cắt tháp (m
2
)
F
t
=
2
D
4

=

sy
.
w
.
.
4
.
0


= 59.72
195
10
2116
.
0
24.5429.14.0
3


x
x
xx

Re
x
: Chuẩn số Re pha lỏng
R
x
=

y
: hệ số khuếch tán trong pha hơi (m
2
/s)
D
y
=
2/1
BA
2
3/1
B
3/1
A
2/33
M
1
M
1
)
VV
(P
T.10.3.4








Acetone
=3 x 14.8 + 6 x 3.7 + 7.4 = 74 (cm
3
/mol)
V
Nước
= 18.9 (cm
3
/mol)

)s/m(10.61.1)s/cm(161.0
18
1
58
1
)9.1874(x1
5.349.10.3.4
D
252
2/1
23/13/1
5.13
y








T: 273 + 62 = 335
O
K
’ : độ nhớt của dung dịch (cp)

Nước
’ = 0.4578.10
-3
(Ns/m
2
) = 0.4578 (cp)
: hệ số kết hợp cho dung mơi  = 2.6
V
A
: thể tích mol của dung chất
` V
Acetone
= 74(cm
2
/mol)
 D
x
=
6.0
5.08
74
x
4578
.
0

1
10x2116.0
5
3



(N)
Pr
x
: Chuẩn số Pran của pha lỏng
Pr
x
= )N(59.194
10x8.2x16.823
10x4483.0
D.
9
3
xx
x






Xác định hệ số thấm ướt 
U
tt

.
16
U
U
th
tt


Từ bảng IX.6,[5]   = 1
h
1
=
)m(4.0197.9x59.72x
195x1x123.0
75
.
0
)m(
Pr
.
Re
.
a
V
3/225.0
3/2
y
25.0
x
đ

16.823
10x4483.0
5.025.0
3/2
3











h
đv
= h
1
+
)m(752.1274.0x
52.1742
545.2244x83.3
4.0h.
G
G
.
m
2



Chuẩn số Renoy:


ytđ
.V
.
d
.
yRe





* Phần cất:

8.81810
10.228.0x75.0
797.1x015.0x19.5
.V
.
d
.
Re
3
ycđ
yctđc
yc

tby
65
t
 










8.49M
)m/Ns(10.44.0
)m/Ns(10.22.0
hh
23
n2
23
n1

 )m/Ns(10.228.0
10.44.0
18
x
)
796
.

8.0
y
8
.
1
'
y
kc
V
H.56.1
P





22564
73.0
)10.22.0(x195x797.1x19.5x7x56.1
3
2.052.18.08.1



P
ưc
= (1+K
c
).P
kc
















  K
c
= 52.0
10.228.0
10.3.0
.
39.776
797.1
.
915.2478
83.607
15.5

= 59  lg
x
= 0.625lg0.23.10
-3
+(1-0.625)lg0.469.10
-3

 
x
= 0.3.10
-5
(Ns/m
2
))
 P
ưc
= 34269.92(N/m
2
)

* Phần chưng:
9.8634
10
.
13
.
0
x
75
.

P
2
3
2.042.18.08.1
)ch(H



01.1
10.13.0
10.39.0
x
93.869
061.1
x
46.1873
21.2877
x15.5)ch(K
038.0
4
5
19.0342.0








ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : Võ Thò Ngọc Tươi
SVTH: Võ Ngọc Tiệp - Trang 22- MSSV:69902203 CHƯƠNG 4 :TÍNH TỐN CƠ KHÍ

I. Tính chiều dày thân tháp:

C)
Khối lượng riêng của thép :  = 7.9 x 10
3
(Kg/m
3
)
Hệ số dẫn nhiệt :  = 16.3 (W/m
O
C)
Hệ số an tồn bền kéo : n
k
= 2.6
Hệ số an tồn bền chảy : n
ch
= 1.5
Mơdun đàn hồi :
C85
0
E
= 2.01875 x 10
5
(N/mm
2
)
Nhiệt độ nóng chảy : t
O
nc
= 1400
O
C

'x
2
_
acetone
_






 
hh
= 937.84
 P = 9.81 x10
4
+ 937.84 x 9.81 x11.85 + 52973.77= 261476.3(N/m
2
)=
0.261(N/mm
2
)
Tính hệ số bền của thân hình trụ:

n
= 0.95 (hàn tay hoặc bằng hồ quang điện, giáp mối hai bên)
 = 
n
x 92.095.0x
85

K
K

 [
ch
] =
)m/N(10x67.1461x
5.1
10x220
x
n
26
6
e
ch



[] = min ([
K
], [
ch
]) = 146.47 x10
6
(N/m
2
)




Bề dày thực tế của thân tháp: S = S’ + C
C : Hệ số bổ sung : C = C
a
+C
b
+ C
c
+ C
o

C
a
: Hệ số bổ sung do ăn mòn hố học của mơi trường
C
b
: Hệ số bổ sung do ăn mòn cơ học của mơi trường
C
c
: Hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp
C
o
: Hệ số bổ sung để quy tròn kích thước
C = 10 (năm) x 0.1 (mm/năm) + 0.22 + C
o
=1.22 +C
o


0
x
67
.
146
x
2
)CS(D
)
C
S
.(
].
.[
2
2
at
an







Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử:
 =




)thoả(33.183
2.1
220
12
62.54
92.0)13(2
5
.
0
1
3
400







II. Tính đáy, nắp thiết bị:
1. Tính nắp thiết bị:
Chọn nắp Ellipese tiêu chuẩn loại có gờ.
Chiều dày S được tính :
S’ =
C
h.2
D

100
x
2
400
.
261
.
0
874
.
0
x
75
.
0
x
54
.
211
x
8
.
3
262
.
0
x
400





Kiểm tra áp suất tính tốn cho phép:
[P]=




 
)thoả(Pmm/N2
)14(400
)
1
4
(
x
92
.
0
x
67
.
146
x
2
CSD
C
S
2
2









2. Tính đáy :
Tương tự: D=1200 mm, h=25mm, h
t
=300, s=5mm
III. Tính đường kính và bulon ống dẫn:
Đường kính ống dẫn :
v.
Q.4
d

 (mm)
Q: lưu lượng thể (m
3
/s)
v: vận tốc (m/s)
1. Ống dẫn hơi ra khỏi đỉnh :
Lưu lượng khí đi qua ống:
Gy = )h/Kg(28501500x)9.01(D).R1(
_

Chọn v = 20 (m/s)
 167.0

4. Ống hồn lưu :
d = 50 (mm)
Bích liền bằng kim loại đen:

D
y
D
n
D D
b
D
1
D
b
Z
50 57 140 110 90 M12 4
150 159 260 225 202 M16 8

IV. Tính bích nối
Chọn bích liền khơng cổ. Tính tốn theo phương pháp tải trọng giới hạn. Vật liệu làm
bích cùng loại vật liệu với vật liệu làm thân. Bulon làm bằng thép CT
3

T
0
= 85
0
C
Ứng suất cho phép của vật liệu làm bulon, bích:
[]

Q
a
: lực do áp suất trong thiết bị gây nên.
Q
a
= )N(2.32907262.0x400x
4
P.
D
.
4
2
2
t





Q
K
: lực cần thiết để giữ được kín trong đệm
Q
K
= .D
tb
.b
0
.m.P
D

q
0
= 10 (N/mm
2
), m = 2
Q
K
= x426.5x11.75x2x.062 = 8245.5
 Q
1
= Q
a
+ Q
K
= 41152.75 (N)
Lực cần thiết để ép chặt đệm ban đầu:
Q
2
= .D
tb
.b
0
.q
0
= 3.14x426.5x11.75x10 = 157357.18 (N)
Lực tác dụng lên 1 con bulon:
)N(86.7867
20
18
.