GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

Phần I:
MỞ ĐẦU
1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔ ĐẶC VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN:
1.1.1 Khái quát về cô đặc:
Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất hoà tan trong dung dịch bằng cách
tách một phần dung môi ở dạng hơi.
Trang 1
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

Cô đặc là phương pháp thường được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ hóa học và
Thực phẩm với mục đích:
• Làm tăng nồng độ chất hoà tan trong dung dịch (làm đậm đặc)
• Tách các chất hoà tan ở dạng rắn (kết tinh)
• Tách dung môi ở dạng nguyên chất (nước cất)
• Lấy nhiệt từ môi trường lạnh khi thay đổi trạng thái của tác nhân làm lạnh.
Quá trình cô đặc thường được tiến hành ở trạng thái sôi, nghĩa là áp suất hơi riêng
phần của dung môi trên bề mặt dung dịch bằng áp suất làm việc của thiết bị.
Quá trình cô đặc có thể tiến hành ở các áp suất khác nhau. Khi làm việc ở áp suất
thường (áp suất khí quyển) ta dùng thiết bị hở, còn khi làm việc ở áp suất khác thì ta dùng
thiết bị kín.
Quá trình cô đặc có thể làm việc gián đoạn hay liên tục, có thể tiến hành ở hệ thống
cô đặc 1 nồi hoặc nhiều nồi.
Người ta thường tiến hành phân loại thiết bị cô đặc theo các cách sau:
• Theo sự bố trí bề mặt đun nóng: nằm ngang, thẳng đứng, nghiêng
• Theo chất tải nhiệt: đun nóng bằng hơi (hơi nước bão hoà, hơi quá nhiệt),
bằng khói lò, chất tải nhiệt có nhiệt độ cao (dầu, nước ở áp suất cao…), bằng
dòng điện …
• Theo chế độ tuần hoàn: tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn cưỡng bức
• Theo cấu tạo bề mặt đun nóng: vỏ bọc ngoài, ống xoắn, ống chùm…

64% (lượng đường tổng)
34 % (lượng đường tổng)
Protein 0,25 – 0,5 %
Acid 0,6 % (87% là acid citric)
Muối khoáng 0,4-0,6% (chủ yếu là K,Mg,Ca)
Vitamin C,A,B
1
,B
2…
Enzym Bromelin
1.2.2 Giới thiệu về nước dứa và đặc tính của dung dịch cô đặc:
Nước dứa là dịch dứa có pha thêm đường, hàm lượng đường trong sản phẩm khoảng
40 %. Khác với xirô dứa, sản phẩm nước dứa được dùng uống ngay mà không cần pha
loãng với nước.Sản phẩm phải có hương vị và màu sắc của nguyên liệu ban đầu. Yếu tố
quan trọng có tác dụng bảo quản trong nước dứa là độ đường khá cao và độ acid tương
đối cao.
Nước dứa là một sản phẩm giàu sinh tố nên không chịu được nhiệt độ cao (thành
phần trong dịch quả dễ bị thuỷ phân dưới tác dụng của nhiệt).
Phần II:
Trang 3
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

THUYẾT MINH QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ
Dung dịch nước dứa có nồng độ đầu 15% ở 30
0
C từ bồn chứa nguyên liệu được 2 bơm
mắc song song bơm qua lưu lượng kế lên qua thiết bị gia nhiệt, lưu lượng luôn đảm bảo là
0,5 m
3

chân không. Nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ Baromet được bơm trực tiếp từ bể nước
sạch, nhiệt độ của nước là 30
0
C.
Phần khí không ngưng của thiết bị gia nhiệt, nồi cô đặc được thải bỏ. Còn nước
ngưng thì được dẫn qua các bẫy hơi đến bể chứa nước để đưa về lò hơi.
Phần III:
TÍNH CÂN BẰNG VẬT
CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
Trang 5
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

YÊU CẦU:
Thiết kế thiết bị cô đặc lọai màng để cô dung dịch nước dứa.
Năng suất nhập liệu : 0.5 m
3
/h
Nồng độ nhập liệu : 15% (khối lượng)
Nồng độ sản phẩm : 30 % (khối lượng)
Aùp suất ngưng tụ : P
ck
= 0.7 at
3.1 CÂN BẰNG VẬT CHẤT:[2]
Khối lượng riêng của dung dịch nhập liệu : ρ = 1061,04 (kg/m
3
) (Bảng I.86 – trang
58 – Sổ tay QT& TB CN Hóa chất – Tập 1).
Suất lượng dung dịch ban đầu:
G
d

Đại lượng Nồi cô đặc
Suất lượng dung dịch Vào G
d
= 530,52
(kg/h) Ra G
c
= 265,26
Nồng độ dung dịch Vào X
d
= 15
(% khối lượng) Ra X
c
= 30
Lượng hơi thứ (kg/h) W = 265,26
3.2 CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG:
3.2.1 Các thông số cần xác định :
Trang 6
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

 Nhiệt độ nước ngưng ở thiết bị ngưng tụ Baromet : t
c
= 68,7
o
C ( tra ở áp suất của
hơi nước là 0,3 at - Bảng I.251 – trang 314 – Sổ tay QT&TBCN Hóa chất –Tập 1 )
 Nhiệt độ hơi thứ ở buồng bốc : t
w
= t
c
+ ∆’’’ = 68,7 + 1 = 69,7

= 2 t
D
= 119,6 P
ng
= 0,3 t
c
= 68,7
Hơi thứ P = 0,314 t
w
=69,7
3.2.2 Xác định tổn thất nhiệt độ:
3.2.2.1 Tổn thất nhiệt độ do nồng độ :[2]
Ta sử dụng phương pháp Babô để xác định tổn thất nhiệt độ do nồng độ :
Ở 1,034 at → t
sdd
= 100,9
o
C.Ở nhiệt độ này

P
nước
= 1,073 at
Ta có :
0377,1
034,1
073,1
9,100
=



sdd
ở áp suất P
o
= 0,314 at là 70,375
o
C
Do đó tổn thất nhiệt độ do nồng độ tăng cao là :
∆’ = t
sdd(Po)
– t
sdm(Po)
= 70,375 – 69,7 = 0,675
0
C
3.2.2.2 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh :
Trong thiết bị cô đặc loại màng, quá trình bốc hơi tiến hành trong lớp dung dịch rất
mỏng nên ảnh hưởng của áp suất thủy tĩnh thực tế không đáng kể.
Vậy : ∆’’ = 0
3.2.2.3 Tổn thất nhiệt độ do trở lực thủy học trên đường ống : [1]
Thường chấp nhận tổn thất nhiệt độ trên đoạn ống dẫn hơi thứ từ nồi cô đặc đến
thiết bị ngưng tụ là 1
0
C.
Do đó: ∆’’’ = 1
0
C
Trang 7
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

3.2.2.4 Tổn thất chung cho toàn hệ thống cô đặc:

:
C
d
= 4190 -(2514 – 7,542t
1
)x
đ
= 4190 - (2514 – 7,542.70).0,15 = 3892 (j/kgđộ)
Nhiệt dung riêng của dung dịch ra khỏi nồi cô đặc
(1)
:
C
c
= 4190 - (2514 – 7,542.t
2
)x
c
= 4190 - (2514 – 7,542.70,375).0,3 = 3595(j/kgđộ)
3.2.4.2 Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng : [2]
W , i
w

Q
mD , i
D
, ϕ


C)
C
d
, C
c
: Nhiệt dung riêng ban đầu, ra khỏi nồi của dung dịch (j/kg.độ)
θ : Nhiệt độ nước ngưng tụ (
0
C) – lấy bằng nhiệt độ hơi đốt
C
ng
: Nhiệt dung riêng của nước ngưng (j/kg.độ)
Q
m
: Nhiệt mất mát ra môi trường xung quanh (J) – Q
m
= 0,03Q
D
G
d
: Lượng dung dịch ban đầu (kg/h)
Phương trình cân bằng nhiệt lượng:
(1-ϕ).D.i + ϕ.D.C
ng
.θ + G
d
.C
d
.t
d

1
= 70
0
C
t
2
= 70,375
0
C
• Nhiệt dung riêng của dung dịch:
C
d
= 3,892 kj/kg.độ
C
c
= 3,595 kj/kg.độ
• Nhiệt độ nước ngưng: (Xem như bằng nhiệt độ hơi đốt)
θ = 119,6
0
C
• Nhiệt dung riêng của nước ngưng:
C
ng
= 4250 j/kg.độ (Bảng I.249 – trang 310 – Sổ tay QT&TB CN
Hóa chất – Tập 1)
Lượng hơi đốt tiêu tốn ở buồng đốt:
)6,19.10425000710(20,97.0,95.
6000265,26.2622.70530,52.3895.70,375265,26.359
θ))(0,97.(1
W

hi
D
Δ.K
Q
(m
2
)
Trong đó:
Q
D
: Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp (W)
Q
D
= D.r (Nếu chất tải nhiệt là hơi nước bão hòa)
D : Lượng hơi đốt (kg/s)
r : Ẩn nhiệt ngưng tụ (j/kg)
K : Hệ số truyền nhiệt (W/m
2
.độ)
∆t
hi
: Hiệu số nhiệt độ hữu ích (
0
C)
Trang 10
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

4.1.1 Tính hệ số truyền nhiệt K :
4.1.1.1 Tính nhiệt tải riêng trung bình: [2]
Giả thiết quá trình là liên tục và ổn định.

2w1w
2cau1cau
−
++
Nhiệt tải riêng của phía dung dịch sôi:
q
2
= α
2
.(t
w2
– t
dd
) = α
2
.∆t
2
Trong đó:
t
D
: Nhiệt độ hơi đốt (
0
C)
t
dd
: Nhiệt độ của dung dịch trong nồi (
0
C)
t
w1

=> r
cau2
= 0,387.10
-3
m
2
.độ/W
δ
λ
: Nhiệt trở thành thiết bị (m
2
.độ/W)
Chọn vật liệu làm ống truyền nhiệt là thép không rỉ X18H10T có hệ số dẫn
nhiệt là: λ = 16,3 W/m.độ. ( Bảng 2-12 – trang 45 – Thiết kế tính toán cac chi tiết
thiết bị hóa chất)
Chọn bề dày thành ống là: δ = 2 mm.

r∑
=
1 2
( )
cau cau
r r
δ
λ
+ +
= 8,577.10
-4
(m
2

(4)

Trong đó:
A =
2 3
0,25
.
( )
ρ λ
µ
, đối với nước giá trị A phụ thuộc vào nhiệt độ màng
.
(trang 29 –
Sổ tay QT&TB CN Hóa chất – Tập 2)
Công thức tính nhiệt độ màng t
m
:
t
m
= 0,5.(t
w1
+ t
D
)

Trang 11
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

∆t
1

Hệ số cấp nhiệt α
2
(hệ số phim) từ bề mặt ống vào dung dịch chảy dọc từ trên xuống
được tính như sau:
Màng chảy màng:
Nu
e
= 0,01.Re
1/3
.Pr
1/3

(5)
Mặt khác:
Nu
e
=
2
.
e
l
α θ
λ

(6)
Trong đó:
Nhiệt độ trung bình của dung dịch trong ống :
70,1875
2
70,37570

(1)
:
C
dd
= 4190 – (2514 – 7,542t
dd
)x
tb
= 4190 – (2514 – 7,542.70,1875).0,225
= 3743 (J/kg.độ)
Bề dày màng
(7)
:
(m)4.10
.9,811094,04
)(0,8715.10
g.
θ
5
2
23
3/1
2
2
e
ρ
μ
−
−
=

tb
dd
2
−
+=
−
+=
⇒M
dd
= 22,7 (kg)
λ
l
của dung dịch được tính theo công thức sau:
λ
l
= 3,58 .10
-8
.C
dd
.ρ
dd
.
3
dd
dd
M
ρ
(W/m.độ)
(8)
Chuẩn số Prandl được xác định theo công thức :

G
U ===
với G : Khối lượng chất lỏng chảy theo bề mặt thẳng đứng trong 1 đơn vị thời gian
(kg/s)
Do đó :
Re =
171,23
0,8715.10
4.0,0373
μ
U4
3
==
−
Xác định Nu
e
:
Nu
e
= 0,01.171,23
1/3
.6,154
1/3
= 0,101765
Vậy :
α
2
=
1348,384
4.10

1 2
2
q q+
Bảng IV.1: Hệ số cấp nhiệt và nhiệt tải riêng
Thông số Giá trị
Trang 13
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

t
D
(
0
C) 119,6
t
dd
(
0
C) 70,1875
r (j/kg) 2208.10
3
H (m) 5
t
1
(
0
C) 4,1
t
w1
(
0

2
) 0,8715.10
-3
C
dd
(j/kg.ñoä) 3743
ρ
dd
(kg/m
3
) 1094,04
d
tr
(m) 0,034
n 37
G
d
(kg/s) 0,147
Re 171,23
M
dd
(kg) 22,7
g (m/s
2
) 9,81
λ
l
(W/m
2
.ñoä) 0,53

= 575,6 (W/m
2
.độ)

4.1.2 Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt :
F =
25575,6.49,2
187170,6
KΔΔ
Q
hi
D
=
= 6,6 (m
2
)
Trang 14
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

Chọn bề mặt truyền nhiệt chuẩn là: F = 10 m
2
(Trang 156 – QT&TB CN Hóa học –
Tập 5 ).

4.2 TÍNH KÍCH THƯỚC CỦA BUỒNG ĐỐT VÀ BUỒNG BỐC:
4.2.1 Kích thước buồng đốt:
4.2.1.1 Số ống truyền nhiệt :
. .
F
n

022,0
4
3,14.0,034
.19
4
d.π
.nF
22
===
(m
2
)
Chọn diện tích của bộ phận phân phối lỏng bằng 20% tổng diện tích ống truyền
nhiệt.(Trang 75 – Sổ tay QT&TB CN Hóa chất – Tập 2)
Vậy diện tích bộ phận phân phối lỏng :
F
C
= 0,2.F = 0,2.0,022 = 4,4.10
-3
(m
2
)
Diện tích một ống truyền nhiệt :
f =
4
22
9,075.10
4
0,034
3,14.

kiện)
Trang 15
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

Vậy nếu ta chọn n = 19 ống thì vừa không đảm bảo bề mặt truyền nhiệt vừa khó sắp
xếp chén phân phối và các ống truyền nhiệt do đó ta sẽ chọn n = 37 ống theo giả thiết ban
đầu.
**Ta kiểm tra lại :
Tổng diện tích của 37 ống truyền nhiệt :
0336,0
4
3,14.0,034
.37
4
d.π
.nF
22
===
(m
2
)
Chọn diện tích của bộ phận phân phối lỏng bằng 19% tổng diện tích ống truyền
nhiệt.(Trang 75 – Sổ tay QT&TB CN Hóa chất – Tập 2)
Vậy diện tích bộ phận phân phối lỏng :
F
C
= 0,19.F = 0,19.0,0336 = 6,4.10
-3
(m
2

Kiểm tra bề mặt truyền nhiệt :
F’’ = n’’.π.d.H = 30.3,14.0,034.5 = 16 (m
2
) > F = 10 m
2
( thỏa điều kiện)
Vậy kích thước bộ phận phân phối lỏng :
D
C
= 0,1 (m) δ
C
= 2 mm
h
C
= 25 mm
4.2.1.2 Đường kính buồng đốt : [4]
Đường kính trong của buồng đốt được tính theo công thức sau:
(9)
D
t
= t.(b – 1) + 4.d (m)
Trong đó:
d: Đường kính ngoài của ống truyền nhiệt (m) – d = 0,034 + 0,004 = 0,038 m
t: Bước ống (m) => Chọn t = 2d =2.0,038 = 0,076 m
b: Số ống trên đường chéo của hình lục giác đều, b được tính theo công thức
sau
(10)
:
b = 2.a – 1
Ta lại có : n = 3.a.(a – 1) +1 => a = 4  b = 7

b
=
.
h p
W
U
ρ
(m
3
)
Với:
W: Lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bị (kg/g)
ρ
h
: Khối lượng riêng của hơi thứ (kg/m
3
) (Bảng I.251 – trang 314 – Sổ tay
QT&TB CN Hóa Chất – Tập 1).
U
p
: Cường độ bốc hơi thể tích ở áp suất khác 1 at (m
3
/m
3
.h)
U
p
= f
p
. U

)
f
p
U
p
(m
3
/m
3
.h)
V
h
(m
3
)
H
h
(m)
D
b
(m)
265,26 0,1979 1,6 2560 0,52 2 0,57
Chọn đường kính buồng bốc là: D
b
= 0,6 m
 Tính vận tốc hơi (
ω

h
max

, ρ
h
: Khối lượng riêng của giọt lỏng và của hơi thứ (kg/m
3
)
d: Đường kính giọt lỏng => Chọn d = 0,0003 m
ξ: Hệ số trở lực phụ thuộc vào Re
0,2 < Re < 500 : ξ =
0,6
18, 5
Re
500 < Re < 150000 : ξ = 0,44
với :
Re =
h
h
ν
d.ω
=
h
hh
μ
ρ.d.ω
Trang 17
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

Trong đó:
µ
h
: Độ nhớt của hơi thứ (N.s/m

4
π.0,6
4
D.π
22
b
=
= 0,2826 (m
2
)
Bảng IV.4: Vận tốc hơi (ω
h
max
) và vận tốc lắng (ω
0
)
ρ
l
(kg/m
3
)
ρ
h
(kg/m
3
)
µ
h
(N.s/m
2

Buồng đốt: H = 5 m
D
t
= 0,6 m
n’’ = 30 ống với d
n
= 0,038 m
1 chén phân phối lỏng có D
C
= 0,1 m
Buồng bốc: H
kgh
= 2 m
D
b
= 0,6 m
Trang 18
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

Phần V:
TÍNH CƠ KHÍ
5.1THÂN THIẾT BỊ:[4] [7]
5.1.1 Thân buồng đốt:
Chọn thân hình trụ và vật liệu làm thân buồng đốt là thép CT3.
Thông số làm việc:
D
t
= 600 mm
p
tt

[ ]
21003,.0,8
0,1
125,4
.
p
σ
h
==
ϕ
> 25
Do đó bề dày buồng đốt tính theo công thức :
[ ]
0,3(mm)
82.125,4.0,
600.0,1
.σ2.
p.D
S'
h
t
===
ϕ
Hệ số bổ sung bề dày :
C = C
a
+ C
b
+ C
c

Thể tích phần trụ buồng bốc :
V
TBB
= V
kgh
+ 0,25.V
kgh
= 0,52 + 0,25.0,52 = 0,7065 (m
3
)
Chiều cao phần trụ buồng bốc :
H
TBB
=
2,5
.0,6π
4.0,7065
D.π
V4.
22
BB
TBB
==
(m)
b. Thông số làm việc :
D
b
= 600 mm
p
tt

)
với n
c
= 1,65 (Bảng XIII.3–trang 356–Sổ tay QT&TB CN Hóa chất–Tập 2)
E
t
: Mođun đàn hồi của vật liệu thân ở nhiệt độ làm việc của nó (N/mm
2
)
Trang 20
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

=> E
t
= 2,05.10
5
N/mm
2
(Bảng 2-12 – trang 45 – Tính toán thiết kế các chi tiết thiết
bị hóa chất).
Hệ số bền mối hàn : ϕ
h
= 0,8 (Bảng 1-7 – trang 25 – Tính toán thiết kế các chi tiết
thiết bị hóa chất).
Chiều dày tối thiểu của thân buồng bốc
(14)
:
S’ =
4,61
.6002,05.10

Trong đó:
D
b
: Đường kính thân buồng bốc (mm) => D
b
= 600 mm
p
n
: Áp suất ngoài tính toán (N/mm
2
) => p
n
= 0,1686 N/mm
2
l’: Chiều dài tính toán của thân (mm)
l’ = H
TBB
= 2500 (mm)
Với:
H
TBB
: chiều cao phần trụ buồng bốc (mm) => H
b
= 2500mm
Suy ra: S’ = 4,61 mm
Chiều dày thực của thân buồng bốc:
S = S’ + C (mm)
Với C : Hệ số bổ sung bề dày tính toán (mm)
C = C
a

D
D
l'
D
)C2(S
1,5.
a
b
bb
a
−
≤≤
−
⇔
1)62.(
600
600
2500
600
1)64(
1,5.
−
≤≤
−
⇔
74,73,332740, ≤≤
(thỏa)
* Kiểm tra điều kiện 2
(16)
:

−
≥⇔






−
≥

⇔
560,4,16 ≥
(thỏa)
Trong đó:
t
c
σ
: Giới hạn chảy của vật liệu làm thân ở nhiệt độ tính toán (N/mm
2
)
Trang 21
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

=>
t
c
σ
= 235,95 N/mm
2





−
=
−






−
=
= 0,2 (N/mm
2
)
Ta có: [p
n
] = 0,2 N/mm
2
> p
n
= 0,1686N/mm
2
(thỏa)
Vậy chiều dày thân buồng bốc : S = 8 mm
* Kiểm tra thân buồng bốc chịu tác dụng đồng thời của lực nén chiều trục của và áp
suất ngoài :

===
(N/mm
2
)
(18)
Lực nén chiều trục tác dụng lên thân :
P
nct
=
27,49571
4
.0,1686)62 (600π
4
p.S)2 (Dπ
2
n
2
b
=
+
=
+
(N)
(19)
Thân sẽ ổn định nếu thõa mãn
(20)
:
131,5
.2,05.106.0,0π
27,49571

(N/mm
2
)
Ứng suất nén trong thân dưới tác dụng của lực nén chiều trục
(22)
:
5,21
1)6)(6.(600π
49571,27
)CS).(S.(Dπ
P
σ
ab
nct
n
=
−+
=
−+
=
(N/mm
2
)
Vậy thân buồng bốc làm việc ổn định dưới tác dụng của áp suất ngoài và lực nén
chiều trục khi thỏa điều kiện
(23)
:
18940,1
20,
0,1686

) (Hình 1-2 – trang 22 – Thiết kế
tính toán các chi tiết thiết bị hóa chất).
Hệ số hiệu chỉnh : η = 0,95 (thiết bị có bọc cách nhiệt). (trang 26 - Thiết kế tính toán
các chi tiết thiết bị hóa chất ).
Ứng suất cho phép
(13)
: [σ] = [σ]*.η = 146.0,95 = 138,7 (N/mm
2
)
Ứng suất chảy cho phép : [σ]
c
= [σ]*.n
c
= 146.1,65 = 240,9 (N/mm
2
)
với n
c
= 1,65 (Bảng XIII.3–trang 356–Sổ tay QT&TB CN Hóa chất–Tập 2)
Áp suất bên trong thiết bị là áp suất chân không nên nắp chịu áp suất ngoài.
Chọn bề dày nắp bằng bề dày thân => S = 6 mm
* Kiểm tra điều kiện ổn định của nắp theo công thức
(24)
:
t
c
t
t
σ.x
E0,15.

)
=>
t
c
σ
= 240,9 N/mm
2
x =
t
c
t
y
σ
σ
: Tỷ số giới hạn đàn hồi của vật liệu làm nắp với giới hạn chảy của nó ở
nhiệt độ tính toán . Đối với thép không rỉ x = 0,7 (Trang 167 – Thiết kế tính toán các chi tiết
thiết bị hóa chất). 1530890
Suy ra:
t
R
S
=
100
6
600
=
0,7.240,9
100,15.2,05.
σ.x
E0,15.

t
ca
t
t
t
ca
t
−−−
+−
=
= 1,863 (Trang 167 – Thiết kế tính toán
các chi tiết thiết bị hóa chất).
[σ]: Ứng suất cho phép khi kéo (N/mm
2
)
Trang 23
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

[σ] = η . [σ]
*
= 1. 146 = 146 (N/mm
2
)
với : [σ]
*
:Ứng suất cho phép tiêu chuẩn (N/mm
2
) => [σ]
*
= 146 N/mm

t
R
D
= 0,15.
p
n
= 0,1686 N/mm
2

Áp suất bên trong thiết bị là áp suất chân không nên đáy chịu áp suất ngoài.
Chọn bề dày nắp bằng bề dày thân trụ chịu áp suất ngoài => S = 6mm
Lực tính toán P nén đáy
(25)
:
.0,16862.61
4
π
p.D.
4
π
P
2
n
2
n
==
= 49571,27 (N)
Trong đó:
D
n

t
: Mođun đàn hồi của vật liệu thân ở nhiệt độ làm việc của nó (N/mm
2
)
=> E
t
= 2,05.10
5
N/mm
2

t
c
σ
: Giới hạn chảy của vật liệu làm thân ở nhiệt độ tính toán (N/mm
2
)
=>
t
c
σ
= 240,9 N/mm
2
Suy ra: [P
nct
] = 144832,5 (N)
* Kiểm tra điều kiện 1
(15)
:
)C2.(S

Trang 24
GVHD : HOÀNG MINH NAM SVTH: La Lễ Quí

3
5
3
a
t
c
t
600
1)62.(
,9402
2,05.10
0,3.
600
584
D
)C2.(S
.
σ
E
0,3.
D
l'






D
.E0,649.][p
2
5
a
2
at
t
n
−






−
=
−






−
=
tt
= 0,866 (N/mm
2

3
. (Bảng XIII.21 – trang 394 – Sổ tay QT&TB CN Hóa chất – Tập 2)
5.3VỈ ỐNG:[7]
Chọn vỉ ống hình tròn phẳng và vật liệu làm vỉ ống là thép không rỉ X18H10T.
Bề dày vỉ ống được tính theo công thức sau
(28)
:
38
' 5 5
8 8
n
d
h = + = +
= 9,75 (mm)
Trong đó:
d
n
: Đường kính ngoài của ống (mm) => d
n
= 38mm
Bề dày thực của vỉ ống:
S = h’ + C = 10 (mm)
Với C: Hệ số quy tròn kích thước (mm) => C = 0,25mm
 Kiểm tra ứng suất uốn của vỉ ống
(29)
:
2
n
n
u

3
2
=1,5 . 38 .
3
2
= 49,363 mm
Với t: Bước ống trên lỗ đường kính xuyên của hình 6 cạnh (mm) => t =1,5d
n
Suy ra: σ
u
= 1,74 N/mm
2
Ta có: σ
u
= 1,74 N/mm
2
< [σ
u
] = 130 N/mm
2
(thỏa)
[σ
u
]: Ứng suất cho phép khi vật liệu chịu uốn (N/mm
2
)
Vậy bề dày của vỉ ống S = 10mm.
Trang 25