Đồ án Các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường

nhất, xong thực  tế tháp đệm chỉ làm việc ở tốc độ đảo pha vì nếu tăng nữa sẽ rất khó bảo đảm quá  trình ổn định. Vì vậy  Tốc độ thích hợp tính theo phương pháp này thường bằng khoảng:     y = (0,8 0,9)  dp    Ta chọn:   y  = 0,85.  dp  = 0,85.0,835= 0,71 (m/s)  Thay các giá trị ta có đường kính tháp.  => Đường kính của tháp:  4.1974,24 0,992( ) 3600.3,14.0,71 D m  Quy chuẩn D=1(m)  => Lúc này tốc độ khí trung bình đi trong tháp là:  2 2 4. 4.1974,24 0,70( / ) .3600. 1 .3600.3,14 ytb ytb V m s D      có   ytb   (0,8 0,9)  dp => kết quả phù hợp Kiểm tra điều kiện thiết kế 4. 4.0,76 1 0,018 0,02 . 165.1 50 dem d d d V D D         ⇒Đệm trên là phù hợp.  Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 15 ~ Kiểm tra theo mật độ tưới - Mật độ tưới thực tế:  x tt t V U F    ,m3 /m2.h  Vx: Lưu lượng thể tích của chất lỏng ,m 3/h.  Ft: Diện tích mặt cắt tháp.      Ft = .D 2/4 = 3,14.12/4 = 0,785 ,m2.     Vx= 5003,85 (m 3/h).  ⇒ 5003,85 6374,33 0,785 x tt t V U F     , m3 /m2.h  - Mật độ tưới thích hợp:                    Ut.h =  d .B (m 3/m2.h)    B= 0,158 m3 /m.h ,    d  : bề mặt riêng của đệm,  d  =165 (m2/m3)  Ut.h=0,158.165=26,07 ,m 3 /m2.h  ⇒  . . 6374,33 244,5 26,07 t t t h U U    > 1  ⇒ Đệm thấm ướt tốt. 2. Tính chiều cao tháp đệm Áp dụng công thức xác định chiều cao của lớp đệm:     Hđ = my.hy  ,m.                Trong đó:   my : số đơn vị chuyển khối xác định theo nồng độ trong pha hơi (khí)  hy : chiều cao của một đơn vị chuyển khối.  * Tính chiều cao của một đơn vị chuyển khối Ta áp dụng công thức:    1 2. . y y x G h h m h G         ,m.                               Trong đó:  h1, h2  : chiều cao của một đơn vị chuyển khối pha khí, pha lỏng (m)                                                                                                         Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 16 ~  Gx, Gy: lưu lượng trung bình của pha lỏng, pha khí (kg/h)  m: hệ số góc của đường cong cân bằng  * Tính h1. Áp dụng công thức: 0,25 2/3 1 Re .Pr , . . d y y d V h m a   Trong đó:            Vđ: Thể tích tự do của đệm Vđ= 0,76 (m 3/m3)            a: hệ số phụ thuộc vào dạng đệm. Đệm vòng a= 0,123.  Rey : chuẩn số Reynold cho pha hơi.  Pry : chuẩn số Prandt cho pha hơi.  Ψ: Hệ số thấm ướt của đệm  Ta có:  4. . Re . y y y d y        Trong đó:  y : vận tốc khí đi trong tháp (m/s)    0,7( / )y ytb m s     y : khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp khí trong tháp (kg/m 3)  35,96( / )y ytb kg m     d : bề mặt riêng của đệm,  d =165 (m 2/m3)  y :độ nhớt trung bình của pha khí, (Ns/m 2)  5 0, 4. . 0, 4 0,70 5,96 Re 568,2 . 165 1,78.10 Pr . y y y d y y y y yD               Trong đó:  y : độ nhớt hỗn hợp khí, (Ns/m 2)  Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 17 ~ y : khối lượng riêng trung bình của pha khí, (kg/m 3)  Dy  : hệ số khuếch tán của pha khí, m 2/s  2 2 2 7 1,5 2 1/3 1/3 2 4,3.10 . 1 1 . , / ( ) y SO kk SO kk SO kk T D D m s P u u M M            T  : nhiệt độ K, T = 273 + 30 = 303K  P = 5 atm =5,163 at  kkSO MM ,2 : khối lượng mol của SO2, không khí (kg/kmol)  kkSO uu , 2 : thể tích mol của SO2, không khí (cm 3/mol)  Tra bảng VIII.2 – II (tr 127).    =>   2 344,8( / )SOu cm mol        ukk = 29,9(cm 3/mol)  2 4 1,5 6 2 1/3 1/3 2 0,0043.10 303 1 1 2,22.10 ( / ) 5,163 (44,8 29,9 ) 64 29 SO kkD m s              => 5 6 1,78.10 Pr 1,345 . 5,96 2,22.10 y y y yD         Tính ψ.   Ψ: phụ thuộc vào tỷ số giữa mật độ tưới thực tế lên tiết diện ngang của tháp  và mật độ tưới thích hợp.  Ta có:  . . 6374,33 244,5 26,07 t t t h U U    > 1  ⇒  = 1  ⇒ 0,25 2/3 0,25 2/3 1 0,76 Re .Pr .568, 2 .1,345 0, 223 . . 0,123.1.165 d y y d V h a     m  * Tính h2 chiều cao của một đơn vị chuyển khối trong pha lỏng  1/3 2 0,25 0,5 2 2 256. .Re .Pr ( )x x x x h m          Trong đó:                                                                                                         Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 18 ~  x  : độ nhớt trung bình của pha lỏng, Ns/m2    x  : khối lượng riêng trung bình của pha lỏng,kg/m3  Ta có:  4 0,04. 0,04.276155,6437 Re 29,63 . . 3600.0,785.165.7,996.10 x x t d x G F         Với:  d   : bề mặt riêng của đệm (m 2/m3),  d = 165(m 2/m3)  Gx: lưu lượng trung bình của pha lỏng, Gx=276155,6437/3600 (kg/s).  Ft: Diện tích mặt cắt tháp. Ft = 0,785,m 2.            x : độ nhớt trung bình của pha lỏng = 7,996.10 -4 Ns/m2    Pr . x x x xtbD      Trong đó:  xtb   : khối lượng riêng trung bình của pha lỏng, kg/m3  Dx    : hệ số khuếch tán trong pha lỏng, m 2/s  )/( ).(. 11 10 2 23/13/1 6 20 222 22 sm uuAB MM D OHSOOH OHSO x      Trong đó:  20 x D : hệ số khuếch tán của dung dịch lỏng ở 200C (m2/s)    OHSO MM 22 , : khối lượng mol của SO2, H2O (kg/kmol)  2SO M = 64 (kg/kmol)    OHM 2 = 18 (kg/kmol)  A, B: hệ số liên hợp  Với các chất khí tan trong nước A = 1.  Với dung môi là nước B = 4,7.  Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 19 ~ OH 2  : độ nhớt của nước ở 200C,  OH 2 = 1cp = 10 -3 Ns/s.  OHSO uu 22 , : thể tích mol của SO2, H2O (cm 3/mol)     2SO u = 44,8 (cm3/mol)  OHu 2 = 18,9 (cm 3/mol)  9 23/13/1 6 20 10.469,1 )9,188,44(17,4 18 1 64 1 10       xD (m 2/s)  t xD  =  20 x D [1 + b(t - 20)]  (m2/s)  Trong đó:  3 2 .2,0   OH b    OH 2  : độ nhớt của nước ở 200C,  OH 2 = 1cp = 10 -3 Ns/s.    : khối lượng riêng của nước ở 200C.  Tra bảng I.5  =>   = 998,23 (kg/m3)        =>  02,0 23,998 1.2,0 3 b    30 9 9 4 9 1,469.10 1 0,02.(30 20) 1,763.10 7,988.10 Pr 454,45 997 1,763.10 x x D                 ⇒  2/34 0,25 0,5 2 7,988.10 256. 29,63. .454,45 1,1( ) 997 h m        *Tính m hệ số góc của đường cân bằng Dựa vào bảng số liệu => m= 9,83  ⇒ Chiều cao của một đơn vị chuyển khối hdv = 0,223+  9,83.11766, 487 276155,6437 .1,1 =0,27  m                                                                                                         Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 20 ~  *Tính số đơn vị chuyển khối xác định theo nồng độ trong pha khí dY y cbYc dY m Y Y                Y  : thành phần làm việc của hơi.  Ycb : thành phần mol cân bằng của hơi.  Ta xác định số đơn vị chuyển khối  theo phương pháp tích phân đồ thị. Việc  tính  tích phân đó có thể dựa voà việc vận dụng đồ thị  cb YY  1  trong hệ toạ độ  cb YY  1 -  Y. Giá trị của tích phân bằn diện tích hình thang cong giới hạn bởi đồ thị  cb YY  1 và đường Yd = 0,03093 (kmol SO2/kmol không khí)         Yc = 6,186.10 -3 (kmol SO2/kmol không khí)  Bảng số liệu cho đồ thị tích phân Y  Ycb  1/(Y-Ycb)  Si  0.006186  0  161.6553508    0.007926  0.001919093  166.4750201  0.285473423  0.009666  0.003844794  171.7857029  0.294286829  0.011406  0.005777137  177.6557791  0.304014089  0.013146  0.007716158  184.1674056  0.314786171  0.014886  0.009661889  191.4201415  0.326761166  0.016626  0.011614368  199.5357837  0.340131655  0.018366  0.013573627  208.664911  0.355134604  0.020106  0.015539704  218.995887  0.372064894  0.021846  0.017512634  230.7674693  0.39129412  0.023586  0.019492451  244.2868323  0.413297242  0.025326  0.021479194  259.9559227  0.438691197  Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 21 ~ 0.027066  0.023472898  278.3110195  0.46829224  0.028806  0.025473599  300.0839164  0.503203594  0.030546  0.027481335  326.2998994  0.54495392  0.030894  0.027883729  332.1960289  0.114578292                                                                                                  Si=5,5  Diện  tích  miền giới hạn  của đường  cong  ta  được: S =  5,5. Diện  tích  hình  thang cong chính bằng số đơn vị chuyển khối là my =5,5.  ⇒ Chiều cao của lớp đệm: H = my.hdv=5,5.0,27=1,485 m.           Quy chuẩn H=1,5  Đây thực chất là chiều cao lớp đệm. Chiều cao của tháp ngoài chiều cao của  lớp đệm còn tính đến chiều cao từ mặt trên của đệm đến đỉnh tháp và từ mặt dưới  đệm tới đáy tháp.  Áp dụng công thức:   Htháp = Hđệm + Hđệm- nắp + Hđệm- đáy   Hđệm-nắp   = 1 m   Hđệm-đáy   = 1 m  Vậy chiều cao tháp Htháp = 1+1+1,5=3,5 m.  3. Trở lực tháp đệm Áp dụng công thức:    ku PPP    Trong đó:  kP : Tổn thất đệm khô  uP : Tổn thất đệm ướt    Tháp hấp thụ đạt hiệu suất cao nhất khi vận tốc của khí bằng vận tốc điểm  đảo pha.  => Trở lực của tháp đệm đối với hệ khí -  lỏng  tại điểm đảo pha có  thể xác định  được bằng công thức sau:                                                                                                         Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 22 ~  0,405 0,225 0,045 1(1 ) . 1 . . yx x u K K y y y G P K P P A G                                      Trong đó:    Pu: tổn thất áp suất khi đệm ướt tại điểm đảo pha có tốc độ của khí bằng tốc  độ của khí đi qua đệm khô (N/m2)   PK: tổn thất của đệm khô (N/m 2)  Gx, Gy: lưu lượng của lỏng và của khí (kg/h)  Gy =11766,487 (kg/h) = 11766,487/3600 (kg/s).  Gx=  276155,6437 (kg/h) = 276155,6437 /3600(kg/s).  yx  , : khối lượng riêng của lỏng và của khí (kg/m 3)  y =5,96(kg/m 3)  x =997(kg/m 3)  yx  , : độ nhớt của lỏng và khí (Ns/m 2)  5 21, 78.10 ( / )y Ns m       x  = 7,996.10-4 (Ns/m2)       Hệ số A1: hệ số (ứng với điểm tốc độ làm việc bằng 0,85 tốc độ pha)   => A1 = 5,1  * Tổn thất áp suất của đệm khô tính theo công thức: 2 .. . 42 . .. 2 3 '2 ' yy d dty td K V H d H P                 H  : chiều cao lớp đệm, H = 1,5 (m)    y  : vận tốc khí trung bình đi trong tháp      y= 0,7 (m/s)   y    : khối lượng riêng trung bình cúa hỗn hợp khí trong tháp, kg/m3    y   : độ nhớt trung bình của hỗn hợp khí trong tháp (Ns/m 2)   d   : bề mặt riêng của đệm (m 2/m3)   Vd   : thể tích tự do của đệm ( m 3/ m3)  Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 23 ~ Nh-ng Rey = 568,2 > 400 => tæn thÊt ¸p suÊt cña ®Öm kh« x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : 3 2,02,18,08,1 ....56,1 d yyyy K V H P   [II-189]    H  : chiều cao lớp đệm, H = 1,5 (m)    y  : vận tốc khí trung bình đi trong tháp      y= 0,7 (m/s)   y   : khối lượng riêng trung bình cúa hỗn hợp khí trong tháp, kg/m 3    y    : độ nhớt trung bình của hỗn hợp khí trong tháp (Ns/m2)   d    : bề mặt riêng của đệm (m2/m3)   Vd   : thể tích tự do của đệm ( m 3/ m3)  ⇒Trở lực đệm khô:  1,8 0,8 1,2 5 0,2 2 3 1,56 1,5 0,7 5,96 165 (1,78.10 ) 601,5( / ) 0,76 KP N m         ⇒ Trở lực đệm ướt  0,0450,405 0,225 4 5 276155,6437/3600 5,96 7,996.10 601,5. 1 5.1 . . 11766, 487/3600 997 1,78.10 uP                      ⇒ uP =4731,46  ⇒ 2601,5 4731,46 5333( / )k uP P P N m                                                                                                               Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 24 ~  PHẦN 2: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ I. Các thông số đặc trưng của bơm Áp suất mặt thoáng P1= 9,81.10 4 N/m2  Áp suất làm việc P= 5 atm=5×1,013.105=5,065.105 N/m2  Gia tốc trọng trường g=9,81 m/s2  Ở 300C:   2H O  = 995.68 (kg/m3)                μnước=0,8.10 -3 Ns/m2  Áp suất toàn phần của bơm H(m):  Áp dụng phương trình becnulli ta có  Mặt cắt 1-1 và 1’-1’:  )1( .2..2. 22 11 mhh vv hH gg P gg P        Mặt cắt 1-1 và 2-2 )2( .2..2. 2 22 2 mdd rr hH gg P gg P        Trong đó:  P1: áp suất bề mặt nước không gian hút  P2: áp suất không gian đẩy  ρ: khối lượng riêng của nước Pv: áp suất trong ống hút lúc vào bơm  Pr: áp suất của chất lỏng trong ống đẩy lúc ra khỏi bơm  Hh, Hd: chiều cao ống hút và ống đẩy  hmh, hmd: tổn thất áp suất do trở lực gây ra trong ống hút và ống đẩy  2 2’ 2’ 1’1’ 1 1 P1 Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 25 ~                        hmh + hmd=  g P .  P : Áp suất toàn phần cần thiết để khắc phục sức cản thủy lực trong hệ thống, áp  suất toàn phần của bơm là hiệu áp suất giữa hai giai đoạn hút và đẩy  ω1: vận tốc nước ở bể chứa, ω1=0  ω2: vận tốc nước khi vào tháp hay trong ống đẩy  ω1’: vận tốc nước khi vào bơm  ω2’: vận tốc nước khi ra khỏi bơm  Thực tế: ω2 = ω2’  ⇒ gg PP hHH m .2. ' 112 0        Xác định tổn thất áp suất do trở lực gây ra trên đường ống hút của bơm  hmh =  g Ph .  Trong đó: cmdh PPPP    dP : áp suất động lực học cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra khỏi ống  2 . 2h dP     mP : áp suất để khắc phục trở lực ma sát khi chảy ổn định trong ống thẳng  2 . . 2 h h m d L P     cP : áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ  2 . . 2   hcP    cmdh PPPP   =  2 . . 2 . .. 2 . 222      hh h h d L                                h h d L .1 2 . 2   Đường kính ống hút:  0,785 h h V d    Trong đó: V là lưu lượng thể tích chất lỏng đi trong ống, m3/s  2 2 d 3 . 3390,65 18 0,017( / ) .3600 3600 997 x H O H O G M V m s                                                                                                              Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 26 ~  Theo bảng II.2(I-370) chất lỏng trong ống hút của bơm có ωh=0,8-2,0 (m/s). Chọn  ωh = 1,5 (m/s) → 0,017 0,12( ) 0,785 1,5 hd m   ⇒  2 0,017 1,5( / ) 0,12 0,785 h m s    Chuẩn số Re của chất lỏng trong ống hút  2 2 3 . . 1,5 0,12 997 Re 224325 4000 0,8.10 h h H O H O d            Dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát được tính như sau  0,9 1 6,81 2.lg Re 3,7             Trong đó:  ε: độ nhám tuyệt đối. Chọn vật liệu làm ống là thép nối không hàn  → 310.07,0    Δ: độ nhám tương đối, được xác định theo công thức:  3 40,07 10 5,8 10 0,12hd          → 0,9 41 6,81 5,8 10 2.lg 224325 3,7             0, 019    Hệ số trở lực cục bộ: Chất lỏng vào ống thẳng, đầu ống hút có lắp lưới chắn đan bằng kim loại  c  1   Với      .0c   Chọn  0 0,9 T F F  →   0 0,13 1,0                    Bảng II.16 (Sổ tay I- 382,384)  → trở lực của ống có lắp lưới chắn đan bằng kim loại là  1 0,13 1 1,13ong       Trên ống hút còn lắp 1 van 1 chiều. Theo I-399→ 1,9 2,1van     Chọn  2  → 1,13 2 3,13h      Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 27 ~ Tra bảng II-34 (I-441) sự phụ thuộc  chiều cao hút của bơm ly tâm vào nhiệt  độ. Ở nhiệt độ làm việc T=300C thì chiều cao hút của bơm ở khoảng 4m thì đảm  bảo không xảy ra hiện tượng xâm thực. Tuy nhiên để loại trừ khả năng dao động  trong bơm nên giảm chiều cao hút khoảng 1÷1,5m so với giá trị trong bảng. Vậy  chọn chiều cao hút là 2,5 m.  ⇒ Áp lực toàn phần cần thiết để khắc phục sức cản thủy lực là:  2 2997 2,5.1,5 1 3,13 0,019. 5076,3( / ) 2 0,12 hP N m            → hmh =  g Ph .   = 5076,3 0,52( ) 997 9,81 m     Xác định tổn thất áp suất do trở lực gây ra trên đường ống đẩy: Đường kính ống đẩy:  Theo bảng II.2( I-370) vận tốc chất lỏng trong ống đẩy của bơm là    ωd= 1,5-2,5 m/s. Chọn ωd = 2,0 m/s               => 0,017 0,104( ) 0,785 2 dd m   Quy chuẩn dd = 10cm  Vận tốc của ống đẩy là                                   2 0,017 2,17( / ) 0,10 0,785 d m s    Chuẩn số Re của chất lỏng trong ống đẩy  2 2 4 . . 2,17 0,10 997 Re 280684 4000 8.10 d d H O H O d            Dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát được tính như sau  0,9 1 6,81 2. lg Re 3,7                    (I-380)  Trong đó:  ε: độ nhám tuyệt đối. Chọn vật liệu làm ống là thép nối không hàn  → 310.07,0    Δ: độ nhám tương đối, được xác định theo công thức:                                                                                                         Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 28 ~  3 40,07 10 7.10 0,1dd         → 0,9 41 6,81 7 10 2.lg 280684 3,7             0,0194    Theo bảng II.16(I-393), Đối với thành nhẵn  Re > 2.105 thì bỏ qua tổn thất ma sát  ξcong=A.B.C  Góc  1900  A   Chọn:  15,02  B d R d            45,15,0  C b a    =>  2175,045,115,01 cong     Hệ số trở lục cục bộ của toàn ống đẩy:            0, 2175 3,13 3,3475cong thang         Chọn chiều dài ống đẩy là Hd=12m.  ⇒ Áp lực toàn phần cần thiết để khắc phục sức cản thủy lực là:  2 2997 122 1 3,3475 0,0165 10538,39( / ) 2 0,21 dP N m              ⇒ hmd =  . dP g   = 10538,39 1,08( ) 997 9,81 m  ⇒ hm= hmh + hmd =0,5+1,08=1,58m  2 1 98100 98100 4848,1 93251,9( / )hP P N m        5 2 2 10538,39 5, 065.10 517038,39( / )dP P P N m          Vậy áp suất toàn phần của bơm:  2517038,39 93251,9 1,5 2,5 12 1,58 59,6( ) 997 9,81 2 9,81 H m            Công suất của bơm: Công suất yêu cầu trên trục bơm:  Áp dụng công thức:   h  .10 ... 3 HgQ N   (kW)          I-439  Trong đó  - ρ: khối lượng riêng của nước, kg/m3  θ Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 29 ~ - N: hiệu suất của bơm, kW  - Q: năng suất của bơm (m3/s); Q= 2 2 . .3600 x H O H O G M   ,m3/s  ⇒ Q= 3390,65 18 997 3600   = 0,017 m3/s  g: gia tốc trọng trường (m/s2)  H: áp suất toàn phần của bơm tính bằng mặt cắt cột chất lỏng bơm  η: hiệu suất của bơm  tktlhhhh .0                          Với  0h : hiệu suất thể tích tính đến sự hao hụt chất lỏng chảy từ vùng áp suất cao  đến vùng áp suất thấp và do chất lỏng rò từ các chỗ hở của bơm  tlh : hiệu suất thủy lực  tkh : hiệu suất cơ khí   Hiệu suất toàn phần phụ thuộc vào loại bơm và năng suất. Khi thay đổi chế độ làm  việc của bơm thì hiệu suất cũng thay đổi   Đối với bơm ly tâm:     96,092,0 85,08,0 96,085,00    ck tl h h h Chọn:  9,00 h ; 8,0tlh ; 9,0ckh   → 648,09,0.8,0.9,0.0  tktlhhhh    Vậy công suất yêu cầu trên trục bơm: 0,017 997 9,81 59,6 15,3( ) 1000 0,648 N kW       Công suất động cơ điện Ndc(KW)  dctr dc N N hh .    Với:  85,0trh : hiệu suất truyền động           9,0dch : hiệu suất động cơ điện  15,3 20( ) . 0,85 0,9 dc tr dc N N kW h h     Thông thường động cơ điện được chọn có công suất lớn hơn so với công suất tính  toán. Chọn  β=1,15  → . 1,15 20 23( ) c dc dcN N kW      II. Máy nén khí Tháp làm việc ở điều kiện P=5atm, T=300C.   Ta chọn máy nén ly tâm                                                                                                         Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 30 ~  Máy nén ly tâm là một loại máy nén và đẩy khí nhờ tác dụng của lực ly tâm  do bánh guồng sinh ra. Dùng máy nén  ly tâm khi áp suất đẩy từ 2-10 at. Độ nén  của máy ly tâm nhỏ nên máy có nhiều cấp thường từ 3-7 cấp.  Độ nén trong một cấp từ 1,2-1,5 khi tốc độ vòng nhỏ hơn 200m/s.  Đường kính bánh guồng từ 700-1400 mm. Cánh guông có thể cong ra hoặc hướng  tâm  Các điều kiện của khí đầu vào T=250C, P=1atm  1. Công của máy nén ly tâm Áp dụng công thức  1 2 1 1 . . . 1 ( / ) 1 m m db Pm L RT J kg m P             Trong đó: PA, PB: áp suất trước và sau khi nén, at  T1: nhiệt độ đầu của khí, K  T1=25+273=298 K  m: chỉ số đa biến, m=1,2÷1,62. Chọn m=1,4  R: hằng số khí, R  8314 8314 280,5 29,64yM      Áp dụng phương trình becnulli cho mặt cắt 1-1 và mặt cắt A-A. chọn mặt cắt 1-1  làm chuẩn.  mhA AA hZ gg P gg P  .2..2. 22 11     Do ống nằm ngang nên ZA=0.  Chọn vận tốc khí trong bể chứa tĩnh:  1 =0  → mh AA h gg P g P  .2.. 2 1   Phương trình becnulli cho mặt cắt 2-2 và B-B. Chọn mặt cắt B-B làm chuẩn  1 A A B B 2 2 Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 31 ~ mdB BB hZ gg P gg P  .2..2. 2 22 2     Vận tốc khí trong ống đẩy: 2 B   → mdB B hZ g P g P  .. 2  Với:    P1 = Pa: áp suất khí quyển, P1  = 9,81.10 4 (N/m2)   P2: áp suất cuối ống đẩy, N/m 2.  dB hA PPP PPP   2 1    ZB : chiều cao ống đẩy   : Khối lượng riêng của hỗn hợp khí thải ở điều kiện đầu vào của khí  0 3 1 . 29,64 273 1,2( / ) 22,4 22,4 303 yM T kg m T         hmh, hmd : trở lực trên đường ống hút và ống đẩy  Xác định áp suất trước khi nén: hA PPP  1   Trong đó:    P1 : áp suất khí quyển   cmdh PPPP   (như bơm ly tâm)          →          h h h d L P .1 2 . 2 * Đường kính ống hút. h h V d .785,0                                                                       V: Lưu lượng thể tích đầu vào của khí thải  31974,24 0,55( / ) 3600 3600 yVV m s     Khí trong ống dẫn P > 1at thì ω = 15 ÷ 25m/s                Chọn vận tốc hút ωh = 25m/s.         0,55 0,17( ) 0,785 25 hd m   Chuẩn số Reynol                                                                                                          Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 32 ~  5 . . 25 0,17 1, 2 Re 288135,6 4000 1,77.10 h hd            => Dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát được tính như sau:  0,9 1 6,81 2.lg Re 3,7             Trong đó:  ε: độ nhám tuyệt đối. Chọn vật liệu làm ống là thép nối không hàn  → 310.07,0    Δ: độ nhám tương đối, được xác định theo công thức:  3 40,07 10 4,12 10 0,17hd          → 0,9 41 6,81 2,06 10 2.lg 1743220,34 3,7             → 0,0144    * Hệ số trở lực cục bộ trong ống hút:            21  h   Trong đó:   1 : Hệ số trở lực của ống thẳng, đoạn ống thẳng có đầu lồi ra phía trước có 5,01     2 : hệ số trở lực của van  Chọn  van  1  chiều.Theo  II.16  [I-399]  ta  có  dh  =0,17  m  => 1 1,5 1,9                              nội suy 1 1,78    →trở lực cục bộ của ống hút  1 2 0,5 1,78 2, 28         Chọn chiều dài ống hút Hh =Lh =5 (m)   → 2 2 5,96 5 25 1 2,28 0,0144 6897,8( / ) 2 0,17 hP N m              → 6897,8 118( ) . 5,96 9,81 h mh P h m g      → 4 21 9,81.10 6897,8 91202,2( / )A hP P P N m       * Xác định áp suất sau nén:  Áp dụng công thức:  dB LgPP ..2    Trong đó:   P2: áp suất cuối đường ống đẩy  Đồ án các quá trình cơ bản trong công nghệ môi trường –kysumoitruong.vn  ~ 33 ~ PPPP dh 2   Với:          d dd d d L P .1 2 . 2   * Đường kính ống đẩy Theo II.2(I-370) khí trong ống đẩy của máy nén  smd /2515 . Chọn vận tốc đẩy )/(20 smd    → 0,55 0,19( ) 0,785 20 dd m    ⇒ dd = 19 cm  Chuẩn số Re trên đường ống đẩy:  5 . . 20 0,19 5,96 Re 1272359,5 4000 1,78.10 d d d d            Dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát tính theo công thức:  0,9 1 6,81 2.lg Re 3,7             Trong đó:   :   Độ  nhám  tuyệt  đối,  chọn  vật  liệu  làm  ống  là  thép  nối  không  hàn ⇒ 310.07,0     :  Độ nhám tương đối, được xác định theo công thức:  3 40,07.10 3,7.10 0,19dd         Thay vào công thức:  → 0,9 41 6,81 3,7.10 2.lg 1272359,5 3,7             → 0,0162    * Hệ số trở lực cục bộ trên đường ống đẩy Áp dụng công thức:  321  d   Trong đó:   1 : hệ số trở lực của ống thẳng;  1 =0,5   2 : hệ số trở lực của van, chọn van 1 chiều. Theo bảng II.16 ta có  dd = 0,19 m, nội suy⇒  2 =1,86   3 : hệ số trở lực cục bộ của đường ống cong (I-393);    3 =A.B.C                                                                                                         Phạm Kim Ngọc - KTMT K52  ~ 34 ~  Góc θ = 900 => A =1  Chọn  dd R =2 => B =0,15  b a = 0,5 => C =1,45  → 3 = 1×0,15×1,45 = 0,2175  →Hệ số trở lực cục bộ trên đường ống đẩy   321  d = 0,5+ 1,86+ 0,2175= 2,5775  Chọn chiều dài ống đẩy Hd =Ld =5 (m)   vậy trở lực trong ống đẩy:  2 2. 5,96 20 5 1 . 1 2,5775 0,0162 2 2 0,19 d d d d L P d                                24772,55( / )N m   Tổn thất áp suất trên đường ống đẩy:  4772,55 81,63( ) 5,96 9,81 d md P h m g       → Áp suất cuối đường ống đẩy   PPPP dh 2 = 4772,55+6897,8+506500 = 518170,35(N