bao cao ky thuat tp
TRANSCRIPT
1
BÀI THỰC HÀNH
MẠCH LƢU CHẤT – C6 MKII
I. MỤC ĐÍCH
Tìm hiểu về các dạng tổn thất áp suất xảy ra trong ống dẫn khi dòng chất lỏng không
nén được chảy qua các ống, các loại khớp nối, van hay các thiết bị đo dùng trong
mạng ống
Xác định ma sát của chất lỏng với thành ống trơn
Xác định trở lực cục bộ
Xác định ma sát của chất lỏng với thành ống bề mặt nhám
Đo lưu lượng bằng phương pháp chênh áp biến thiên
II. CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho ống số 8 ( 17.2)
Mở van 25.2, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Kiểm tra nguồn điện, bật công tắc bơm cho nước chảy vào trong mạng ống.
Thay đổi độ mở của van 25.2 năm lần, ứng với từng độ mở của van đo lưu lượng và
tổn thất áp suất trên đường ống số 8
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho ống số 9 ( 10.9)
Mở van 25.3, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Kiểm tra nguồn điện, bật công tắc bơm cho nước chảy vào trong mạng ống.
Thay đổi độ mở của van 25.3 năm lần, ứng với từng độ mở của van đo lưu lượng và
tổn thất áp suất trên đường ống số 9
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho ống số 10 ( 7.7)
Mở van 25.4, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Kiểm tra nguồn điện, bật công tắc bơm cho nước chảy vào trong mạng ống.
2
Thay đổi độ mở của van 25.4 năm lần, ứng với từng độ mở của van đo lưu lượng và
tổn thất áp suất trên đường ống số 10
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho ống số 11 ( 4.5)
Mở van 25.5, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Kiểm tra nguồn điện, bật công tắc bơm cho nước chảy vào trong mạng ống.
Thay đổi độ mở của van 25.5 năm lần, ứng với từng độ mở của van đo lưu lượng và
tổn thất áp suất trên đường ống số 11
2. Xác định trở lực cục bộ
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho van 20
Mở van 25.2, mở van 20, đóng các van còn lại trên mạng ống
Bậc công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 20 năm lần ở
các độ mở khác nhau. Tiến hành đo lưu lượng (đo thể tích và thời gian), đo tổn thất áp
suất qua van
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho van 21
Mở van 25.2, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Bậc công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 21 năm lần ở
các độ mở khác nhau. Tiến hành đo lưu lượng (đo thể tích và thời gian), đo tổn thất áp
suất qua van
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho độ thu 3
Mở van 25.4, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Bậc công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 25.4 năm lần
ở các độ mở khác nhau. Tiến hành đo lưu lượng (đo thể tích và thời gian), đo tổn thất
áp suất qua van
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho đột mở 16
Mở van 25.4, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Bậc công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 25.4 năm lần
ở các độ mở khác nhau. Tiến hành đo lưu lượng (đo thể tích và thời gian), đo tổn thất
áp suất qua van
3
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho nối chữ T13
Mở van 25.2, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Bậc công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 25.4 năm lần
ở các độ mở khác nhau. Tiến hành đo lưu lượng (đo thể tích và thời gian), đo tổn thất
áp suất qua van
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho co nối 900
Mở van 25.2, mở van 20, đóng các van còn lại trên mạng ống
Bậc công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 25.2 năm lần
ở các độ mở khác nhau. Tiến hành đo lưu lượng (đo thể tích và thời gian), đo tổn thất
áp suất qua van
3. Xác định ma sát chất lỏng qua ống thành nhám
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho ống 7
Mở van 25.1, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Bậc công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 25.1 năm lần
ở các độ mở khác nhau. Tiến hành đo lưu lượng (đo thể tích và thời gian), đo tổn thất
áp suất qua ống 7
4. Xác địnhlƣu lƣợng dòng chảy qua ống bằng màng chắn, ống Ventury và ống
pitto
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho ống màng chắn và ống Ventury
Mở van 25.2, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Bậc công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 25.2 năm lần
ở các độ mở khác nhau. Tiến hành đo lưu lượng (đo thể tích và thời gian), đo tổn thất
áp suất qua màng chắn và ống Ventury
Các bƣớc tiến hành thí nghiệm cho ống pitto
Mở van 25.2, mở van 21, đóng các van còn lại trên mạng ống
Bậc công tắc bơm cho nước chảy vào mạng ống. Thay đổi độ mở của van 25.1 năm lần
ở các độ mở khác nhau. Tiến hành đo lưu lượng (đo thể tích và thời gian), đo tổn thất
áp suất qua ống pitto
4
III. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ SỬ LÝ SỐ LIỆU
1. Kết quả thí nghiệm
Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn
STT Đƣờng kính
ống (mm)
Thể tích
(ml)
Thời gian
(s)
Lƣu lƣợng
(m3/s)
*103
Tổn thất áp
suất thực tế
(mH2O)
1
17.2
620 1,11 0,56 23,342
2 670 1,22 0,55 23,331
3 800 1,48 0,54 23,34
4 760 1,49 0,51 23,34
5 740 1,54 0,48 23,34
1
10.9
660 1,66 0,40 21,64
2 700 1,9 0,37 21,62
3 700 1,95 0,36 21,48
4 660 1,87 0,35 21,02
5 690 2,03 0,34 20,58
1
7.7
730 2,70 0,27 13,68
2 740 2,74 0,27 13,41
3 690 2,65 0,26 14,549
4 730 3,04 0,24 16,153
5 710 3,55 0,20 17,16
1
4.5
450 6,24 0,07 22,58
2 400 5,53 0,07 22,57
3 420 5,82 0,07 22,52
4 480 6,44 0,07 22,52
5 460 6,42 0,07 22,4
5
Xác định trở lực cục bộ
STT
Vị trí
Thể tích
(ml)
Thời gian
(s)
Lƣu
lƣợng
(m3/s)
*103
Đƣờng
kính ống
(mm)
Tổn thất
áp suất
thực tế
(mH2O)
1
Van 20
620 1,6 0,39 17,2 20,76
2 640 1,76 0,36 17,2 25,84
3 780 1,98 0,39 17,2 25,89
4 740 1,82 0,41 17,2 25,88
5 700 1,73 0,40 17,2 25,83
1
Van 21
700 1,50 0,47 17,2 22,69
2 740 1,44 0,51 17,2 22,69
3 700 1,39 0,50 17,2 22,66
4 680 1,41 0,48 17,2 22,55
5 730 1,61 0,45 17,2 22,27
1
Đột thu 3
700 2,12 0,33 7,7 9,25
2 700 2,19 0,32 7,7 9,05
3 650 2,10 0,31 7,7 18,11
4 650 2,32 0,28 7,7 17,07
5 530 2,21 0,24 7,7 15,37
1
Đột mở 16
630 2,28 0,28 7,7 3,2
2 580 2,16 0,27 7,7 2,65
3 700 2,65 0,26 7,7 0,07
4 580 2,54 0,23 7,7 7,02
5 420 3,14 0,13 7,7 12,62
1
Nối T13
750 1,55 0,48 17,2 21,33
2 700 1,51 0,46 17,2 21,09
3 700 1,29 0,54 17,2 21,02
4 730 1,49 0,49 17,2 21,03
5 680 1,32 0,52 17,2 21,03
1
Co 900
710 1,54 0,46 17,2 0,76
2 660 1,50 0,44 17,2 0,43
3 750 1,88 0,40 17,2 0,93
4 650 2,10 0,31 17,2 1,87
5 310 2,38 0,13 17,2 3,2
6
Xác định ma sát chất lỏng qua thành ống nhám
STT Đƣờng kính
ống (mm)
Thể tích
(ml)
Thời gian
(s)
Lƣu lƣợng
(m3/s)
*103
Tổn thất áp
suất thực tế
(mH2O)
1
17.2
700 1,65 0,42 4,29
2 690 1,93 0,36 14,77
3 340 3,63 0,09 22,52
4 100 5,37 0,02 22,41
5 60 10,26 0,01 22,43
Xác định lƣu lƣợng dòng chảy qua ống bằng màng chắn. Ventury và ống
pitto
STT Thể tích
(ml)
Thời gian
(s)
Lƣu lƣợng
(m3/s)
*103
Tổn thất áp
suất thực tế
(mH2O)
Chênh lệch
áp suất
(mH2O)
Màng chắn
1 720 1,56 0,46 0,63 0,178 2 700 1,62 0,43 0,91 0,156 3 680 1,69 0,40 1,64 0,135 4 580 1,97 0,29 2,62 0,071 5 360 3,48 0,10 3,74 0,008
Ống Ventury
1 720 1,56 0,46 0,59 0,071 2 700 1,62 0,43 0,34 0,062 3 680 1,69 0,40 1,41 0,054 4 580 1,97 0,29 2,57 0,028 5 360 3,48 0,10 3,37 0,003
Ống pitto
1 720 1,56 0,46 0,74
2 700 1,62 0,43 094
3 680 1,69 0,40 1,91
4 580 1,97 0,29 2,75
5 360 3,48 0,10 3,73
7
2. Xử lý số liệu
Xác định tổn thất ma sát của chất lỏng với thành ống trơn
STT Đƣờng
kính ống
(mm)
Vận tốc
dòng
chảy
(m/s)
Re
Hệ số ma
sát
Tổn thất
áp suất
thực tế
(mH2O)
Tổn thất
áp suất (lý
thuyết)
(mH2O)
1
17.2
2,41 41,45 1,54 23,342 26,57
2 2,37 40,76 1,57 23,331 26,13
3 2,33 40,08 1,60 23,34 25,69
4 2,20 37,84 1,69 23,34 24,26
5 2,07 35,60 1,80 23,34 22,82
1
10.9
4,29 46,76 1,37 21,64 117,78
2 3,97 43,27 1,48 21,62 109,00
3 3,86 42,07 1,52 21,48 105,98
4 3,75 40,88 1,57 21,02 102,96
5 3,65 39,79 1,61 20,58 100,21
1
7.7
5,80 44,66 1,43 13,68 319,10
2 5,80 44,66 1,43 13,41 319,10
3 5,59 43,04 1,49 14,549 307,55
4 5,16 39,73 1,61 16,153 283,89
5 4,30 33,11 1,93 17,16 236,57
1
4.5
4,40 19,80 3,23 22,58 708,78
2 4,40 19,80 3,23 22,57 708,78
3 4,40 19,80 3,23 22,52 708,78
4 4,40 19,80 3,23 22,52 708,78
5 4,40 19,80 3,23 22,4 708,78
Ta có vận tốc dòng chảy: = ư ượ
ế ệ ủ ố
Hệ số Re: Re =
Trong đó : và là khối lượng riêng và độ nhớt của nước
là tốc độ dòng chảy
là đường kính ống
Do hê số Re < 2320 nên hê số ma sát : =
8
Từ hệ số ma sát ta có thể xác định được lượng tổn thất ma sát theo lý thuyết là:
trong đó : L và D lần lượt là chiều dài và đường kính của ống, m
g là gia tốc trọng trường
9
Xác định trở lực cục bộ
STT
Vị trí
Đƣờng
kính ống
(mm)
Vận tốc
dòng chảy
(m/s)
Áp suất
động
(mH2O)
Hệ số trở
lực cục
bộ
Tổn thất
áp suất
thực tế
(mH2O)
1
Van 20
17,2 1,68 0,14 148,29 20,76
2 17,2 1,55 0,12 215,33 25,84
3 17,2 1,68 0,14 184,93 25,89
4 17,2 1,77 0,16 161,75 25,88
5 17,2 1,72 0,15 172,20 25,83
1
Van 21
17,2 2,02 0,21 108,05 22,69
2 17,2 2,20 0,25 90,76 22,69
3 17,2 2,15 0,24 94,42 22,66
4 17,2 2,07 0,22 102,50 22,55
5 17,2 1,94 0,19 117,21 22,27
1
Đột thu 3
7,7 7,09 2,56 3,61 9,25
2 7,7 6,88 2,41 3,76 9,05
3 7,7 6,66 2,26 8,01 18,11
4 7,7 6,02 1,84 9,28 17,07
5 7,7 5,16 1,36 11,30 15,37
1
Đột mở 16
7,7 6,02 1,84 1,74 3,2
2 7,7 5,80 1,72 1,54 2,65
3 7,7 5,59 1,59 0,04 0,07
4 7,7 4,94 1,24 5,66 7,02
5 7,7 2,79 0,40 31,55 12,62
1
Nối T13
17,2 2,07 0,22 96,95 21,33
2 17,2 1,98 0,20 105,45 21,09
3 17,2 2,33 0,28 75,07 21,02
4 17,2 2,11 0,23 91,43 21,03
5 17,2 2,24 0,26 80,88 21,03
1
Co 900
17,2 1,98 0,20 3,80 0,76
2 17,2 1,89 0,18 2,39 0,43
3 17,2 1,72 0,15 6,20 0,93
4 17,2 1,33 0,09 20,78 1,87
5 17,2 0,56 0,02 160,00 3,2
Vận tốc dòng chảy ta tính tương đương theo các tính của các ông trơn
Áp suất động được xác định bằng cách:
10
Từ đó ta có thể xác định được hệ số trở lực cục bộ:
Trong đó là tổn thất áp suất thực tế ( đo được trên máy)
áp suất động ta vừa tính ngay trên
Xác định tổn thất ma sát chất lỏng qua ống thành nhám
STT Đƣờng
kính ống
(mm)
Vận tốc
dòng
chảy
(m/s)
Re
Hệ số ma
sát
Tổn thất
áp suất
thực tế
(mH2O)
Tổn thất
áp suất lý
thuyết
(mH2O)
1
17.2
1,81 31,13 2,06 4,29 19,96
2 1,55 26,66 2,40 14,77 17,09
3 0,39 6,71 9,54 22,52 4,30
4 0,09 1,55 41,34 22,41 0,99
5 0,04 0,69 93,02 22,43 0,44
Cách tính các thông số tương tự như tính đối với thành ống trơn
11
Xác định lƣu lƣợng dòng chảy qua ống bằng màng chắn. ống Ventury, ống
pitto
STT Lƣu lƣợng
(thực tế)
(m3/s) *10
3
Lƣu lƣợng
(lý thuyết)
(m3/s)*10
3
Tổn thất áp
suất thực tế
(mH2O)
Chênh lệch
áp suất
(mH2O)
Màng chắn
1 0,46 0,49 0,63 0,178 2 0,43 0,46 0,91 0,156 3 0,40 0,42 1,64 0,135 4 0,29 0,31 2,62 0,071 5 0,10 0,11 3,74 0,008
Ống Ventury 1 0,46 0,77 0,59 0,071 2 0,43 0,72 0,34 0,062 3 0,40 0,67 1,41 0,054 4 0,29 0,49 2,57 0,028 5 0,10 0,17 3,37 0,003
Ống pitto
1 0,46 0,74
2 0,43 094
3 0,40 1,91
4 0,29 2,75
5 0,10 3,73
Ta tính chênh lệch áp suất dựa vào công thức sau:
√
Trong đó: C là hệ số hiệu chỉnh, C=0.98 cho ống Ventury, C=0.62 cho màng
chắn
chính là tỷ số của đường kính trong trên đường kính ngoài của ống
A là tiết diện ống lớn
là chênh lệch áp trong cột
12
Q chính là lưu lượng ta đo được trên máy
Để tính được lưu lương lý thuyết trước hết ta phải tính được sự chênh lệnh áp lý thuyết
theo công thức sau:
Sau khi có được chênh lệch áp lý thuyết từ đó ta tính ngược lại lưu lượng theo công
thức sau:
√
IV. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT
Thông qua các số liệu thu được từ thí nghiệm thực tế, ta thấy có một sự sai số đối với
các thông số đó khi tính trên công thức lý thuyết.
Nguyên nhân dẫn đến sự sai số đó có thể là do các nguyên nhân sau:
Do thiết bị làm thí nghiệm
Do người tiến hành thí nghiệm
Các điều kiện khách quan của môi trường xung quanh như là : nhiệt độ, độ ẩm
của phòng thí nghiệm.
Ngoài ra thì việc tính toán lưu lượng bằng thủ công và lưu lượng xác định được trên
máy cũng đã có một sự sai số không nhỏ.
BÀI THỰC HÀNH
GHÉP BƠM – FM51
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Khảo xác và tìm các đặc tuyến của bơm
Khảo xác và xây dựng đồ thị tìm điểm làm việc của bơm ly tâm
13
II. NGUYÊN TẮC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Thí nghiệm 1: khảo sát 1 bơm
Mở van hút bơm 1, khóa các van còn lại, bật công tắc bơm 1, điều chỉnh lưu
lượng 9 lần, đọc và ghi kết quả vào bảng 1.
2. Thí nghiệm 2: ghép 2 bơm nối tiếp
Mở hoàn toàn van hút bơm 1, bơm 2 sao cho nước từ bơm 1 vào được bơm 2,
bật công tắc 2 bơm, điều chỉnh lưu lượng 9 lần, đọc và ghi lại kết quả vào bảng
2.
3. Thí nghiêm 3: ghép 2 bơm song song
Mở hoàn toàn van hút bơm 1, bơm 2, khóa van nối giữa 2 bơm, bật công tắc 2
bơm, điều chỉnh lưu lượng 9 lần, đọc và ghi lại kết quả vào bảng 3.
III. KẾT QUẢ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU
1. Kết quả
Thí nghiệm 1: Khảo sát hệ 1 bơm
STT Chế độ tốc
độ bơm (%)
Áp suất hút
Ph (kPa)
Áp suất đẩy
Pđ(kPa)
Lưu lượng Q
(l/s)
1 100% 0 27.579 0.117
2 100% 0 20.684 0.167
3 100% 0 13.790 0.217
4 100% 0 6.895 0.267
5 100% 0 0 0.317
6 100% 3.33 0 0.367
7 100% 3.33 0 0.417
8 100% 6.67 0 0.467
9 100% 10 0 0.567
14
Thí nghiệm 2: ghép 2 bơm nối tiếp
STT Chế độ tốc
độ bơm (%)
Áp suất hút
Ph (kPa)
Áp suất đẩy
Pđ(kPa)
Lưu lượng Q
(l/s)
1 100% 0 158.579 0.117
2 100% 0 144.790 0.167
3 100% 0 131.000 0.217
4 100% 0 124.106 0.267
5 100% 0 110.316 0.317
6 100% 0 96.527 0.367
7 100% 3.33 89.632 0.417
8 100% 6.67 75.842 0.467
9 100% 10 48.263 0.567
Thí nghiệm 3: ghép 2 bơm song song
STT Chế độ tốc
độ bơm (%)
Áp suất hút
Ph (kPa)
Áp suất đẩy 2
bơm Pđ(kPa)
Lưu lượng
Q (l/s)
1 100% 0 48.263 0.117
2 100% 0 41.369 0.167
3 100% 0 34.474 0.217
4 100% 0 27.579 0.267
5 100% 0 27.579 0.317
6 100% 0 20.684 0.367
7 100% 3.33 20.684 0.417
8 100% 6.67 13.789 0.467
9 100% 10 0 0.567
2. Xử lý số liệu
Dựa trên các công thức tính toán đã học ở phần lý thuyết tiến hành tính toán
các đại lượng và trình bày kết quả tính toán ở các thí nghiệm theo bảng dưới
đây:
STT Q (m3/s)
*103
Htp (mH2O) N (W)
1 0.117 16,205 18,600
2 0.167 14,799 24,245
3 0.217 13,394 28,512
4 0.267 12,691 33,241
5 0.317 11,285 35,095
6 0.367 9,880 35,569
7 0.417 8,837 36,152
8 0.467 7,091 32,487
9 0.567 3,940 21,918
15
Thí nghiệm 2:
STT Q (m
3/s)
*103 Htp (mH2O) N (W)
1 0.117 2,851 18,600
2 0.167 2,148 24,245
3 0.217 1,446 28,512
4 0.267 0,743 33,241
5 0.317 0,040 35,095
6 0.367 -0,299 35,569
7 0.417 -0,299 36,152
8 0.467 -0,640 32,487
9 0.567 -0,979 21,918
Thí nghiệm 3:
STT Q (m3/s)
*103
Htp (mH2O) N (W)
1 0.117 4,960 5,693
2 0.167 4,257 6,974
3 0.217 3,554 7,566
4 0.267 2,851 7,468
5 0.317 2,851 8,867
6 0.367 2,148 7,735
7 0.417 1,809 7,400
8 0.467 0,766 3,508
9 0.567 -0,979 -5,448
IV. BÀN LUẬN VÀ NHẬN XÉT
Vì lí do là vào bữa nhóm chúng em thực hành thì dung cụ thiết bị thực hành đã bị
hỏng. nhóm chúng em phải tiến hành thí nghiệm trên một thiết bị khác nên số liệu thu
được có thể bị sai hoặc khác biết so với việc tiến hành trên thiết bị ban đầu.
Chúng em chỉ tiến hành thí nghiệm trên 1 chế độ làm việc của bom (100%) nên không
thể so sánh được sự khác biệt khi các bơm vận động ở các chế độ khác nhau.
Ngoài ra thì chúng em cũng không thể xác định được nhiều giá trị theo như yêu cầu
của bài thí nghiệm như là:
Giá trị của Hv: năng lượng cần thiết để khắc phục chiều cao của hai mặt cắt
Giá trị của E (%): hiệu suất hoạt động của bơm.
Giá trị Pm
16
BÀI THỰC HÀNH
CÔ ĐẶC - KẾT TINH
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Giúp sinh viên hiểu rõ hơn về quá trình và thiết bị cô đặc
Tính toán cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng để xác định các thông số cần
thiết
Giúp sinh viên vận hành chính xác thiết bị, đo đạc các thông số của quá trình và thiết
bị
Xác định năng suất và hiệu suất cuối cùng
Đánh giá quá trình hoạt động gián đoạn
II. CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
Chuẩn bị lượng dung dịch loãng để cô đặc
Cho 8lit dung dịch đồng sunfat vào nồi đun
Cho dung dịch còn lại vào thùng chứa
Đặc ống cấp bơm định lượng vào thùng chứa
Kích hoạt bộ gia nhiệt, điều chỉnh công suất nhiệt lên 100%
Cấp nước cho thiết bị ngưng tụ ECH1 với lưu lượng theo yêu cầu của giáo viên hướng
dẫn bằng cách mở van 9, sau đó van 6.
Đóng van 1
Đến khi sôi:
17
o Mở van xả đáy, lấy 1 ít mẫu đo nồng độ dung dịch
o Mở van VP1
o Giảm nhẹ công suất bộ gia nhiệt để giữ ổn định nhiệt độ hiệu số giữa TI3 và TI5
(đầu vào và đầu ra chất tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ)
Khi bộ chứa nước ngưng đầy
o Tháo dung môi bằng van 5
o Mở van xả đáy lấy 1 ít mẫu đo nồng độ dung dịch
III. KẾT QUẢ VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU
1. Bảng kết quả
Thời gian
(phút)
W1
(W)
TI1
(0C)
TI3
(0C)
TI5
(0C)
Vdm
(lít)
Nồng độ
(g/l)
Đặc điểm
0 2000 30.1 29.2 29.2 0 2.28 Gia nhiệt
16 2000 96.5 29.2 29.2 0 2.28
19 1500 98.3 29.6 29.9 0 2.28
Bốc hơi
28 1500 99.8 29.6 32.4 0 2.54
38 1500 99.8 29.6 32.9 0 2.78
48 1500 99.9 29.6 33.1 0 3.09
58 1500 99.9 29.6 33.2 0 3.15
68 1500 99.9 29.6 33.2 0 3.32
78 1500 99.9 29.6 33.2 0 3.44
88 1500 99.9 29.6 33.5 0 3.60
93 1600 99.9 29.6 33 2 3.60 Kết thúc
2. Xử lý số liệu
Cân bằng vật chất
18
: nồng độ dung dịch
: nồng độ dung môi
= g chất tan trong 100g=100ml dung môi
đ đ đ
mctan
(g)
mdm
(g)
6273 1396 0,178 0,882 0,281 0,719 1335 4932
Nồng độ đầu CM = 2,28 g/l = 2,28/160=0,01425 (mol/l)
Nồng độ cuối CM = 3,6 (g/l) = 3,6/160 = 0,0225 (mol/l)
Khối lượng chất tan:
Khối lượng dung môi:
Khối lương dung môi:
Cân bằng vật chất cho quá trình cô đặc:
Đối với chất tan:
Đối với dung môi:
19
ụ
ụ
Cân bằng năng lƣợng
Nhiệt nồi
đun (J)
Nhiệt đun
nóng (J)
Nhiệt bay
hơi (J)
Ts Te Q2 (J)
8880000 1425439,456 6492612 33 29,6 441204400
Nhiệt lương của thiết bị ngưng tụ cung cấp trong suốt quá trình cô đặc là:
Trong đó: V là lưu lượng nước vào của thiết bị ngưng tụ, V= 200 l/h
là khối lượng riêng của nước, = 1000 kg/m3
C nhiệt dung riêng của nước, C = 4186J/kg.0C
chênh lệch nhiệt độ của nước ra và vào.
Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình đun nóng là:
đ
Trong đó:
là công suất nhiệt cung cấp cho quá trình đun nóng. W = 2000 (W)
là thời gian cần thiết để dung nóng dung dịch đến nhiệt bay hơi.
=16 (phút)
Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình bay hơi là:
Trong đó:
20
W2 là công suất cung cấp cho quá trình bay hơi. W = 1500 (W)
là thời gian cần thiết để dung dich bay hơi. = 72 (phút)
Nhiệt lương cung cấp thêm cho quá trình kết thúc là:
Trong đó :
W2 là công suất cung cấp cho quá trình bay hơi. W = 1600 (W)
là thời gian cần thiết để dung dich bay hơi. = 5 (phút)
Từ đó ta có nhiệt độ của nồi đun là:
đ
Nhiệt đun nóng:
Trong đó:
và lần lượt là nhiệt dung riêng của chất tan và dung môi
Nhiệt bay hơi:
ơ
Trong đó
R là nhiệt hóa hơi của dung môi (nước), R = 1036 kJ/kg
21
IV. BÀN LUẬN VÀ NHẬN XÉT
Từ các thông số nồng độ đầu và nồng độ sau, dựa vào phương trình cân bằng vật chất
ta có thể tìm được khối lượng ban đầu và sau khi cô đặc của dung dịch.
Từ khối lượng đầu và cuối của dung dịch ta có thể tìm được khối lượng nước đã ngưng
tụ dựa vào phương trình cân bằng vật chất thứ hai.
Tuy nhiên trong quá trình tiến hành thí nghiệm thì vẫn có sai số là do:
Lương dung dịch ban đầu chúng ta chung đo chính xác thể tích của nó
Sai số do dụng cụ và thiết bị
Cách tiến hành chưa thực sự chính xác
Các thông số tra bang lấy với các giá trị gần đúng
BÀI THỰC HÀNH
SẤY ĐỐI LƢU – IC106D
I. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Khảo sát quá trình sấy đối lưu vật liệu là giấy lọc trong thiết bị sấy bằng không khí
được đun nóng nhằm:
o Xác định đường cong sấy
o Xác định đường cong tốc độ sấy
o Giá trị độ ẩm tới hạn, tốc độ sấy đẳng tốc, hệ số sấy
Khảo sát sự biến đổi thông số không khí ẩm và vật liệu sấy của qua1 trình sấy lý thuyết
Xác định không khí khô cần sử dụng và lượng nhiệt cần thiết cho quá trình sấy lý
thuyết
So sánh và đánh giá sự khác nhau giữa quá trình sấy thực tế và quá trình sấy lý thuyết
22
II. NGUYÊN TÁC TIẾN HÀNH
1. Thí nghiệm 1: xây dựng đƣờng cong sấy và đƣờng cong tốc độ sấy
Bậc công tắc tổng
Làm ẩm đều các tờ vật liệu
Kiểm tra thiết bị sấy đổ nước vào chỗ đo nhiệt độ bầu ướt
Điều chỉnh tốc độ quạt ở mức 3 bật công tắc quạt
Cài đặt mức độ điện trở ở mức 6, bật công tắc điện trở để gia nhiệt
Khi thiết bị sấy hoạt động ổn định ( nhiệt độ bầu khô không đổi) khoảng 10 phút, mở
cửa phòng sấy, đặt nhẹ nhàng các tờ giấy lọc lên giá đỡ, đóng cửa phòng sấy
Ghi nhận các giá trị: chỉ số cân khối lượng vật liệu ban đầu, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ
bầu ướt, của không khí trong phòng sấy tại thời điểm ban đầu.
Tăng mức điện trở lên mức 8, tiến hành sấy thêm khoảng 30 phút, ghi nhận chỉ số cân
khối lượng Gk
Ngừng thiết bị: chuyển các nút điều chỉnh về vị trì 0, đóng công tắc quạt và điện trở
gia nhiệt
2. Thí nghiệm 2: cân bằng vật chất và cân bàng năng lƣợng cho quá trình sấy
Bật công tắc tổng
Làm ẩm đều các tờ vật liệu
Kiểm tra thiết bị sấy: đổ nước vào chỗ đo nhiệt độ bầu ướt
Điều chỉnh tốc độ quạt ở nút điều chỉnh tốc độ lần lượt là 4 và 6 theo yêu cầu thí
nghiệm, bậc công tắc quạt.
23
Cài đặt mức điện trờ là 6 và 8 theo yêu cầu thí nghiệm, bậc công tắc điển trở để gia
nhiệt.
Ghi nhận các giá trị: chỉ số cân khối lượng ban đầu, nhiệt độ bầu khô, nhiệt độ bầu
ướt, tốc độ chuyển động không khí trong phòng sấy tại thời điểm ban đầu.
Sau thời gian 15 phút ghi nhận các giá trị: chỉ số cân khối lượng vật liệu sau sấy, nhiệt
độ bầu khô, bầu ướt, tốc độ chuyển động của không khí trong phòng sấy
Ngừng thiết bị: chuyển các nút điều chỉnh về trạng thái 0, đóng công tắc điện trở và
công tắc quạt.
III. KẾT QUẢ VÀ XỬLÝ SỐ LIỆU
1. Kết quả
a. Thí nghiệm 1
Lần đo Thời gian
(phút)
G
(g)
tƣ
(0C)
tk
(0C)
1 0
0,1218 28 32
2 2
0,1198 34 35
3 4
0,1182 34 35
4 6
0,1164 34 35
5 8
0,1144 34 35
6 10
0,1130 34 35
7 12
0,1118 34 35
8 14
0,1100 34 35
9 16
0,1092 34 35
10 18
0,1078 34 35
11 20
0,1064 34 35
12 22
0,1048 34 35
13 24
0,1040 34 35
24
14 26
0,1030 34 35
15 28
0,1022 34 35
16 30
0,1016 34 35
17 32
0,1004 34 35
18 34
0,0994 34 35
19 36
0,0990 34 35
20 38
0,0984 34 35
21 40
0,0980 34 35
22 42
0,0972 34 35
23 44
0,0964 34 35
24 46
0,0958 34 35
25 48
0,0948 34 35
26 50
0,0948 34 35
27 52
0,0942 34 35
28 54
0,0934 34 35
29 56
0,0930 34 35
30 58
0,0924 34 35
31 60
0,0922 34 35
32 62
0,0914 34 35
33 64
0,0914 34 35
34 66
0,0910 34 35
35 68
0,0904 34 35
36 70
0,0900 34 35
37 72
0,0900 34 35
38 74
0,0896 34 35
39 76
0,0894 34 35
40 78
0,0892 34 35
b. Thí nghiệm 2
25
Lần
đo
Điện
trở
Quạt Điểm 0 Điểm 1 Điểm 2 Gđ (g) Gc
(g)
Wk
(m/s) tƣ
(0C)
tk
(0C)
tƣ
(0C)
tk
(0C)
tƣ
(0C)
tk
(0C)
1 6 6 28 32 28 35 36 38 0,1184 0,1058 1,86
2 8 6 28 32 30 40 40 44 0,119 0,104 1,89
3 8 4 28 32 31 38 40 42 0,1214 0,1054 2,33
2. Xử lý kết quả
Bảng 1
Lần đo
1 0 38,4091 914,877 31,9948
2 120 36,1364 457,438 25,5964
3 240 34,3182 457,438 28,7963
4 360 32,2727 457,438 31,9948
5 480 30 457,438 22,3965
6 600 28,4091 457,438 19,1966
7 720 27,0455 457,438 28,7963
8 840 25,0000 457,438 12,7982
9 960 24,0909 457,438 22,3965
10 1080 22,5000 457,438 22,3965
11 1200 20,9091 457,438 25,5964
12 1320 19,0909 457,438 12,7982
13 1440 18,1818 457,438 15,9967
14 1560 17,0455 457,438 12,7982
15 1680 16,1364 457,438 9,59972
16 1800 15,4545 457,438 19,1966
17 1920 14,0909 457,438 15,9981
18 2040 12,9545 457,438 6,3984
19 2160 12,5000 457,438 9,59831
20 2280 11,8182 457,438 6,39981
21 2400 11,3636 457,438 12,7982
22 2520 10,4545 457,438 12,7968
23 2640 9,5455 457,438 9,59972
24 2760 8,8636 457,438 15,9967
25 2880 7,7273 457,438 0
26 3000 7,7273 457,438 9,59831
27 3120 7,0455 457,438 12,7982
26
28 3240 6,1364 457,438 6,39981
29 3360 5,6818 457,438 9,59831
30 3480 5,0000 457,438 3,19991
31 3600 4,7727 457,438 12,7982
32 3720 3,8636 457,438 0
33 3840 3,8636 457,438 6,3984
34 3960 3,4091 457,438 9,59831
35 4080 2,7273 457,438 6,39981
36 4200 2,2727 457,438 0
37 4320 2,2727 457,438 6,3984
38 4440 1,8182 457,438 3,19991
39 4560 1,5909 457,438 0
40 4680 1,5909 457,438 0
Bảng 2
Thông số Giá trị Thông số Giá trị
(%/h) 468,874
1,5909 (%/h) 12,95807
Pb (mmHg) 39,700 K (1/h) 0,607266
Ph (mmHg) 38,675 (h) 1,194608
0,1889
(h) 7.483
Jm(kg/m2.h) 0,19362
(h) 8,678
Bảng 3
Điểm 0 Điểm 1 Điểm 2
Lần đo
(kg/kgkkk)
H
(kJ/kgkkk)
(kg/kgkkk)
H
(kJ/kgkkk)
(kg/kgkkk)
H
(kJ/kgkkk)
1
27
2
3
Bảng 4
Lần đo
(kg/kg)
(kg/kg)
W
(kg)
Lý thuyết Thực tế
Llt (kg) Qlt (kJ) Ltn (kg) Qtn (kJ)
1
2
3
IV. ĐỒ THỊ
Đƣờng cong sấy
Đƣờng cong tốc độ sấy
0
10
20
30
40
50
0 20 40 60 80 100Xi
28
V. NHẬN XÉT VÀ BÀN LUẬN
12,7966
12,7968
12,797
12,7972
12,7974
12,7976
12,7978
12,798
12,7982
12,7984
0 5 10 15 20 25 30
Series1
29
BÀI THỰC HÀNH
KHẢO SÁT CHẾ ĐỘ CỘT CHÊM (THÁP ĐỆM) – IC131D
1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
- Khảo sát đặc tính động lực học lưu chất và khả năng hoạt động của tháp
đệm bằng cách xác định:
- Ảnh hưởng của vận tốc khí và lỏng lên độ giảm áp suất của dòng khí qua
cột
- Sự biến đổi của hệ số ma sát fck trong cột theo chuẩn số Reynolds Rec của
dòng khí và suy ra các hệ thức thực nghiệm.
- Sự biến đổi của thừa số σ liên hệ giữa độ giảm áp của dòng khí khi cột khô
và khi cột ướt với vận tốc dòng lỏng.
2. CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
Mở van nguồn nước cho nước vào trong bình chứa ( khóa van xả đáy bình
tháp)
Mở hoàn toàn các van điều chỉnh lưu lượng lỏng, van điều tiết, khóa van xả đáy
tháp.
Mở bơm lỏng đến khi nước qua van điều tiết chảy ngược vào bình chứa thì
ngừng bơm và khóa van điều tiết hoàn toàn.
Khóa van bộ ghi lưu lương CO2, mở van bộ ghi lưu lượng không khí, sau đó mở
máy nén để lượng khí vào tháp nhằm thổi hết lượng nước còn đọng tron các khe
của vật đệm. Sau khoảng thời gian 5 phút, chuẩn bị làm thí nghiệm khi cột khô.
2.1 Đo độ giảm áp khi cột khô
Khóa dần van bộ ghi lưu lượng không khí để thay đổi lượng khí qua cột.
Ứng với 6 giá trị lưu lượng khí đọc 6 giá trị Pck trên áp kế chữ “U” trên
áp kế thủy ngân. Lưu ý điều chỉnh lưu lượng từ mức cao xuống thấp để đảm
bảo điều kiện làm việc của máy nén.
Sau khi tiến hành xong thí nghiệm cột khô tắt máy nén.
2.2 Đo độ giảm áp của dòng khí khi cột ƣớt
Mở van bơm, van điều tiết ( kiểm tra van xả đáy tháp ở điều kiện khóa)
Bật bơm lỏng, điều chỉnh van điều chỉnh lưu lượng lỏng để giữ lưu lượng
lỏng không đổi qua lưu lượng kế vào cột ứng với giá trị trong bảng số liệu.
Mở van ghi lưu lượng không khí, mở máy nén để đưa không khí vào tháp.
Khó dần van ghi lưu lượng không khí thay đổi lưu lượng khí G tương ứng
với các giá trị G khi đo cột khô và đọc Pcư trên áp kế chữ U tương tự như
làm thí nghiệm cột khô.
30
Lặp lại 5 giá trị khác nhau của L. Lưu ý: các giá trị lỏng lớn hơn có thể xảy
ra hiện tượng ngập lụt tiến hành ngừng máy bằng cách tắt máy nén
Sau khi làm xong thí nghiệm ngừng tắt máy bơm, máy nén mở van xả đáy
tháp xả hết chất lỏng còn lại trong tháp ra ngoài.
3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
3.1 Thí nghiệm 1: Cột khô
STT G (Nm3/h) Pck
1 4.0 50
2 3.5 50
3 3.0 50
4 2.5 51
5 2.0 44
6 1.5 45
3.2 Thí nghiệm 2: Cột ƣớt
Llỏng (l/ph) 295 332 356 390 404
STT G (Nm3/h) Pcư
1 4.0 73 86 78 79 83
2 3.5 82 75 83 88 84
3 3.0 81 82 73 73 72
4 2.5 80 79 80 83 73
5 2.0 77 79 78 80 75
6 1.5 75 76 77 77 77
4. XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Tính toán các đại lượng trình bày trong bảng sau:
Thí nghiệm 1:
Lưu lượng G0 sang vận tốc khí G:
G=3600.
.0
F
G
: khối lượng riêng của khí kg/m3
F: tiết diện của cột tháp m2
P: từ mmHg chuyển sang Pa: 1mmHg=133,3224 Pa
Reck= .
4G
σ: diện tích bề mặt riêng m2/m
3
µ: độ nhớt của khí (1,837.10-5
kg/m.s)
fck= 2.0Re
8.3
31
STT G,
kg/s.m2
logG Pck/Z, Pa/m log(Pck/Z) Reck fck
1 0.262 -
0.582
6666.447(4166.325) 3.824(3.62) 158.517 1.380
2 0.229 -
0.640
6666.447 3.824 138.702 1.417
3 0.197 -
0.706
6666.447 3.824 118.887 1.461
4 0.164 -
0.785
6799.776 3.832 99.073 1.516
5 0.131 -
0.883
5866.474 3.768 79.258 1.585
6 0.098 -
1.009
5999.803 3.778 59.444 1.679
Thí nghiệm 2:
Recư = Reck
Llỏng (l/ph) 295 332 356 390 404
STT Recư fcư
1 158.517 2.015 2.374 2.153 2.180 2.291
2 138.702 2.324 2.126 2.352 2.494 2.381
3 118.887 2.367 2.396 2.133 2.133 2.104
4 99.073 2.378 2.348 2.378 2.467 2.170
5 79.258 2.774 2.846 2.810 2.882 2.702
6 59.444 2.798 2.836 2.873 2.873 2.873
Llỏng (l/ph) 295 332 356 390 404
STT logG log(Pcư/Z)
1 -0.582 1.659 1.730 1.688 1.694 1.715
2 -0.640 1.710 1.671 1.715 1.740 1.720
3 -0.706 1.704 1.710 1.659 1.659 1.653
4 -0.785 1.990 1.694 1.699 1.715 1.659
5 -0.883 1.682 1.694 1.688 1.699 1.671
6 -1.009 1.671 1.677 1.682 1.682 1.682
Đồ thị:
Đồ thị hình 1 (thí nghiệm 1)
Đồ thị hình 2 (thí nghiệm 2)
32
Đỏ: L =404
Xanh: L=295
Hồng : L=390
Vàng: L=356
Xanh: L= 332
5. BÀN LUẬN
1. Ảnh hưởng của dòng khí và dòng lỏng lên độ giảm áp của cột. giải thích?
Trả lời:
Ảnh hưởng của dòng khí
logG
log(Pck/Z)
logG
log(Pck/Z)
Hình 1
Hình 2
33
- Độ giảm áp Pc của dòng khí qua tháp đệm phụ thuộc vào vận tốc khối
lượng G của cột khí khi cột khô. Khi dòng khí chuyển động trong các
khoảng trống giữa các vật đệm tăng dần vận tốc thì độ giảm áp cũng tăng
theo, sự gia tăng này theo lũy thừa từ 1.8 đến 2 của vận tốc dòng khí:
Pc ~ nG (với n = 1.8÷2)
Ảnh hưởng của dòng lỏng
- Khi có dòng lỏng chạy ngược chiều, các khoảng trống bị thu nhỏ lại và
dòng khí di chuyển khó khăn hơn vì một phần thể tích tự do bị lượng chất
lỏng chiếm cứ. Trong giai đoạn đầu, lượng chất lỏng bị giữ lại trong tháp
là không đổi theo tốc độ mặc dù lượng chất lỏng này tăng theo suất lượng
pha lỏng. Lượng chất lỏng bị giữ lại trong tháp tăng nhanh theo tốc độ khí,
cac chỗ trống trong tháp nhỏ dần và độ giảm áp của pha khí tăng nhanh.
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp khi cột khô và cột ướt.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp khi cột khô: vận tốc dòng khí, hệ số
ma sát, chiều cao cột, đường kính vật chêm, nhiệt độ, khối lượng riêng của
dòng khí.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp khi cột ướt: vận tốc dòng khí, hệ số
ma sát, chiều cao cột, đường kính vật chêm, nhiệt độ, khối lượng riêng của
dòng khí, vận tốc dòng lỏng.
3. Mục đích và cách sử dụng giản đồ f theo R
Mục đích: để xác định hệ số ma sát theo chuẩn số Re
Cách sử dụng: Dựa trên chế độ dòng chảy, chế độ màng, tầng, quá độ ta có
Re theo những công thức tính khác nhau để xác định fck
4. Nêu một vài ứng dụng của mô hình trong thực tế
- Thu hồi các cấu tử quý
- Làm sạch khí
- Tách hổn hợp thành các cấu tử riêng biệt
- Tạo thành sản phẩm cuối cùng