CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THIẾT BỊ
2. Tính toán thiết bị
2.6. Tính quạt ra thiết bị
Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.s Nguyễn Tấn Dũng V Trở lực trên đường ống dẫn khí ra thiết bị
Lưu lượng khí ra khỏi thiết bị: Qr = 2569,4 m3/h Đường kính ống dẫn ra: Ớ2 = 220 mm = 0,22 m
Vận tốc ra thiết bị: v2 =---—--- =---2309,4- - -— = 18,7 m/s 0,785 X 3600 X d ị 0,785 X 3600 X 0.222
Hệ số Reynold Re = ———
pr = 1,77 kg/m3
t*40oc = 1,9.10'5 Pa.s
=> Re = = 3,8.105
1,9.10 5 ’
Chọn ống dẫn khí là ống thép mới không hàn, độ nhám tuyệt đối £ = 0,1 mm [1]
Hệ số Reynold giới hạn trên [1]
R***ô(T) 7=6 (ff) 7=0’401°5 Hệ số Reynold khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám [1]
Re„ * 220 (—) '8 =220 (—) 8=12,7.105
=>Regh < Re < Ren =>Khu vụ’c quá độ Hệ số ma sát Ả
Ta có 8.10"5 < — = — = 4,5.10'4 <0,0125 d2 220
=> Ả * 0,líl,46f +—)0,25 = 0,líl,46—+ ^-)ơ,25= 0,018
V d2 Re J V 220 3.8.10s/
Áp suất động học :pd = ' *18' — =31,5 kG/m2
F V & V 2d 2X9.31 ’
Chọn chiều dài dường ống dẫn khí từ thiết bị lắng quán tính dến ống khói là 1 = 15 m
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 38
Hệ số sức cản tương đương của đoạn ống thẳng <ftd = - = 0,018-^- = 1,22
a 0.22
* Co 90° (ngoặt tiết diện tròn nhiều đốt, R/D = 2; a = 90°),ị = 0,35 [4]
Hệ số sức cản cục bộ trên đoạn ống 2? = 3 x0,35 = 1,05
=>Apd = (2f + ftd) xpd = (1,05+ 1,22) x31,5 = 71,5 Kg/m2
= 701,5 N/m2
Tổn thất áp suất do quạt tạo ra
Apq = (0,12 +0,15)x9,81 xio4 = 0,13x9,81xl04 = 12753 N/m2
=> Tổng tổn thất áp suất: APt = ủpd + Apq = 701,5 + 12753 = 13454,5 N/m2 V Trở lực của thiết bị
Aps = (0,26 X H + 27,4) X g
Với H là chiều cao thiết bị, g là gia tốc trọng trường = 9,81 Aps = (0,26 X 3 +27,4) X g = 276,5 N/m2
S Trở lực của ống khói Đường kính ống khói: d0k = 0,4 m
Vận tốc thoát khí ra ống khói: Vok = 18,7 m/s Xem nhiệt độ trong ống khói là: 60°c
TTÍ .ớ n.. _ 1 JTằ dokXVoKXpr Hệ sô Reynold Re = ————---
• Pr60oc= 1,77 kg/m3
• /Ì60oc= 1,9.10"5 Pa.s
= > Re = 0,4X18,7X1 2X10“5.77
6,6.105
Chọn ống dẫn khí là ống thép mới không hàn => độ nhám tuyệt đối £ = 0,1 mm [1]
Hệ số Reynoldgiới hạn trên [1]
dok 0,22 4 Đồ án xử lý ô nhiễm không khí 1000 xr|pj xr|GVHD: Th.s Nguyễn Tấn Dũngvxrj.j.
Re^6(^)8,7 = 6(^)8/7=0,4.105 Hệ số Reynold khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám [1 ] Re„ 220 8 =220 (—) s=12,7.105
=>Regh < Re < Ren => Khu vực quá độ Hệ số ma sát Ả
Tacó8.10's< —= —= 4,5.10'4 <0,0125 dok 220
* 0,1(1,46-^ + ^)°'25 = 0,1(1,46— + -^)ơ,25= 0,017
’ V doỉc Re / 9 \ 220 6.6.1Ữ5/ ’
Áp suất động học: pok = =31,5 kG/m2
Chiều cao ống khói H = 5,5 m
Hệ số sức cản tuơng đương của đoạn ống thẳng Ltd = X—= 0,017— = 0,4 Hệ số sức cản cục bộ trên đoạn ống 2? = 1
=> Apc = (XỊ + ịd) XPok = (1+ 0,4) X31,5 = 32,9 Kg/m2 =322,7 N/m2 Tổng tổn thất trên toàn đường ống dẫn khí ra
• Ap = Aps + Apd + Ap„k = 276,5 + 13454,5 + 322,7 =14053,7 N/m2
• Công suất của quạt hút khí vào thiết bị [5]
• Nq=p — — \
Trong đó Q: lưu lượng khí (m3/s)
p: hệ số an toàn, (1,12-1-1,15), chọn = 1,13 Ap: tổng tổn thất áp suất
Ĩ)H: (0,92 -ì- ớ,P5),chọn = 0,95 r|(0,9-1-0,98),chọn = 0,95
SVTH: Dương Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 40
Chiêu dày tâm thép, mm
Giới hạn bên, N/ m 380.106
240.106 Độ giản dài tương đối, %
Độ nhớt và dập, J/ m 2 0.8.106
Khối lượng riêng, kg/ m 3 7,85.103
Hệ số dẫn nhiệt, w/m.độ
Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.s Nguyễn Tấn Dũng r| k: (0,92-ỉ-1),chọn = 0,95
->N.-p, = 1,13 — T1TÌ-72-..,-= 13,2 kw
Chọn quạt: “V-Xêp” 7-40 N°6, kiểu “R”6-3a, công suất 15 kW [3]
SỐ vòng quay: 1790 vòng/phút
3. Tính cơ khí của thiết bị (Chiều dày thân của thiết bị)
Thiết bị lọc bụi xi măng bằng tĩnh điện làm việc ở môi trường ăn mòn, nhiệt độ t= 100°c
, , , 4 N
Ap suât làm việc của thiêt bị : Piv = 1 at = 9,81.10 ? m
-> chọn thép cacbon CT3 Tính chất của thép: [2]
Thân hình trụ làm bằng vật liệu dẻo (thép) làm việc ở áp xuất < 10.106 được chế tạo bằng cách cuốn tấm vật liệu với kích thước đã định sau đó hàn ghép mối lại.
Gia công thiết bị bằng hàn bằng hồ quang điện bằng cách hàn giáp mối hai bên.
ứng suất cho phép của thép CT3 theo giới hạn bền:
❖
ứng suất kéo r - 1 _ OÌ<
[ơk]= „ 0llk ứng suất cắt
r -1 _ [ơc] = _ 0
Thông số Đơn vị Số tấm chắn
Chiều cao thiết bị Chiều cao ống vào Chiều cao ống ra
Đường kính chính của thiết bị Đường kính ống vào
Đường kính ống ra Công suất quạt vào Công suất quạt ra Tải lượng khí sạch
Tải lượng bụi 0,0005
Chiều cao ống khói
Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.s Nguyễn Tấn Dũng r|! hệ số điều chỉnh
Thiết bị thuộc loại 2 nhóm 2 => TỊ = 1 [2]
nk = 2,6
nc = 1,5 [2]
r , 380.106 , , _ ,„6 N gk]= .1 = 146,2.10" 2
2,6 m
[aj=^ 1 = 160.10* 4
Chọn giá trị bé hơn trong 2 kết quả vừa tính để tính tiếp jơjJ 146,2.10" = 141 6 > 5 0 Plv 9.81.105
(p: hệ số bền mối hàn cp = 0,95 [2]
Chiều dày thiết bị:
D p
s = +c [2]
Khi ^ X(p > 50 có thể bỏ qua piv ở mẫu Mv
= > S = T ^ + C 2[ơk]cp Dt: đuờng kính trong, m Chọn Dt = 4 m [2]
C: bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m C = Ci+C2 + C3
Trong đó
C\ : bổ sung do ăn mòn c, = 1 mm
c2: bổ sung do hao mòn c2 = 0 ni ni
c3: bố sung do dung sai của chiều dài c3 = 0,8 mm [2]
SVTH: Duơng Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 42
Đồ án xử lý ô nhiễm không khí GVHD: Th.s Nguyễn Tấn Dũng
=> c = 1+0 + 0,8 = 1,8 mm4.103.9,81.Ỉ04 2.146,2.106.0, 95
+ 1,8=3,21 (mm) Chọn s = 4mm
Áp suất thử thủy lực: Pth =1,5 Piv [2]
p,h= 1,5.9,81.104 = 14,72.104 (N/m2) [D,+(s-C)Jp,
ơ = 2.(S-C )(p < g (N/m2) [2]
ơ =[p, + (5 - cp \ [4 + (4 -1,8). l(r3Ịl 4,72.1 o4
2.(5' - c\ẹ 2.(4 -1,8). 10“3.0,95
= 120,9.106(N/m2)
ơ= 120,9.106 (N/m2) <*fệ= 133,3.106 (thỏa điều kiện) 1 ,z
Chọn chiều dày thân thiết bị là 4 mm Thông số thiết bị
SVTH: Duơng Công Toàn - Hoàng Thị Khuyên Trang 43