MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
ĐẶT VẤN ĐỀ 2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN SẢN PHẨM, PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ, CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ 3
1.1 Tổng quan về sản phẩm 3
1.2 Phương pháp điều chế 4
1.3 Cô đặc 4
1.4. Lựa chọn phương pháp thiết kế - thuyết minh quy trình công nghệ 5
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT, NĂNG LƯỢNG 7
A. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 7
2.1. Xác định lượng hơi thứ thoát ra khỏi hệ thống 7
2.2. Xác định nồng độ cuối mỗi nồi 7
B. CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 8
2.3.Xác định áp suất trong mỗi nồi 8
2.4 Xác định nhiệt độ trong các nồi 8
2.5 Xác định các loại tổn thất nhiệt trong các nồi 9
2.6.Cân bằng nhiệt lượng 12
C. TÍNH BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT 16
2.7 Độ nhớt () 16
2.8 Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch ( λ ) 17
2.9 Hệ số cấp nhiệt () 18
2.10 Tính hệ số phân bố nhiệt độ hữu ích cho các nồi 21
CHƯƠNG III THIẾT KẾ CHÍNH 24
3.1. Buồng đốt 24
3.2 Buồng bốc 29
3.3. Đường kính các ống dẫn 33
CHƯƠNG 4: THIẾT BỊ PHỤ 48
4.1. Cân bằng vật liệu 48
4.2.Kích thước thiết bị ngưng tụ 49
4.3.Chọn bơm 55

Công thức phân tử NaCl
Khối lượng phân tử 58,4 g/mol
Bề ngoài Chất rắn kết tinh màu trắng hay không màu
Tỷ trọng 2,16 g/cm3
Điểm chảy 801°C (1074 K)
Điểm sôi 1465°C (1738 K)
Độ hòa tan trong nước 35,9 g/100 ml (25°C)
- Khi điện phân dung dịch NaCl có màng ngăn xốp:
NaCl + H
2
O = NaOH +
2
1
H
2
+
2
1
Cl
2
- Khi điện phân nóng chảy:
NaCl = Na +
2
1
Cl
2
Ứng dụng:
- Là thành phần chính trong muối ăn, nó được sử dụng phổ biến như là đồ gia vị và
chất bảo quản thực phẩm.
- Dung dịch 0,9% clorua natri (nước đẳng trương) là cơ sở chính của phẫu thuật thay

nhiệt độ của dung dịch thấp hơn nhiệt độ sôi, áp suất của dung môi trên mặt dung dịch lớn
hơn áp suất riêng phần của nó ở khoảng trống trên mặt thoáng của dung dịch, nhưng nhỏ
hơn áp suất chung. Trạng thái bay hơi có thể xảy ra ở các nhiệt độ khác nhau và nhiệt độ
càng tăng khi tốc độ bay hơi càng lớn, còn sự bốc hơi ở trạng thái sôi xảy ra ở cả trong dung
dịch (tạo thành bọt) khi áp suất hơi của dung môi bằng áp suất chung trên mặt thoáng, trạng
thái sôi chỉ có ở nhiệt độ xác định ứng với áp suất chung và nồng độ của dung dịch đã cho.
Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm thường làm đậm đặc dung dịch nhờ đun
sôi gọi là quá trình cô đặc, đặc điểm của quá trình cô đặc là dung môi được tách khỏi dung
dịch ở dạng hơi, còn dung chất hòa tan trong dung dịch không bay hơi, do đó nồng độ của
dung dịch sẽ tăng dần lên, khác với quá trình chưng cất, trong quá trình chưng cất các cấu tử
trong hỗn hợp cùng bay hơi chỉ khác nhau về nồng độ trong hỗn hợp.
Hơi của dung môi được tách ra trong quá trình cô đặc gọi là hơi thứ, hơi thứ ở nhiệt
độ cao có thể dùng để đun nóng một thiết bị khác, nếu dùng hơi thứ đun nóng một thiết bị
ngoài hệ thống cô đặc thì ta gọi hơi đó là hơi phụ. Truyền nhiệt trong quá trình cô dặc có thể
trực tiếp hoặc gián tiếp, khi truyền nhiệt trực tiếp thường dùng khói lò cho tiếp xúc với dung
dịch, còn truyền nhiệt gián tiếp thường dùng hơi nước bão hòa để đốt nóng.
1.3.3 Các phương pháp cô đặc
- Cô đặc áp suất thường (thiết bị hở): có nhiệt độ sôi, áp suất không đổi. Thường dùng
cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định để đạt năng suất cực đại và thời gian
cô đặc ngắn nhất. Đây là phương pháp tuy đơn giản nhưng không thực tế.
- Cô đặc ở áp suất chân không: dùng cho dung dịch có nhiệt độ sôi cao và dễ bị phân
hủy nhiệt. Cô đặc chân không thì nhiệt độ sôi của dung dịch thấp nên có thể tận dụng nhiệt
thừa của các quá trình khác (hoặc sử dụng hơi thứ) cho quá trình cô đặc
- Cô đặc gián đoạn: dung dịch cho vào thiết bị một lần rồi cô đặc đến nồng yêu cầu,
hoặc cho vào liên tục trong quá trình bốc hơi để giữ mức dung dịch không đổi đến khi nồng
độ dung dịch trong thiết bị đã đạt yêu cầu sẽ lấy ra một lần sau đó lại cho dung dịch mới để
cô.
- Cô đặc liên tục trong hệ thống một nồi hoặc nhiều nồi dung dịch và hơi đốt cho vào
liên tục, sản phẩm cũng được lấy ra liên tục. Có thể áp dụng điều khển tự động.
- Cô đặc nhiều nồi: Nhằm tiết kiệm hơi đốt, có thể cô đặc chân không, cô đặ áp lực hay phối

1.4.2 Thuyết minh quy trình công nghệ
Quá trình cô đặc 2 nồi ngược chiều ống tuần hoàn ngoài ở trên là quá trình sử dụng hơi
thứ thay cho hơi đốt.
Dung dịch ban đầu trong thùng chứa được bơm bơm lên thùng cao vị qua van tiết lưu
điều chỉnh lưu lượng dung dịch NaCl qua lưu lượng kế sau đó vào thiết bị đun nóng. Tại
thiết bị gia nhiệt dung dịch được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi của nồi 2, sau đó được đưa vào
buồng đốt của nồi 2. Tại nồi 2, dung dịch sôi tạo hỗn hợp lỏng hơi và được bốc hơi một phần
tại buồng bốc, hơi thứ thoát lên qua thiết bị ngưng tụ được ngưng tụ còn lượng khí không
ngưng còn lại được bơm chân không hút ra ngoài sau khi qua thiết bị thu hồi bọt. Sản phẩm
từ nồi 2 được bơm bơm vào nồi 1 để tiếp tục quá trình cô đặc, khi đến nồng độ yêu cầu thì
được đưa ra ngoài vào bể chứa sản phẩm .
Ngoài ra, ở các thiết bị gia nhiệt có các hệ thống đưa hơi đốt vào và tháo nước ngưng
ra. Hơi nước đi ngoài thành ống cấp nhiệt cho dung dịch NaCl chạy trong ống, hơi đốt vào
thiết bị gia nhiệt ở phía trên còn nước ngưng được lấy ra ở phía dưới. Trong thiết bị gia nhiệt
còn có đường ống tháo khí không ngưng
Ở nồi 1 hơi đốt được cung cấp từ ngoài vào, còn ở nồi 2 thì hơi đốt chính là hơi thứ
của nồi 1.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT, NĂNG
LƯỢNG
A. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
2.1. Xác định lượng hơi thứ thoát ra khỏi hệ thống
- Phương trình cân bằng vật liệu cho toàn bộ hệ thống:
G
đ
= G
c
+ W (1)
Trong đó: + G
đ
, G

(2)
Vậy lượng hơi thứ thoát ra của toàn bộ hệ thống:
)−(1=
c
đ
x
x
đ
G W
(3)
Theo giả thiết ta có: G
đ
= 10 Tấn/h = 10.000 Kg/h
x
đ
= 10 %
x
c
= 30 %
Thay vào biểu thức (3) ta có:
W = 10.000 (1-
30
10
) = 6666.667 kg/h
2.2. Xác định nồng độ cuối mỗi nồi
- Ta có: W = W
1
+ W
2
= 6666.667 kg/h (3)

[ ]
667.666610000
10
−

= 30 %
Nồi 2: x
2
= G
đ

2
W
−
d
d
G
x
= 10000 (
334.333310000
10
−
) = 15 %
B. CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG
2.3.Xác định áp suất trong mỗi nồi
Gọi P
1
,P
2
,P

∆
P
2
= 3,25 at. (1)
Giả sử chọn:
1
2
P
P
∆
∆
= 2,5 (2)
Từ (1) và (2)
⇒
∆
P
2
= 0,929(at),
∆
P
1
= 2,321 at
Mà
∆
P
1
= P
1
– P
2

t
ht1
= t
hđ2
+ 1
t
ht2
= t
ng
+ 1
(I.250, STQTTB,T1/312, I.251, STQTTB, T1 /314)
Từ các số liệu trên ta có được bảng tổng kết áp suất và nhiệt độ như sau:
Bảng 2.1
Nồi 1 Nồi 2 TB Barômet
P(at) t(
o
C) P(at) t(
o
C) P(at) t(
o
C)
Hơi đốt 4 142,9 1,679 114.122 0,75 91,15
Hơi thứ 1,731 115.122 0,778 92,15
2.5 Xác định các loại tổn thất nhiệt trong các nồi
2.5.1 Tổn thất nhiệt do nồng độ gây ra (
'
∆
)
Ở cùng một áp suất, nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi
nguyên chất. Hiệu số của nhiệt độ sôi của dung dịch và dung môi nguyên chất gọi là tổn thất

Tra đồ thị, Hình VI.2, STQTTB, T2/60.
Bảng 2.2
Nồi 1 Nồi 2
Nồng độ dung dịch (% khối lượng) 30 15
)(' C
o
∆
9.5 3.25
Tra bảng I.250,STQTTB, T1/312 xác định được nhiệt hóa hơi, ta có bảng sau:
Bảng 2.3
Nồi 1 Nồi 2
Áp suất hơi thứ (at) 1,731 0,778
Nhiệt hoá hơi r(J/kg) 2220,113.10
3
2279,760.10
3
Nồi 1:
( )
1
2
1
11
273.2,16
''
r
t
ht
o
+
∆=∆

=
+
=∆
2279760
)273 15,92(2,16
.25,3'
2
2

3,079
o
C
=∆+∆=∆⇒
21
'''
10,442 + 3,079= 13,521
o
C
2.5.2 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh (
''
∆
)
Theo CT VI.12, STQTTB, T2/Trang 60 ta có :
Áp suất thủy tĩnh ở độ sôi trung bình của chất lỏng :
P
tb
= P
o
+ (h
1

tb
,
o
C
t
o
: nhiệt độ sôi của dung dịch ứng với áp suất P
o
,
o
C.
P
o
: áp suất hơi thứ trên bề mặt dung dịch, N/m
2
h
1
: chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ miệng trên của ống truyền nhiệt đến
mặt thoáng của dung dịch, m(chọn h
1
=0,5m cho cả 2 nồi)
h
2
: chiều cao ống truyền nhiệt, m. Chọn h
2
=4m cho cả 2 nồi

dds
: khối lượng riêng của dung dịch khi sôi, kg/m
3

==→=
ρρ
(Bảng I.57, STQTTB, T1/45 và sử dụng phương pháp ngoại suy)
Ta có: P
01
= 1,731 at
Suy ra:
P
tb1
=1,731 +(0,5+
2
4
)
4
10.81,9
81,9.5,586
= 1,878 at
Nồi 2: Ứng với x
2
=15%
t
s2
=103,11
o
C (Bảng I.204, STQTTB, T1/236)
⇒
)/(531
2
1062
)/(1062









=const
Với: P: áp suất hơi bão hoà của dung môi trên bề mặt thoáng của dung dịch (at).
P
s
: áp suất hơi bão hoà của dung môi nguyên chất (at).
Nồi 1: x
1
=30%
t
s1
=110,866
o
C Theo bảng I.250, STQTTB, T1/ 312 ta có:
Áp suất hơi nước bão hòa là : 1,506 at
Ta có:
PP
P
P
s
s
506,1
506,1

o
s
t
`1
⇒
=127,674
o
C
(Bảng I.251, STQTTB, T1/ 314)
⇒
∆
’’
1
= t
s1
’ – t
s1
= 131,177 – 127,674 =3,503(
o
C)
Nồi 2: x
2
=15%
t
s2
=103,11(
o
C)
Theo bảng I.250, STQTTB, T1/312 ta có:
Áp suất hơi nước bão hòa là : 1,157 at

→
P
s2
=1,157.0,778=0,9 at
`2s
t⇒
=96,2
o
C
(Bảng I.251, STQTTB,T1/ 314)
⇒
∆
’’
2
= t
tb2
’

– t
s2
= 100,477-96,2= 4,277
o
C
Vậy:
∆
’’
=
∆
1
’’

C
2.5.4 Hiệu số nhiệt độ có ích cho toàn bộ hệ thống và cho từng nồi
Cho từng nồi:
Nồi 1:
∑
∆−−=∆
121
1
hdhdhi
ttt
= 142,9 – 114,122 –(10,442+ 3,503 +1) = 13,833
o
C
=∆
1hi
t
t
hd1
– t
s1
⇒
t
s1
= t
hd1
-
=∆
1hi
t
142,9 – 13,833 = 129,067

o
C
Cho toàn hệ thống:
∑∑
∆−−=∆−=∆
nthdchunghi
tttt
1
=∆
hi
t
142,9 – 91,15 – 23,301 = 23,301
o
C
2.6.Cân bằng nhiệt lượng
2.6.1 Tính nhiệt dung riêng C (J/kg.độ)
- Nếu như x < 20% ta tính C theo công thức I.43, STQTTB, T1/152
C = 4186 (1- x)
- Nếu như x >20% thì C được tính theo công thức I.44, STQTTB, T1/152
C = C
ht
. x + 4186 (1-x)
Trong đó C
ht
: Nhiệt dung riêng của chất hoà tan khan (J/kg. độ)
x : Nồng độ chất hòa tan, phần khối lượng
Theo I.41, STQTTB, T1/152, có:
C
ht
. M =

Ta có: C
ht
. M =
ii
nC .Σ
(*)
M
NaCl
= 58,5 g/mol
Tra bảng I.141, STQTTB, T1/ trang 152
n
Na
= 1, n
Cl
= 1 => C
Na
= C
Cl
= 26000 J/kg.độ
thay vào (*) ta có:
C
ht
=
5,58
2600026000 +
= 888,889 J/kg.độ
=> C
2
= 888,889 .
100

0
C) i.10
3
(J/kg)
C
(J/kg độ)
t
s
(
0
C)
1 142,9 2744,06 4294,244 115,122 2704,171 3196,867 129,067
2 114,122 2702,774 4240,006 92,15 2665,869 3558,1 99,506
2.6.3 Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng
Gọi : D
1
, D
2
:là lượng hơi đốt đi vào nồi 1 và nồi 2 (trong đó D
1
cần phải tìm) (kg/h)
+ G
đ
, G
c
:lượng dung dịch đầu, cuối (kg/h)
+ W
1
,W
2


nhiệt dung riêng của nước ngưng ở nồi 1 và nồi 2 (J/kg độ)
+
21
,
θθ
: Nhiệt độ của nước ngưng ở nồi 1 và nồi 2 (
0
C)
+ Q
tt1
, Q
tt2
: nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh từ nồi 1 và nồi 2 (W)
Nhiệt lượng vào:
Nồi 1:
+ Do hơi đốt mang vào : D
1
.I
1
+ Do dung dịch mang vào : (G
đ
-W
2
).C
2
.t
s2
Nồi 2:
+ Do hơi đốt mang vào (hơi thứ nồi1) : D

1
θ
+ Do tổn thất chung : Q
tt1
= 0,05D
1
(I
1
-C
n1
1
θ
)
Nồi 2:
+ Do hơi thứ mang ra : W
2
i
2
+ Do sản phẩm mang ra : (G
đ
-W
2
)C
2
t
s2
+ Do hơi nước ngưng tụ mang ra : D
2
C
n2

2
)C
2
t
s2
=W
1
i
1
+(G
đ
-W)C
1
t
s1
+D
1
C
n1
1
θ
+0,05D
1
(I
1
-C
n1
1
θ
) (1)

2
(I
2
-C
n2
2
θ
) (2)
Với: D
2
=W
1
, W=W
1
+W
2

Ta có :
(2)
⇔
W
1
(0,95i
1
- C
2
t
s2
+ i
2

–G
đ
C
đ
t
s2
] /[0,95i
1
-C
2
t
s2
+ i
2
-0,95C
n2
2
θ
] (*)
Với:
G
đ
=10000 kg/h; C
2
= 3558,1 J/kg độ; t
s2
= 99,506
o
C
W =6666.667 kg/h; i

hđ2
,
1
θ
=t
hđ1
122,114.006,4240.95,0506,99.1,355810.869,2665.95,0
506,99.4,3767.10000506,99.1,3558).667,666610000(10.896,2665.667,6666
3
3
1
−−
−−+
=⇒ W
⇒
W
1
=3439,965 kg/h
⇒
W
2
=W – W
1
= 6666,667 – 3439,965 = 3226,702 kg/h
Thay W
1
vừa tìm được vào (1) ta có:
0,95D
1
(I

+(G
đ
-W)C
1
t
s1
- (G
đ
–W
2
)C
2
t
s2
] / [ 0,95(I
1
- C
n1
1
θ
) ]
Với :
W
1
=3439,9651 kg/h; i
1
= 2704,171.10
3
J/kg; G
đ

)9,142.244,4294060,2744.(95,0
067,129.1,3558).702,322610000(067,129.867,3196).667,666610000(17110,2704.965,3439
3
1
−
−−−+
=⇒
D
⇒
D
1
= 4090,89 kg/h
Tính sai số :
+ Nồi 1:
1,3%100.
965,3439
965,3439334,3333
%100.
max
11
1
=
−
=
−
=
W
WW
ptcbvltính
η

d
+−
= 10000
[ ]
667,666610000
10
−

= 30 %
Nồi 2 : x
2
= G
đ

2
W
−
d
d
G
x
= 10000 (
702,322610000
10
−
) = 14,764 %
C. TÍNH BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT
Xác định các thông số cơ bản của dung dịch
2.7 Độ nhớt (
µ

= 30%
Chọn t
1
= 60
o
C, ta có
1
µ
= 0,94. 10
-3
N.s/m
2

⇒

1
θ
= 22,923
o
C
t
2
= 80
o
C, ta có
2
µ
= 0,71. 10
-3
N.s/m

=
−
−
=
−
−
θθ
tt
Từ đó ta có :
713,67893,35
542,1
80-129,067
2
2
1
=+=+
−
=
θθ
k
tt
s
s
o
C

⇒

3
1

2
=40
o
C, ta có
µ
2
= 0,883.10
-3
N.s/m
2

⇒
θ
2
=25,522
o
C
⇒
k =
36,1
522,25167,18
4030
21
21
=
−
−
=
−
−

2.8 Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch ( λ )
3

M
CA
pdd
ρ
ρλ
=
(W/m.độ) ( I.32, STQTTB, T1/123)
Với :
A:hệ số phụ thuộc vào mức độ liên kết của chất lỏng đối với nước.
C
p
: nhiệt dung riêng đẳng áp của chất lỏng (J/kg.độ)

ρ
: khối lượng riêng (kg/m
3
)
M: khối lượng mol của chất lỏng.
m
i:
nồng độ phần mol.
Chọn A = 3,58.10
-8
Ta có : M = m
i
.M
dd

5,58
3,0
−
+
= 0,117

⇒
M
1
= 0,117.58,5 + (1-0,117).18 = 22,739

⇒
λ
1
= 3,58.10
-8
.3196,867.1173.
3
739,22
1173
= 0,5 W/m.độ
Nồi 2: m
i2
=
18
147,01
5,58
147,0
5,58
147,0

1
(w/m
2
)
- Dẫn nhiệt qua ống truyền nhiệt có bề dày
δ
- Truyền nhiệt từ ống truyền nhiệt vào dung dịch với hệ số cấp nhiệt
2
α
và nhiệt tải
riêng q
2
(w/m
2
).
Sơ đồ mô tả quá trình truyền nhiệt qua thành ống
2.9.1 Về phía hơi ngưng tụ (
1
α
)
4
1
1
.
04,2
tH
r
A
∆
=

∆
t
11
= 0,717
o
C
⇒
t
T11
= t
hd1
-
∆
t
11
=142,9 – 0,717 = 142,183
o
C

⇒
t
m1
= 0,5(142,9+142,183) = 142,542
o
C
Tra STQTTB,T2/Trang 29 ta có: A
1
= 194,382
Từ t
hđ1

C
⇒
t
T12
= t
hd2
-
∆
t
12
= 114,122-0,7755 = 113,3465
o
C

⇒
t
m2
= 0,5(114,122+113,3465) = 113,734
o
C
Tra STQTTB,T2/Trang 29 ta có: A
2
= 185,18
Từ t
hđ2
= 114,122
o
C, ta có r
2
= 2209,458.10

Với:
ϕ
: hệ số hiệu chỉnh

α
n
: hệ số cấp nhiệt của nước
Mà:
435,0
2565,0
2
222
.


















n
d
C
C
µ
µ
ρ
ρ
λ
λ
ϕ

α
n
= 3,14.

p
0,15
.q
0,7
, (W/m
2
.độ) (CT 1.68 Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa
chất và thực phẩm/Trang 44)
Trong đó:
dddddddd
C
µρλ
,,,
lần lượt là hệ số truyền nhiệt, khối lượng riêng, nhiệt dung riêng và độ

T2/313)
Chọn: r
1
= 0,375.10
-3
m
2
.độ/W;

r
3
= 0,39.10
-3
m
2
.độ/W
⇒
333
10.39,010
50
2
10.375,0
−−−
++=
∑
r
=0,805.10
-3
Nồi 1: t
s1

C
Hiệu số cấp nhiệt của nước:
∆
t
21
= t
T21
– t
21
=135,46-129,067=6,393
o
C
⇒

α
n1
= 3,14.1,878
0,15
.8351,901
0,7
= 1919,702 W/m
2
.độ
Tra bảng I.149 STQTTB,T1 /Trang 311, ứng với nhiệt độ sôi ta có:
C
n
: 4264,049 J/kg.độ

=
n

686,0
5,0






























η
1
=
%100.
904,8351
406,7940904,8351
%100.
max
2111
−
=
−
q
qq
= 4,927% < 5%
Vậy nhiệt tải trung bình là:
155,8146
2
406,7940904,8351
2
2111
1
=
+
=
+
=
qq
Q

∆
t
II
= 113,352– 6,851 =106,4955
0
C
Hiệu số cấp nhiệt của nước:
∆
t
22
= t
T22
– t
22
=106,4955-99,506=6,9895
0
C
Áp suất hơi thứ tại nồi 2:
⇒

α
n2
= 3,14.1,054
0,15
.8510,734
0,7
= 1745,156 W/m
2
.độ
Tra bảng I.149 STQTTB,T1 /Trang 311, ứng với nhiệt độ sôi ta có:

359,4219
1,3558
744,958
1062
.
682,0
508,0
























==∆= tq
α
W/m
2
Nên ta có:

η
2
=
%100.
165,8953
165,8953734,8510
%100.
max
2212
−
=
−
q
qq
= 4,942% <5%
Vậy nhiệt tải trung bình là:
95,8731
2
165,8953734,8510
2
2212
2
=
+

1
(VI.20,STQTTB,T2/ 68)
Trong đó:
∆
t
hi
: nhiệt độ hữu ích trong các nồi
Q
i
: lượng nhiệt cung cấp
Q
i
=
3600
.
ii
rD
(W/m
2
)
D
i
: lượng hơi đốt mỗi nồi
r
i
: ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi
K
i
: hệ số truyền nhiệt
21

1
11
1
3
2111
1
=
++
=
+∑+
=
−
αα
r
K
W/m
2
.độ
Suy ra:
599,4115
633,589
221,2426693
1
1
==
K
Q

Nồi 2:
Q

αα
r
K
W/m
2
.độ
Suy ra:
113,3540
376,596
62111238,38
2
2
==
K
Q

⇒
2
2
1
1
2
1
K
Q
K
Q
K
Q
n

’=
155,13449,28.
712,7655
133,3540
=

o
C
Sai số nhiệt độ hữu ích là:
Nồi 1:
η
1
=
15,294
13,833-15,294'
max1
11
=
∆
∆−∆
hi
hihi
t
tt
.100% =9,553% < 10%
Nồi 2:
η
2
=
14,616

1,269
,115596,376.13
62111238,38
.
22
2
2
==
∆
=
hi
tK
Q
F
m
2
Như vậy dựa vào F
1
,F
2
ta có thể thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi có diện tích truyền nhiệt
bằng nhau và bằng 269,1 m
2
.
CHƯƠNG III THIẾT KẾ CHÍNH
3.1. Buồng đốt
3.1.1. Tính số ống truyền nhiệt
F: Diện tích bề mặt truyền nhiệt, m
2
f= d

n
Chọn t=1,2.d
n
068,0057,0.2,1 ==→ t
m
724,1057,0.4)123(068,0 =+−=→
t
D
m
Theo XIII .6, STQTTB, T2 /359
Chọn D
t
=1,8 m
3.1.3 Tính bề dày của thân buồng đốt
Vật liệu dùng để chế tạo buồng đốt thường sử dụng thép chịu nhiệt C
T3
.
Dựa vào công thức XIII.8, STQTTB, T2/360 ta tính được bề dày của thân buồng đốt hình
trụ:
[ ]
C
p
pD
S
t
+
−
=
ϕσ
2

* Ứng suất cho phép của thép C
T3
theo giới hạn bền:
[ ]
η
σ
σ
.
b
k
k
n
=
(N/m
2
) (XIII.1,STQTTB,T2/355)
Với:
: hệ số hiệu chỉnh, chọn = 0,9 (Bảng XIII.2,STQTTB,T2/356)
n
b
: hệ số an toàn theo giới hạn bền, n
b
= 2,6 (Bảng XIII.3,STQTTB,T2/356)

k
: giới hạn bền khi kéo,
k
σ
= 380.10
6

c
c
c
n
=
(N/m
2
) (CT XIII.2,STQTTB,T2/355)
Với:
: hệ số hiệu chỉnh, chọn = 0,9 (Bảng XIII.2,STQTTB,T2/356)
n
c
: hệ số an toàn theo giới hạn chảy, n
c
=1,5 (Bảng XIII.3,STQTTB,T2/356)

c
: giới hạn chảy,
c
σ
= 240.10
6
N/m
2
(Bảng XII.4,STQTTB,T2/309)