Đồ án môn học Máy và Thiết bò GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải
Lời nói đầu
Ngày nay, công nghiệp sản xuất hóa chất là một ngành công nghiệp quan trọng ảnh
hưởng đến nhiều ngành khác. Một trong những sản phẩm được quan tâm sản xuất khá
nhiều là Kali hydroxyt (KOH) do khả năng sử dụng rộng rãi của nó. Trong qui trình sản
xuất KOH, quá trình cô đặc thường được sử dụng để thu được dung dòch KOH có nồng độ
cao, thỏa mãn nhu cầu sử dụng đa dạng và tiết kiệm chi phí vận chuyển, tồn trữ.
Nhiệm vụ cụ thể của Đồ án môn học này là thiết kế hệ thống cô đặc chân không gián
đoạn dung dòch KOH từ nồng độ 25% đến nồng độ 40%, năng suất 2.5m
3
/mẻ, sử dụng
ống chùm.
Có thể nói thực hiện Đồ án môn học là một cơ hội tốt cho sinh viên ôn lại toàn bộ các
kiến thức đã học về các quá trình và công nghệ hóa học. Ngoài ra đây còn là dòp mà sinh
viên có thể tiếp cận với thực tế thông qua việc lựa chọn, tính toán và thiết kế các chi tiết
của một thiết bò với các số liệu rất cụ thể và rất thực tế.
Tuy nhiên vì còn là sinh viên nên kiến thức thực tế còn hạn hẹp do đó trong quá trình
thực hiện đồ án khó có thể tránh được thiếu xót. Em rất mong được sự góp ý và chỉ dẫn
của thầy cô và bạn bè để có thêm nhiều kiến thức chuyên môn.
Đồ án này được thực hiện dưới sự giúp đỡ và hướng dẫn trực tiếp của thầy Lê Xuân
Hải, và các thầy cô bộ môn Máy và Thiết Bò khoa Công nghệ Hóa học 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.
SVTH : trang 1
Đồ án môn học Máy và Thiết bò GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
I. NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN
Nhiệm vụ cụ thể của Đồ án môn học này là thiết kế hệ thống cô đặc chân không gián
đoạn dung dòch KOH từ nồng độ 25% đến nồng độ 40%, năng suất 2.5m
3

2. Các phương pháp cô đặc
Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi
dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất tác dụng lên mặt
thoáng chất lỏng.
Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đó thì một cấu tử sẽ tách ra
dạng tinh thể 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 ngoài tác dụng lên mặt thoáng mà quá trình kết
tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đôi khi phải dùng đến máy lạnh.
SVTH : trang 2
Đồ án môn học Máy và Thiết bò GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải
3. Phân loại và ứng dụng
a. Theo cấu tạo
• Nhóm 1: dung dòch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên) dùng cô đặc dung dòch khá
loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn tự nhiên của dung dòch dễ dàng qua bề mặt
truyền nhiệt. Gồm:
- Có buồng đốt trong (đồng trục buồng bốc), có thể có ống tuần hoàn trong
hoặc ngoài.
- Có buồng đốt ngoài ( không đồng trục buồng bốc).
• Nhóm 2: dung dòch đối lưu cưỡng bức, dùng bơm để tạo vận tốc dung dòch từ 1,5 - 3,5
m/s tại bề mặt truyền nhiệt. Có ưu điểm: tăng cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung
dòch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên bề mặt truyền nhiệt. Gồm:
- Có buồng đốt trong, ống tuần hoàn ngoài.
- Có buồng đốt ngoài, ống tuần hoàn ngoài.
• Nhóm 3: dung dòch chảy thành màng mỏng, chảy một lần tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm
biến chất sản phẩm. Đặc biệt thích hợp cho các dung dòch thực phẩm như dung dòch nước
trái cây,hoa quả ép…Gồm:
- Màng dung dòch chảy ngược, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dòch sôi tạo bọt
khó vỡ.
- Màng dung dòch chảy xuôi, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dòch sôi ít tạo bọt
và bọt dễ vỡ.

1. Thuyết minh quy trình công nghệ
- Khởi động bơm chân không đến áp suất Pck = 0.65 at.
- Sau đó bơm dung dòch 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 dòch. Buồng đốt gồm nhiều ống nhỏ truyền nhiệt (ống
chùm) và một ống tuần hoàn trung tâm có đường kính lớn hơn. Dung dòch chảy trong ống
được gia nhiệt bởi hơi đốt đi ngoài ống. Dung dòch trong ống sẽ sôi và tuần hoàn qua ống
tuần hoàn (do ống tuần hoàn có đường kính lớn hơn các ống truyền nhiệt nên dung dòch
trong ống tuần hoàn sẽ sôi ít hơn trong ống truyền nhiệt, khi đó khối lượng riêng dung
dòch trong ống tuần hoàn sẽ lớn hơn khối lượng riêng dung dòch trong ống truyền nhiệt vì
vậy tạo áp lực đẩy dung dòch từ ống tuần hoàn sang các ống truyền nhiệt). Dung môi là
nước bốc hơi và thoát ra ngoài qua ống dẫn hơi thứ sau khi qua buồng bốc và thiết bò tách
giọt. Hơi thứ được dẫn qua thiết bò ngưng tụ baromet và được ngưng tụ bằng nước lạnh,
sau khi ngưng tụ thành lỏng sẽ chảy ra ngoài bồn chứa. Phần không ngưng sẽ được dẫn
qua thiết bò tách giọt để chỉ còn khí không ngưng được bơm chân không hút ra ngoài. Hơi
đốt khi ngưng tụ chảy ra ngoài qua cửa tháo nước ngưng, qua bẫy hơi rồi được xả ra
ngoài.
- Quá trình cứ tiếp tục đến khi đạt nồng độ 40% (sau thời gian cô đặc đã tính: 45 phút)
thì ngưng cấp hơi. Mở van thông áp, sau đó tháo sản phẩm ra bằng cách mở van tháo
liệu.
2. Các thiết bò được lựa chọn trong quy trình công nghệ
a Bơm
Bơm được sử dụng trong quy trình công nghệ gồm: bơm ly tâm và bơm chân không.
SVTH : trang 4
Đồ án môn học Máy và Thiết bò GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

Họ tên Chữ ky ù
Ng ày HT
Ngày BV
VŨ BÁ MINH
MAI ANH DŨNG
LÊ XUÂN HẢI
BA ÛN VẼ QUI TR ÌNH
CÔNG NGH Ệ
Trươ øng Đa ïi họ c Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh
Kh oa Co âng Ng hệ Hoa ù học
BỘ MÔN MA Ù Y VÀ T HIẾT BỊ
Bản vẽ số: 02
T HIẾT KẾ TH IẾT BỊ C Ô ĐẶC CHA ÂN KHO ÂNG GIÁ N ĐOA ÏN
DUN G DỊC H KOH NĂNG SU ẤT 2.5m /m e
û
P T
P
P T
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1 1

BỒN CHỨA SA ÛN PHA ÅM
1
BẪY HƠ I 1
THIẾT B Ị NGƯNG T Ụ BARO MET
d=25,
δ
=3.5
1 X18 H10T
ỐNG DẪN NƯƠ ÙC VÀO 1 X18 H10T
ỐNG DẪ N HƠI TH Ứ VÀO
1 X1 8H1 0T
THIẾT BỊ T HU HỒI 1 X18 H10T
BE Å CH ỨA NƯỚ C NGƯN G 1
ỐNG NHA Ä P LIỆU
STT TÊ N G ỌI Đ A ËC TÍN H K Ỹ THUA ÄT SL V A ÄT LIỆU
1
2
10
18
1914
13
15
20
4
5
6
8 9
16
17
12

• p suất ngưng tụ: P
ck
= 0.65 at.
Cô đặc gián đoạn với năng suất 2.5m
3
/mẻ
1. Khối lượng riêng của dung dòch theo nồng độ
Nồng độ, %
25 30 35 40
Khối lượng riêng, kg/m
3
1239 1291 1344 1399
2. Cân bằng vật chất cho các giai đoạn
G
đ
= G
c
+ W
G
đ
.x
đ
= G
c
.x
c
Trong đó
G
đ
, G

c
= G
đ
.
25.2581
3.0
25.0
*5.3097
x
x
c
đ
==
kg
• Lượng hơi thứ
W = G
đ
- G
c
= 3097.5 – 2581.25 = 516.25 kg
b Giai đoạn 30% đến 35%
G
đ
= 2581.25 kg ; x
đ
= 0.3 ; x
c
= 0.35
⇒
G

4.0
35.0
*5.2212
x
x
.GG
c
đ
đc
===⇒
kg
W = 2212.5 – 1935.9375 = 276.5625 kg
• Tổng lượng hơi thứ bốc hơi
W
t
= 516.25 + 368.75 + 276.5625 = 1161.5625 kg
• Ta có bảng tóm tắt kết quả cân bằng vật chất
Nồng độ dung dòch, %
25 30 35 40
Thể tích dung dòch trong nồi, m
3
2.5 2 1.65 1.38
Khối lượng dung dòch, kg
3097.5 2581.25 2212.5 1935.9375
Lượng hơi thứ đã bốc hơi, kg
0 516.25 885 1161.5625
Khối lượng riêng dung dòch, kg/m
3
1239 1291 1344 1399
II. CÂN BẰNG NĂNG LƯNG

1
= 0.3636 at
≈
0.36 at (Bảng
I.250 trang 312 Tài liệu [1]).
1. Các tổn thất nhiệt độ – Nhiệt độ sôi dung dòch
Ta có tổn thất nhiệt độ sôi theo nồng độ dung dòch KOH ở áp suất khí quyển (Bảng
VI.2 trang 61 Tài liệu [2]). Từ đó suy ra nhiệt độ sôi dung dòch KOH ở áp suất khí quyển
theo các nồng độ là:
Nồng độ dung dòch, %
25 30 35 40
'
∆
ở Pa,
o
C
10 12.2 17 23.6
Nhiệt độ sôi dung dòch ở Pa,
o
C
110 112.2 117 123.6
SVTH : trang 8
Đồ án môn học Máy và Thiết bò GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải
a Xác đònh tổn thất nhiệt độ do nồng độ và nhiệt độ sôi dung dòch KOH theo nồng độ ở
áp suất P
1
= 0.3636 at
Theo phương pháp Babo ( Công thức 5.9 trang 150 Tài liệu [3] )
2
2

Nhiệt độ dung dòch KOH 25% ở Pa = 1.033 at là 110
o
C
Ở 110
o
C áp suất hơi nước bão hòa là 1.461 at ( Bảng I.250 trang 312 Tài liệu [1] ).
Ta cần xác đònh nhiệt độ sôi dung dòch ở P
1
= 0.3636 at

110
OH
dd
t
OH
dd
22
P
P
P
P








=

49.805.7354.81
'
=−=∆
o
C
Tính tương tự ở các nồng độ 30%, 35%, 40% ta được kết quả sau:
Nồng độ dung dòch, %
25 30 35 40
Nhiệt độ sôi dung dòch,
o
C
81.54 83.43 87.36 92.96
Tổn thất
'
∆
,
o
C
8.49 10.38 14.31 19.91
b Tổn thất nhiệt độ do hiệu ứng thủy tónh
''
∆
. Nhiệt độ sôi dung dòch ở áp suất trung
bình
Tính theo ví dụ 4.8 trang 207 Tài liệu [4]
)P(sdm)P(sdm)P(sdd)P(sdd
''
1tb1tb
tttt
−=−=∆

dd
ρ
: Khối lượng riêng dung dòch tính theo nồng độ cuối ở nhiệt độ
)PP(sdd
1
t
∆+
• H
op
: Chiều cao lớp chất lỏng sôi
Trong thiết bò tuần hoàn tự nhiên
H
op
=
( )
[ ]
odmdd
H.0014.026.0
ρρ
−+
Với H
o :
Chiều cao ống truyền nhiệt
SVTH : trang 9
Đồ án môn học Máy và Thiết bò GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải

dm
ρ
: Khối lượng riêng dung môi ở t
sdm

=−+=⇒
m
⇒
at03.0m/N55.2716894.0*81.9*1239*
2
1
*5.0H*g**5.0P
2
ophh
====∆
ρ
at3936.003.03636.0PPP
1tb
=+=∆+=⇒
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 tónh
94.105.7399.74tt
)P(sdm)P(sdm
''
1tb
=−=−=∆

Tính theo công thức 4.4 trang 181 Tài liệu [4]
* Phương trình cân bằng nhiệt
cđt
''
wcccđđ.đ
''
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 bò 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

= D.(1-
ϕ
).(
θ
.ci
''
D
−
) = D.(1-
ϕ
).r
r =
θ
.ci
''
D
−
: nhiệt hóa hơi của nước ở áp P
Đ
* Nhiệt dung riêng của dung dòch
Tính theo công thức 4.11 trang 182 Tài liệu [4]
c
dd
= 4190.(1-x) + c
1
.x
Trong đó
x: nồng độ dung dòch
c
1

J/kg độ (Bảng I.251 trang 314 Tài liệu [1] )
* Entanpi của hơi thứ ở 73.05
o
C
''
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 dòch 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

1
=
25.312
10*2171*)05.01(
10*44.6
3
8
=
−
kg
b Giai đoạn đưa dung dòch 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

10*2171*)05.01(
10*57.12
3
8
=
−
kg
c Giai đoạn đưa dung dòch 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

kg
d Giai đoạn đưa dung dòch từ 35% đến 40%
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

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 dòch. %
25(25
o
C) 25(83.48
o
C) 30 35 40

q
v
: nhệt tải riêng phía vách ống truyền nhiệt, W/m
2
1
v
t
: nhiệt độ trung bình vách ngoài 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
t
dd
: nhiệt độ dung dòch sôi,
o
C
1
vD1

4
1
1
H*t
r
*A*04.2
∆
=
α
(2)
Với A=
25.0
32
.








µ
λρ
phụ thuộc vào nhiệt độ màng t
m
t
m
,
o

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
c
...












dddddddd
,c,,
µρλ
: các thông số của dung dòch 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
=
α
(5), (công thức V.90 trang 26 Tài liệu [2])
Với q : nhiệt tải riêng, W/m
2
p : áp suất tuyệt đối trên mặt thoáng, N/m
2
p = p
1
= 0.3636 at = 35669.16 N/m
2
* Các thông số của nước ( Bảng I.249 trang 311 Tài liệu [2] )
t
sdm
= 73.05
o
C
=

tính theo công thức I.32 trang 123 Tài liệu [1]
3
dd
dd
dddd
8
M
**c*10*58.3
ρ
ρλ
−
=
, W/mK
M
dd
=
18
x1
56
x
1
−
+
Với x : nồng độ dung dòch
• c
dd
và
dd
ρ
xác đònh theo nồng độ

dd
21.68 22.6 23.61 24.71
dd
λ
, W/mK
0.577 0.572 0.565 0.555
1.1.3 Phía vách ống truyền nhiệt
Theo thí dụ 19 trang 148 Tài liệu [4]
∑
∆
=
v
v
v
r
t
q
(6)
⇒
v
t
∆
=
∑
vv
r.q
Trong đó:
∑
++=
2v

1
5.17
10*2
4000
1
r
3
v
∑
++=⇒
−
=6.143*10
-4
, (W/mK)
-1
1.1.4 Hệ số truyền nhiệt K
∑
++
=
2
v
1
1
r
1
1
K
α
α
, W/m

1
2v
t,t
2
∆⇒
5 Tính
n
α
theo công thức (5) với q = q
1
6 Tính
2
α
theo công thức (4)
7 Tính q
2
theo công thức (3)
8 Tính q
tb
=
( )
21
qq.
2
1
+
9 Xác đònh sai số ss =
1
tb1
q

*09.191*04.2
H*t
r
*A*04.2
4
3
4
1
1
==
∆
=⇒
α
W/m
2
K
•
2
111
m/W968.465592.5*84.8953t.q
==∆=
α
•
C6.2810*143.6*968.46559r.qt
o4
v1v
===∆
−
∑
C1.996.287.127t

66983.0
577.0
*21.4996




















=
−
−
α
Km/W74.3024
2
2

ss
%7.0007.0
968.46559
44.47246968.46559
==
−
(thỏa)
Vậy
C7.127t
o
v
1
=

K =
Km/W44.946
74.3024
1
10*143.6
94.8953
1
1
2
4
=
++
−
b. Tính ở nồng độ 30%
Tính tương tự
C2.128t

35.9631
1
1
2
4
=
++
−
d. Tính ở nồng độ 40%
Tính tương tự
C130t
o
v
1
=
K =
Km/W87.798
98.1847
1
10*143.6
92.10379
1
1
2
4
=
++
−
o Bảng tóm tắt
Nồng độ dung dòch,% 25 30 35 40

K
3024.74 2676.84 2283.95 1847.98
K, W/m
2
K 946.44 911.8 865.08 798.87
ss, % 0.7 0.6 0.9 0.5
2. Hệ số truyền nhiệt trong quá trình gia nhiệt dung dòch 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
,

*A*04.2
∆
=
α
A xác đònh theo t
m
r = 2171*10
3
J/kg
H = 1.5 m
2.1.2 Phía vách
∑
∆
=
v
v
v
r
t
q
∑
−−
=
124
v
)Km/W(10*143.6r
2.1.3 Phía dung dòch
222
t.q
∆=

g.t...l
Gr
µ
βρ
∆
=
* 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
=

7
10.2500Pr.Gr
→=
thì
( )
25.0

2
v
dd
_
m
tt
2
1
t
Với
C24.54)2548.83(
2
1
t
o
dd
_
=+=
3
dd
m/kg1239=
ρ
c
dd
= 3376.5 J/kg độ
3
dd
10*31.1
−
=

r
1
1
K
αα
, W/m
2
K
* Trình tự tính lặp
(1). Chọn
1v
tt
1
∆⇒
(2). Tính
1
α
(3). Tính q
1
(4). Tính
2v1
ttt
2
∆⇒⇒∆
(5). Tính Nu
2
2
α
⇒
(6). Tính q

2
1
o
=+
13.190A
=⇒
(2).
Km/W68.7289
5.1*6.11
10*2171
13.190*04.2
2
4
3
1
==
α
(3).
2
111
m/W29.845606.11*68.7289tq
==∆=
α
(4).
∑
===∆
−
K95.5110*143.6*29.84560r.qt
4
v1v

=⇒=+=
β
SVTH : trang 19
Đồ án môn học Máy và Thiết bò GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải
( )
14
2
3
23
10*273.2
10*31.1
81.9*11.15*508.0*1239*5.1
Gr
==⇒
−
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

Giả sử đến cuối quá trình dung dòch vẫn ngập hết bề mặt truyền nhiệt
F
⇒
không
đổi, T không đổi
d.F
⇒
T=
( )
tTK
dQ
−
Lấy tích phân ta được
F.T
2
=
( )
∫
−
Q
0
tTK
dQ
(1)
T
2
: thời gian cô đặc ( không kể thời gian gia nhiệt cho dung dòch đầu đến
83.48
o
C ), s

8
10.Q
−
Đồ án môn học Máy và Thiết bò GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải
: trục tung :
( )
tT.K
1
−
Từ việc tính tích phân đồ thò 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%
→

TT =
F.t.K
Q
∆
Với Q : nhiệt lượng dùng cho gia nhiệt, J
K : hệ số truyền nhiệt cho quá trình gia nhiệt, W/m
2
K
SVTH : trang 21
5
10.
)tT(K
1
−
Đồ án môn học Máy và Thiết bò GVHD : TSKH. Lê Xuân Hải
t
∆
: chênh lệch nhiệt độ, K
( ) ( )
K89.74
48.839.132
259.132
ln
48.839.132259.132
t
=
−

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
 Số ống trên đường chéo : 17 ống
⇒
Tổng số ống : 217 ống
• Chọn bước ống t = (1.2
5.1
→
).d

tr
2
)th(tr
o
th
==
π
π
=
thỏa
Số ống truyền nhiệt bò chiếm chỗ
Gọi m : là số ống nằm trên đường chéo ống tuần hoàn
( )
( )
1m.td
thng
−=
( )
6.61
58
325
1
t
d
m
thng
=+=+=⇒
⇒
có 7 ống trên đường chéo ống tuần hoàn
⇒

= 618 mm
Thể tích đáy nón V
đáy
= 0.282 m
3
Thể tích truyền nhiệt và ống tuần hoàn
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
⇒
dung dòch vẫn ngập hết bề mặt truyền nhiệt
IV. BUỒNG BỐC
Đường kính buồng bốc xác đònh từ điều kiện phân li được giọt lỏng đường kính 0.3
mm trở lên
Chiều cao buồng bốc xác đònh từ cường độ bốc hơi trung bình và thể tích buồng bốc

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
478.2
8.936*2224.0
25.516
V
hơi
==⇒
m
3
/s
 Vận tốc hơi
4
D
V
bốc_buồng_ngang_diện_tiết
V
2
)bb(tr
hhơi
hơi
π

h
ρ
= 0.2224 kg/m
3
d
l
: đường kính giọt lỏng, d
l
= 0.3 mm = 3*10
-4
m
ξ
: hệ số trở lực
Ta có
l
ρ
= 976.57 kg/m
3
, tra ở nhiệt độ 72.05
o
C (Bảng I.249 trang 310 Tài liệu [1])
ξ
tính theo Re
h
hh
.d.
Re
µ
ρω
=

6.0
)bb(tr
2.1
)bb(tr
4
o
)D(
37.2
2224.0*D*0788.3*3
10*3*)2224.057.976(*81.9*4
=
−
=ω
−
Mà
( )
oh
%80%70
ωω
→≤
[ ]
6.0
)bb(tr
2
)bb(tr
D
37.2
*7.0
D.
478.2*4

, m
3
Với W : lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bò, kg/h
U
tt
: cường độ bốc hơi thể tích cho phép của khoảng không gian hơi, m
3
/m
2
h
h
ρ
: khối lượng riêng hơi thứ,
2224.0
h
=
ρ
kg/m
3
Ta có W =
34375.1742
67.0
5625.1161
=
kg/h
U
tt
= f.(U
tt (1at)
)

3
⇒
Chiều cao phần không gian hơi trong trụ bốc
SVTH : trang 25
2.1
)bb(tr
6.0
2
)bb(tr
6.0
D*0788.3
D
86.19
5.18
Re
5.18
=








==ξ