giáo trình thực hành máy và quá trình thiết bị

Upload: nguyen-hoang-linh

Post on 06-Jul-2018

231 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    1/54

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    2/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    2

    MUÏC LUÏC

    Noäi dung Tr ang

    M UÏC L UÏC ..........................................................................................................2

    BAØI 1: CHÖN G CAÁT ...........................................................................................5

    BAØI 2: T RUY EÀN NHIEÄT OÁNG LOÀNG OÁNG ..........................................................10

    BAØI 3: THAÙP Ñ EÄM ............................................................................................16

    BAØI 4: QU AÏT LY TAÂM ......................................................................................28

    BAØI 5: BÔM LY TAÂM ........................................................................................33

    BAØI 6: LOÏC K HUNG BA ÛN .................................................................................44

    BAØI 7: THAÙO LAÉP THIEÁT BÒTRUY EÀN NHIEÄT ....................................................52

    BAØI 8: THAÙO LAÉP THIEÁT BÒLOÏC. .....................................................................53

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    3/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    3

    MOÂN HOÏC: THÖÏC HAØNH MAÙY VAØTHIEÁT BÒ

    1. Maõmoân hoïc : 038TP320

    2. Soáñôn vòhoïc tr ình: 23. Tr ình ñoäthuoäc khoái kieán thöùc: K hoái kieán thöùc cô sôûngaønh.4. Phaân boáthôøi gian: 100% thöïc haønh5. Ñieàu kieän tieân quyeát : Thöïc haønh sau khi hoïc song caùc moân hoïc l yùthuyeát

    caùc quaùtrình vaøthieát bò1 vaø2.6. Moâtaûvaén taét noäi dung moân hoïc: T rang bòcho sinh vieân naém baét ñöôïc caùc

    kieán thöùc lyùthuyeát ñaõhoïc tröôùc veàcaùc cô sôûcaùc quaùtrình thuûy löïc, cô hoïcvaät l ieäu rôøi, truyeàn nhi eät, truyeàn khoái. Tính toaùn ñöôïc caùc thoâng soácô baûntrong caùc quaùtrình ñoù.

    7. Nhieäm vuïcuûa sinh vieân: Tham döïhoïc vaøthaûo luaän ñaày ñuû. Thi vaøkieåm tragiöõa hoïc kyøtheo qui cheá04/1999/QÑ-B GD& ÑT

    8. Taøi lieäu hoïc taäp : Giaùo trình thöïc taäp quaùtrình vaøthieát bò9. Taøi l ieäu tham khaûo :

    [1] . Soåtay quaùtrình vaøthieát bòcoâng ngheähoùa hoïc. Taäp 1, 2 - Nhaøxuaát baûnK hoa hoïc vaøkyõthuaät. H aønoäi, 1992

    [2] . Nguyeãn B in - Tính toaùn quaùtr ình, thieát bò trong coâng ngheähoùa chaát vaøthöïc phaåm. Taäp 1, 2 - NX B K hoa hoïc vaøkyõthuaät, 1999

    [3] . Phaïm V aên Boân, Nguyeãn Ñình Thoï- Quaùtrình vaøthi eát bòcoâng ngheähoùa

    hoïc - Truyeàn nhieät - NX B Ñaïi hoïc quoác gia thaønh phoáHoàChí M inh.[4] . ÑoãTroïng Ñaøi, Nguyeãn Troïng K huoâng, Traàn Quang Thaûo, V oõThòNgoïcTöôi, T raàn X oa - Cô sôûquaùtrình vaøthieát bòcoâng ngheähoùa hoïc. Taäp 1,2 - NX B Ñaïi hoïc vaøtrung hoïc chuyeân nghieäp. HaøNoäi , 1974

    [5]. H oaøng Ñình Tín - Nhieät coâng nghieäp - NX B Ñaïi hoïc quoác gi a thaønh phoáHoàChí M inh, 2001

    [6] .V oõV aên Bang, V uõBaùM inh - Truyeàn khoái - NX B K hoa hoïc vaøkyõthuaät,1998

    [7] . Hoaøng M inh Nam, V uõBaùM inh - Cô hoïc vaät l ieäu rôøi - NX B K hoa hoïc

    vaøkyõthuaät, 199810. Tieâu chuaån ñaùnh giaùsinh vieân: Tham döïñaày ñuûcaùc buoåi thöïc haønh vaøthaûoluaän ñaày ñuû. Thi kieåm tra gi öõa hoïc kyøkyøtheo qui cheá04/1999/QÑ -BGD&ÑT

    11. Thang ñieåm: 10/1012. Muïc t ieâu moân hoïc: Trang bòcho sinh vieân nhöõng kieán thöùc cô baûn veàcô sôû

    lyùthuyeát chuyeân ngaønh hoaùhoïc.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    4/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    4

    13. Noäi dung chi t ieát :

    Baøi 1: Chöng caát

    Baøi 2: Truyeàn nhieät oáng loàng oáng

    Baøi 3: Thaùp ñeäm

    Baøi 4: Quaït ly taâm

    Baøi 5: Bôm ly taâm

    Baøi 6: L oïc khung baûn

    Baøi 7: Thaùo laép thieát bòtruyeàn nhieät

    Baøi 8: Thaùo laép thieát bòloïc

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    5/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    5

     BAØI 1: CHÖNG CAÁT

    I . MUÏC ÑÍCH :

    K haûo saùt aûnh höôûng cuûa doøng hoøan löu vaøaûnh höôûng cuûa vòtrí maân nhaäp l ieäuñeán hieäu suaát cuûa thaùp chöng caát vaøñoätinh khieát cuûa saûn phaåm .

    I I . LYÙTHUYEÁT :

    M oâhình maâm lyùthyeát laømoâhình toùan ñôn giaûn nhaát döïa treân caùc cô sôûsau :a / Caân Baèng gi öõa hai pha l oûng – hôi cho hoãn hoïp hai caáu töû.b / Ñieàu kieän ñoäng löïc hoïc l öu chaát lyùtöôûng t reân maâm lyùtöôûng cho hai pha

    loûng – hôi laø:

    - Pha loûng phaûi hoøa troän hoøan toøan treân maâm- Pha hôi khoâng loâi cuoán caùc gioït loûng töømaâm döôùi leâm maâm treân vaøñoàngthôøi coùnoàng ñoäñoàng nhaát taïi moïi vòtrí treân tieát dieän.

    - Treân moãi maâm luoân ñaït söïcaân baèng giöõa hai pha.1. Hieäu suaát :

    Ñeåchuyeån soámaâm lyùthuyeát thaønh soámaâm thöïc ta caàn phaûi bieát hieäu suaátmaâm. coù3 l oïai hieäu suaát caàn duøng laø: (1) hieäu suaát toång quaùt , l ieân quan ñeán toøanthaùp. (2) hieäu suaát maâm M urphree, l ieân quan ñeán moät maâm vaø(3) hieäu suaát cuïcboä, l ieân quan ñeán vòtrí cuïtheåtreâm maâm.

    Hieäu suaát toång quaùt E0 ñôn gi aûn khi söûduïng nhöng keùm chính xaùc nhaát, ñuoï7cñònh nghóa laøtyûsoági öõa maâm lyùtöôûng vaøsoámaâm thöïc cho toøan thaùp.Soámaâm lyùtöôûng soábaäc thang - 1

    E0  = =Soámaâm thöïc soámaâm thöïc

    V ôùi 1 töôïng tröng cho noài ñun luoân luoân töông ñöông vôùi moät maâm lyùthuyeátHieäu suaát maâm M urphree ñònh nghóa laø:

    yn - y n+1EM   =

    y

    *

    n - y n+1Trong ñoù:yn = noàng ñoäthöïc ucuûa pha hôi rôøi maâm thöùn.yn+1 = Noàng ñoäthöïc cuûa pha hôi vaøo maâm thöùn.y* n = Noàng ñoäpha hôi caân baèng vôùi pha loûng rôøi oáng chaûy chuyeàn maâmthöùn.

    Hieäu suaát maân M urphree do ñoùlaøtyûsoági öõa söïbi eán ñoåi noàng ñoäpha hôiqua moät maâm vôùi söïbieán ñoåi noàng ñoäcöïc ñaïi coùtheåñaït ñöôïc khi pha hôi rôøi maâmcaân baèng vôùi pha loûng rôøi maâm thöùn . noùi chung pha l oûng rôøi maân coùnoàng ñoä

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    6/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    6

    khoâng baèng vôùi noàng ñoätrung bình cuûa pha l oûng treân maâm neân daãn ñeán khaùi nieämhieäu suaát cuïc boä. hieäu suaát cuïc boäñöôïc ñònh nghóa nhö sau :

    yn, - y ,n+1

    EM   =y ,en - y

    ,n+1

    yn,

     : Noàng ñoärôøi khoûi vòtrí cuïtheåtreân maâm n .y ,n+1 : Noàng ñoäpha hôi vaøo maâm n taïi cuøng vòtrí .y ,en : Noàng ñoäpha hôi caân baèng vôùi pha loûng taïi cuøng vòtrí

    2. Moái lieân heägiöõa hieäu suaát maâm Murpree vaøhieäu suaát toång quaùt :Hieäu suaát toång quaùt cuûa thaùp khoâng baèng vôùi hieäu saât trung bình cuûa töøng

    maâm. M oái l ieân heänaøy tuøy thuoäc vaøo ñoädoác töông ñoái cuûa ñông2 caân baèng vaøñöôøng laøm vieäc. K hi mG/L > 1 hi eäu suaát toång quaùt coùgi aùtròlôùn hôn vaøkhi mG/L< 1 hieäu suaát toång quaùt coùgi aùtrònhoûhôn .N hö vaäy vôùi quaùtrình trong ñoùcaûhaivuøng nhö treân (chöng caát) thì hieäu suaát toång quaùt E0 coùtheågaàn baèng hieäu suaát

    maâm EM .Tuy nhieân khi phaân tích hoaït ñoäng cuûa moät thaùp thay moät phaàn cuûa thaùp thöïcteátrong ñoùño ñöôïc söïbieán thieân noàng ñoäqua moät hoaëc moät vaøi maâm seõxaùc ñònhñöôïc giaùtròñuùng cuûa EM  hôn l aøgiaûsöûEM = E0 .

    I I I . THIEÁT BÒVAØHOÙA CHAÁT :

    - Heäthoáng chöng caát 5 maâm xuyeân l oã(xem hình veõ).- M oät heäthoáng ño nhieät ñoä. Ño nhieät ñoäcaùc maâm , noài ñun , nhieät ñoänhaäp

    lieäu , nhieät ñoähoaøn löu .- M oät phuøkeá.- Ñ oàng hoàño thôøi gi an (sinh vieân chuaån bò).- M oät oáng khaéc vaïch 250 ml .- M oät bình nöôùc caát.

    - M oät bình röôïu Etyl ic.

    IV. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM :

    1 Tieán haønh t hí nghieäm :- Ñoåbình nöôc caát vaøo bình nhaäp l ieäu, pha röôïu vaøo sao cho noàng röôïu khoaûng15-20 ñoä, pha hoãn hôïp gaàn ñaày bình nhaäp l ieäu .

    - K hi hoãn hôïp trong noài ñun döôùi vaïch traéng (1/3) noài ñun seõraát nguy hi eåm, seõchaùy ñieän trôûnoài ñun, luoân luoân phaûi chuùyùmöùc chaát loûng trong bình nhaäp l ieäu(1/3 noài ñun).

    - Ñoùng caàu dao toång cuûa heäthoáng , môûcoâng taéc ñieän cuûa nguoàn chính, môûcoâng taéc gia nhieät noài ñun, chôønoài ñun soâi tieán haønh nhaäp l ieäu.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    7/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    7

    - Noái ñaàu oáng nhaäp l ieäu vaøo maâm muoán khaûo saùt, môûvan NL, môûvan vaøomaâm caàn nhaäp l ieäu,môûcoâng taéc bôm nhaäp l ieäu, ñieàu chænh löu löôïng nhaäp l ieäu(baèng nuùt ñieàu chænh treân l öu löôïng keá).ÔÛñoäñoïc thích hôïp ( theo giaùo v ieân höôùngdaãn). Nhieät ñoänhaäp l ieäu coùtheåñieàu chænh baèng nuùt nhieät suaát cung caáp cho doøngnhaäp l ieäu.

    - M ôûbôm nöôùc cung caáp doøng laøm nguoäi. (Söûduïng chung vôùi baøi oáng loàngoáng). Trong quaùtrình chöng caát khoâng ñöôïc taét bôm naøy.- T rong quaùtrình thi eát bò chöng caát ñang hoaït ñoäng. Caùc van SP, BNL   seõ

    ñoùng.- Saûn phaåm ñænh thu ñöôïc seõcho hoøan löu qua ñænh thaùp chöng caát baèng caùch ,

    môûvan HL1, HL2, môûcoâng taéc bôm hoaøn l öu, löu löôïng hoøan löu ñöôïc ñieàuchænh qua l öu löôïng keáhoøan löu ôûñoäñoïc thích hôïp ( theo GV HD). Nhieät ñoähoaønlöu coùtheåñieàu chænh baèng nuùt nhieät suaát cung caáp cho doøng hoaøn löu .

    - K hi saûn phaåm trong bình thu saûn phaåm ñaõñaày, tieán haønh ño noàng ñoäsaûn

    phaåm ñænh baèng caùch môûvan cho vaøo oáng ñong vaøño noàng ñoäröôïu ,sau khi ñoxong noàng ñoä, phaûi môûvan höùng saûn phaåm vaøo bình ñöïng coàn ñeåtieán haønh ñomaân keáti eáp (röôu trong oáng ñong cuõng cho vaøo bình ñöïng coàn, khoâng môûvanBNL  ñeånoàng ñoänhaäp l ieäu khoâng bòthay ñoåi)

    - K hi thay ñoåi vòtrí maâm nhaäp l ieäu, thaùo ñaày oáng nhaäp l ieäu gaén vaøo maâm môùi(maâm caàn thí nghi eäm), khoâng caàn thieát ñi eàu chænh löu löôïng. Nhöng caàn taét bômnhaäp l ieäu vaøgia nhieät nhaäp l ieäu .2 Ngöøng maùy :

    + Taét gi a nhi eät hoaøn löu , taét bôm hoaøn löu.+ Taét gia nhieät nhaäp l ieäu, taét bôm nhaäp l ieäu .+ Taét gi a nhieät noài ñun .+ Thaùo saûn phaåm ñænh vaøo bình nhaäp l ieäu coàn qua van.+ Taét bôm doøng laøm laïnh, khi khoâng coøn saûn phaåm .+ Ngaét coâng taét ñieän vaøo heäthoáng .+ Ngaét caàu dao toång cuûa heäthoáng chöng caát .+ Coùtheåduøng loaïi saûn phaåm ñaùy neáu röôïu coøn nhieàu.

    V. NOÄI DUNG THÍ NGHIEÄM

    1. Aûnh höôûng cuûa doøng hoaøn löu gi öõdoøng nhaäp l ieäu ôûñoäñoïc nhaát ñònhkhoâng ñoåi vaøo maâm soá4 (hoaëc baát kyømaâm khaùc) thí nghieäm 3 trò soákhaùc nhau cuûa doøng hoaøn löu ôû3 ñoäñoïc khaùc nhau (theo GV HD)

    2. Aûnh höôûng cuûa vò trí maâm nhaäp l ieäu : Thay ñoåi 2 vò trí môùi cuûa maâmnhaäp l ieäu vaøo maâm soá2 vaømaâm soá5 (hoaëc hai maâm khaùc vôùi thínhgieäm 1) gi öõlöu löôïng nhaäp l ieäu khoâng ñoåi .

    3. Ño nhieät ñoädoøng nhaäp l ieäu vaønhieät ñoädoøng hoaøn löu baèng ñoàng hoàñieän töû.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    8/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    8

    4. Ño noàng ñoänhaäp l ieäu vaøtrong moãi thí nghieäm môûvan SP ñeålaáy maãusaûn phaåm vaøo oáng ñong vaøño noàng ñoäbaèng phuøkeá.

    VI. K EÁT QUAÛTHÍ NGHIEÄM VAØTÍNH TOAÙN :

    1. Keát quaûño vaøtính toaùn ghi theo maãu sau:

    L .l öôïng doøngml/ph

    Ñoächæphuøkeá

    Nhieät ñoäñoThí nghieäm V òtrí maâm

    F L o D V D V F tF tLO1234

    120180240

    306090

    120

    TN Vòtr í maâm R xF xD xW tF1234

    TN Phöông tr ình ñöôøng nhaäp lieäu Phöông tr ình ñöôøng caát1

    234

    Hieäu suaát maâm soáTN V òtrí maâm R Soámaâm LT H.suaát maâmt.quaùt 1 2 3 4 5

    123

    4

    2. Ñoàthòvaøkeát quaûtính toaùna. Tìm soámaâm lyùthuyeát baèng phöông phaùp ñoàthò. D uøng moãi ñoàthòcho moãitröôøng hôïp thí nghieäm.a. Tính hieäu suaát toång quaùt vaøhi eäu suaát maâm cho moãi tröôøng hôïp thí nghieäm.b. Töøsoámaâm thöïc veõtreân ñoàthòsuy ra ñoätinh khieát cuûa saûn phaåm ñænh .3. Baøn luaän:

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    9/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    9

    a. Baøn luaän veàaûnh höôûng cuûa doøng hoaøn löu ñeán ñoätinh khieát cuûa saûnphaåm vaøhieäu suaát maâm vaøhieäu suaát toång quaùt cuûa coät chöng caát.

    b. Baøn luaän veàaûnh höôûng cuûa vòtrí maâm nhaäp l ieäu treân ñoätinh khieát vaøhieäu suaát maâm.

    c. Nhöõng öùng duïng chöng caát trong coâng nghieäp, thi eát bòchöng caát trong

    thöïc teávaømoâhình thí nghi eäm.

    VII . TAØI L IEÄU THAM KHAÛO:

    1. Quaùtr ình thieát bòtaäp 3 – Truyeàn khoái (chöông 5 vaøchöông 7) V oõV aên Bang &V uõBaùM inh, Ñ HBK .TP.HCM 1997.2.Soåtay quaùtrình vaøthieát bòtaäp 1 vaøtaäp 2, ÑHBK Haønoäi ,1980.

    BìnhChöùaNhaäpLieäu

    BômNhaäpLieäu

    Noài Ñun

    ÑieänTrôû2,5Kw

    BômHoaønLöu

    LöuLöôïngKeáÑoDoøngHoaønLöu

    LöuLöôïngKeáÑoDoøngNhaäpLieäu

    ÑieänTrôûÑunNoùngDoøngNhaäpLieäu

    ÑieänTrôûÑunNoùngDoøngHoaønLöu

    DoøngLaømNguoäi

    BìnhChöùaSaûnPhaåmÑænh

    BoäP haänNgöngT uï SaûnP haåm

    THIEÁT BÒTHÍ NGHIEÄMCHÖNGCAÁT

    BNL

    LN

    AT

    HL1

    HL2

    TL

    SP

    NL

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    10/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    10

    BAØI 2. TRUYEÀN NHIEÄT OÁNG LOÀNG OÁNG

    I. MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄMLaøm quen vôùi thieát bòtruyeàn nhi eät daïng oáng loàng oáng, caùc duïng cuïño nhi eät ñoävaølöu löôïng löu chaát.X aùc ñònh heäsoátruyeàn nhi eät trong quaùtrình truyeàn nhieät gi öõa hai doøng l aïnh noùngñöôïc ngaên caùch bôûi vaùch ngaên kim loaïi ôûcaùc cheáñoächaûy khaùc nhau.Thieát laäp phöông trình caân baèng nhieät löôïng .

    I I . LYÙTHUYEÁT

    Truyeàn nhieät trong thi eát bòdaïng oáng loàng oáng laøsöïtruyeàn nhieät phöùc taïpgiöõa hai löu chaát ñöôïc ngaên caùch bôûi vaùch ngaên kim l oaïi . Phöông thöùc truyeàn

    nhieät ôûñaây laøtruyeàn nhieät ñoái löu töøvaùch ngaên ñeán löu chaát (vaøngöôïc laïi) vaødaãnnhieät qua thaønh oáng kim loaïi .

    Nhieät löôïng do doøng noùng toûa ra:QN = G1C1(tv1 – tR1)

    Nhi eät löôïng do doøng laïnh nhaän vaøoQL  = G2C2(tR2 – tv2)

     Töødoùta thaønh laäp phöông trình caân baèng nhieät löôïngQN = QL

     G1C1(tv1 – tR1) = G2C2(tR2 – tv2) (1)Trong ñoù:

    G1, G2 - Löu löôïng doøng noùng vaødoøng laïnh, kg/sC1, C2 - Nhi eät dung rieâng cuûa löu chaát, J/kg.ñoätv1, tR1 - Nhieät ñoävaøo vaøra cuûa doøng noùng,

    0Ctv2, tR2 - Nhieät ñoävaøo vaøra cuûa doøng laïnh,

    0CQuaùtrình truyeàn nhieät ñöôïc bieåu dieãn bôûi phöông trình:

    Q = Kl*.tlog.L (2)

    Trong ñoù:

    L - Chieàu daøi oáng, m

    K l* - Heäsoátruyeàn nhi eät daøi theo thöïc nghieäm, W/m2.ñoä

    tlog – hieäu soánhieät ñoätrung bình giöõa hai doøng löu chaát,0C

    ntltln

    ntllogt

     

    t   (3)

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    11/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    11

    Neáu2

    Nt

    Lt  thì hieäu soánhieät ñoätrung bình cuûa hai doøng löu chaát coùtheåñöôïc

    tính theo coâng thöùc:

    2NtLt

    tbt

    logt

    Heäsoátruyeàn nhieät daøi tính theo lyùthuyeát K l:

    bd

    br

    ngd2

    1

    trd

    ngd.ln

    2

    1

    trd1

    1lK

    αλ α

    Π  (4)

    Trong ñoù:dng, dtr - Ñöôøng k ính ngoaøi vaøñöôøng k ính trong cuûa oàng truyeàn nhieät, m. - heäsoádaãn nhieät cuûa kim loaïi laøm oáng, W/m.ñoä.d

    b- Ñöôøng kính lôùp baån baùm treân thaønh oáng, m.

    rb – heäsoátrôûnhieät cuûa caën baån, m2.ñoä/W

    1, 2 - heäsoácaáp nhieät giöõa vaùch ngaên vaøcaùc doøng l öu chaát ñöôïc tínhtöøchuaån soáNu.

    R.El.E

    0,25)

    rtPrP(

    nr.P

    meA.RNu  

    Caùc heäsoáA , m, n, El, ER laøcaùc heäsoáthöïc nghieäm phuïthuoäc vaøo caùc yeáu toá:Cheáñoächaûy cuûa doøng löu chaát.Söïtöông quan giöõa doøng chaûy vaøbeàmaët truyeàn nhieät.

    Ñaëc ñieåm beàmaët truyeàn nhieät bao goàm ñoänhaùm, hình daïng…I I I . THIEÁT BÒTHÍ NGHIEÄM

    Heäthoáng thieát bòthí nghieäm coù3 l oaïi oáng vôùi kieåu keácaáu beàmaët truyeàn nhieätnhö sau:

    K ieåu oáng A : Loaïi oáng coùcaùnh taûn nhieät. K ieåu oáng B: Loaïi oáng loàng oáng maølöu chaát chaûy ngang maët ngoaøi cuûa

    oáng trong.

    tv1

    tR1

     tR2

    tv2

    tN

    tL

    Hình 1

    Neáu hai doøng löu chaát chuyeånñoäng ngöôïc chieàu thì   tL   vaøtN  ñöôïc tính nhö hình 1.

    Trong ñoùtL  = tv2 – tR1tN = tR2 –  tv1

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    12/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    12

    K ieåu oáng C: Loaïi oáng loàng oáng ñôn giaûn, löu chaát chaûy doïc beàmaët cuûaoáng trong

    K ích thöôùc caùc loaïi oáng truyeàn nhi eät cho trong baûng 1

    Baûng 1: Kích thöôùc caùc loaïi oáng truyeàn nhieät trong baøi thí nghieäm

    Kieåu oáng Ñöôøng k ính oángtrong, mm

    Ñöôøng k ính oángngoaøi, mm

    Chieàu daøi, mm

    A 10,7/12,7 26/28 1000

    B 14/16 26/28 1000

    C 14/16 26/28 1000

    IV. TRÌ NH TÖÏTHÍ NGHI EÄM:

    M ôûvan 1 cho nöôùc vaøo thuøng D khoaûng 2/3.Baäc coâng taéc ñieän trôûF, ñun nöôùc cho tôùi luùc soâi.Ñoái vôùi baøi thí nghi eäm naøy ta coáñònh löu löôïng doøng laïnh vaøcho thay ñoåi doøngnoùng ñeåxeùt söïtrao ñoåi nhieät gi öõa hai doøng löu chaát.1. Ñoái vôùi oáng B:Ñieàu chænh doøng laïnh:M ôûhoaøn toaøn van 2 vaø6 / ñeåñaûm baûo raèng nöôùc coùtheåhoaøn löu l aïi thuøng chöùa.Ñoùng 3 van noùng 9N, 10N, 11 vaømôû3 van l aïnh 9L , 10L , 12.

    M ôûbôm laïnh B L  vaømôûvan 8 ñeådoøng laïnh vaøo oáng B.Ñoùng hoaøn toaøn van 12 vaøñieàu chænh van 6 / ñeålöôïng nöôùc qua l öu löôïng keálaø8l/phuùt.M ôûlaïi van 12 ñoàng thôøi ñoùng hai van 9L , 10L  ñeåkhoâng cho doøng l aïnh chaûy qualöu l öôïng keá. L öu yùraèng doøng l aïnh chaûy qua oáng B luùc naøy laø8 l /phuùt.Ñieàu chænh doøng noùng:M ôû3 van noùng 9N, 10N, 11.M ôûvan 4 vaøñoùng hai van 3, 5 ñeådoøng noùng chaûy vaøo oáng B.Baäc bôm BN sau ñoùñoùng van 11 l aïi . Ñ ieàu chænh van 4 cho nöôùc qua löu luôïng keá

    laø4 l /phuùt.Ñôïi khoaûng 2 phuùt, sau ñoùño nhieät ñoäñaàu vaøo vaøra cuûa 2 doøng löu chaát öùng vôùicaùc nuùt treân thieát bòño nhieät ñoä.Tieáp tuïc ñieàu chænh van 4 ñeåtaêng l öu l öôïng doøng noùng leân 8 vaø12 l/phuùt, ño nhieätñoäñaàu vaøo vaøra töông töïnhö treân.Taét bôm noùng BN.2. Ñoái vôùi oáng CÑoùng ba van noùng 9N, 10N, 11 vaømôûlaïi ba van l aïnh 9L , 10L , 12.M ôûvan 7 vaøñoùng van 8 ñeåcho doøng laïnh chaûy qua oáng C.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    13/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    13

    Ñoùng van 12 l aïi vaøñieàu chænh van 6 / ñeånöôùc chaûy qua löu löôïng keáG laø8 l/phuùt.Ñoùng 3 van noùng 9N, 10N, 11 vaømôû3 van l aïnh 9L , 10L , 12.Caùc böôùc coøn laïi hoaøn toaøn töông töïnhö ñoái vôùi oáng B.3. Ñoái vôùi oáng ADo oáng A chæcoùdoøng noùng chaûy qua neân caùc böôùc thí nghi eäm SV laøm töông töï

    nhö treân.Caùc keát quûa thí nghieäm coùtheålaäp vaøo baûng 2:Baûng 2:  K eát quûa thí nghieäm

    Nhieät ñoädoøngnoùng

    Nhieät ñoädoønglaïnh

    Löu löôïng doønglaïnh, l /ph

    Löu löôïng doøngnoùng, l /ph

    V aøo, 0C Ra, 0C V aøo, 0C Ra, 0CQN1 = 4QN2 = 8

    OÁng A

    QN3 = 12QN1 = 4QN2 = 8

    QL  = 8(OÁng B)

    QN3 = 12QN1 = 4QN2 = 8

    QL  = 8(OÁng C)

    QN3 = 12

    V. TRÌNH TÖÏTÍNH TOAÙN

    b1 - T ính nhieät löôïng Q theo coâng thöùc (1)b2 - Tính log theo (3)b3 - T ính heäsoátruyeàn nhieät daøi thöïc nghieäm theo (2)b4 - T ính heäsoátruyeàn nhieät daøi theo lyùthuyeát theo (4) baèng caùch tính heäsoácaápnhieät 1, 2 nhö sau:X aùc ñònh cheáñoächaûy cuûa löu chaát baèng chuaån soáRe

    μ

    ρωtd

    dRe 

    Trong ñoù:,  - khoái löôïng rieâng vaøñoänhôùt ñoäng hoïc cuûa löu chaát, kg/m3 vaøPa.S

    dtd – kích thöôùc hình hoïc chuûyeáu, m

    π

    4Ftd

    d  

    V ôùi:F – dieän tích maët caét, m2

    - chu vi maët caét öôùt, mÑoái vôùi oáng B:

    Cheáñoächaûy maøng 5 < Re

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    14/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    14

    0,25

    tPr

    Pr0,38Pr0,50,5ReNu

    Cheáñoächaûy chuyeån tieáp 103 < Re < 2.1050,25

    tPrPr0,38Pr0,60,25ReNu

    Cheáñoächaûy roái 2.105 < Re < 2.1060,25

    tPrPr0,37Pr0,80,023ReNu

    Ñoái vôùi oáng C:Cheáñoächaûy maøng Re < 2300

    0,25

    tPrPr

    Gr0,43Pr0,330,15ReNu

    1,0

    Cheáñoächaûy chuyeån tieáp 2300 < Re 10.0000,25

    tPrPr0,43Pr0,80,021ReNu

    Trong ñoù:Pr, Pr t – chuaån soáprandt ôûnhieät ñoätrung bình cuûa doøng löu chaát vaøcuûa vaùchngaên, ñaëc tröng cho söïkhaùc nhau cuûa heäsoácaáp nhi eät khi ñun noùng vaølaøm laïnh.Neáu khoâng bieát nhieät ñoävaùch ngaên, ñeåñôn giaûn trong tính toaùn ta xem nhi eät ñoätrung bình cuûa doøng löu chaát baèng nhieät ñoäcuûa vaùch ngaên nghóa l aøtæsoáPr/Pr t = 1.

    C – heäsoáphuïthuoäc vaøo Re. Coùtheåchoïn C theo baûng 3:l – heäsoáphuïthuoäc tyûleäl/d khi Re < 10.000, l cho trong baûng 4Gr – chuaån soáGrashop

    βt2ρ3tdgdGr 

    V ôùi: - heäsoágiaûn nôûtheåtícht – hieäu nhieät ñoägiöõa thaønh oáng vaødoøng löu chaátBaûng 3:  Caùc giaùtròcuûa C theo Re

    Re.103 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 3 4 5 6 8 10C 1,9 2,2 3,3 3,8 4,4 6 10,3 15,5 19,5 27 33

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    15/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    15

    Baûng 4:  caùc giaùtròcuûa l theo tyûsoál/d

    l/d 1 2 5 10 15 29 30 40 50l 1,9 1,7 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1

    Sau khi coùchuaån soáNu ta tìm 1, 2 theo coâng thöùc:

    λtddNu 

    vôùi:  - heäsoádaãn nhieät cuûa l öu chaátb5 - L aäp baûng keát quûa tính K l

    *  vaøK l theo cheáñoächaûy töøñoùsuy ra sai soágiöõa K l*

    vaøK l.b6 - Döïng ñoàthòK l

    * , K l theo Re

    VI. BAØN LUAÄN

    Sau khi tính toaùn vaødöïng caùc ñoàthò, sinh vieân töï ñöa ra nhöõng nhaän xeùt,ñaùnh giaùvaøbaøn luaän veàkeát quaûthí nghieäm theo caùc noäi dung sau:

    Toån thaát nhieät coùñaùng keåkhoâng. Taïi sao.

    Nguyeân nhaân gaây ra sai soátrong luùc laøm thí nghieäm, aûnh höôûng cuûa sai soáñeán keát quûa tính toaùn. Bieän phaùp khaéc phuïc.

    Giaûi thích söïkhaùc nhau giöõa K l*  vaøK l.

    Ñöa ra moät vaøi öùng duïng moâhình thí nghieäm trong thöïc teá.

    7. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO:

    1. Höôùng Daãn Thí Nghieäm QuaùTrình vaøThieát Bò – Tröôøng Ñaïi Hoïc BaùchK hoa Thaønh PhoáHoàChí M inh.

    2. SoåTay Taäp I I QuaùTrình V aøThieát BòCoâng NgheäHoùa Chaát – NX B K hoaHoïc vaøK yõThuaät.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    16/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    16

    BAØI 3. THAÙP ÑEÄM

    I . MUÏC ÑÍ CH THÍ NGHI EÄM:

    -  K haûo saùt ñaëc tính ñoäng löïc hoïc löu chaát vaøkhaûnaêng hoaït ñoäng cuûa thaùp ñeämbaèng caùch xaùc ñònh:

    - A Ûnh höôûng cuûa vaän toác khí vaøloûng leân ñoägiaûm aùp suaát cuûa doøng khí qua coät.

    -  Söïbieán ñoåi cuûa heäsoáma saùt f ck  trong coät theo chuaån soáReynolds Rec cuûadoøng khí vaøsuy ra caùc heäthöùc thöïc nghi eäm.-  Söïbieán ñoåi cuûa thöøa soá lieân heägiöõa ñoägiaûm aùp cuûa doøng khí khi coät khoâvaøkhi coät öôùt vôùi vaän toác doøng loûng.

    I I . LYÙTHUYEÁT THÍ NGHIEÄM:

    1. Caáu taïo:Thaùp ñeäm laømoät thaùp hình truïgoàm nhieàu ñoaïn noái vôùi nhau baèng maët bích

    hay haøn. V aät ñeäm ñöôïc ñoåñaày trong thaùp theo moät trong hai phöông phaùp: xeápngaãu nhieân hay xeáp thöùtöï.

    V aät ñeäm söûduïng goàm nhieàu loaïi khaùc nhau, phoåbieán nhaát laømoät trong soácaùcvaät loaïi sau:

    V oøng Raschig: hình truïroãng baèng söù, k im loaïi hoaëc nhöïa. V aät ñeäm hình yeân ngöïa V aät ñeäm voøng xoaénY eâu caàu chung cuûa caùc loaïi vaät ñeäm laøphaûi coùdieän tích beàmaët rieâng lôùn

    (m2 /m3 taàng ñeäm), ngoaøi ra ñoäroãng (hay theåtích töïdo, m3 /m3 taàng ñeäm) lôùn ñeågi aûm trôûlöïc pha khí. V aät l ieäu cheátaïo phaûi coùkhoái löôïng rieâng nhoûvaøbeàn hoùahoïc2. Söïchuyeån ñoäng cuûa löu chaát qua t haùp ñeäm:

    K hi chaát loûng chueån ñoäng töøtreân xuoáng vaøpha khí chuyeån ñoäng töødöôùi coùtheåxaûy ra 4 cheáñoäthuûy löïc sau: cheáñoämaøng, cheáñoätreo, cheáñoänhuõtöông vaø

    cheáñoäkeùo theo. Trong ba cheáñoächaûy maøng, treo vaønhuõtöông thì pha khí laøphalieân tuïc chieám taát caûkhoâng gian coøn laïi trong thaùp coøn chaát loûng chaûy theo beàmaëtñeäm vaølaøpha phaân taùn. Ôûcheáñoäkeùo theo (hay cheáñoäsuûi boït thì pha loûng chieámtoaøn boätheåtích töïdo vaønhö vaäy pha l oûng l aøpha l ieân tuïc coøn pha khí laøpha phaântaùn.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    17/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    17

     Ñoägiaûm aùp kh i coät khoâ: 

    Ñoägiaûm aùp  Pc cuûa doøng khí qua thaùp ñeäm phuï thuoäc vaøo vaän toác khoáilöôïng G cuûa khí khi coät khoâ(khoâng coùdoøng l oûng chaûy ngöôïc chieàu). K hi doøng khíchuyeån ñoäng trong caùc khoaûng troáng giöõa caùc vaät ñeäm taêng daàn vaän toác thì ñoägiaûm aùp cuõng taêng theo, söïgia taêng naøy theo luõy thöøa töø1,8 ñeán 2 cuûa vaän toácdoøng khí:

     Pc ~ Gn  (V ôùi n = 1,8  2) (1)

    Neáu chia hai veáphöông trình (1) cho chieàu cao coät ñeäm Z vaølaáy logarit haiveáta ñöôïc:

    lg Pc /Z = nlgG – lgZÑaây laøphöông trình ñöôøng thaúng coùheäsoágoùc n

     Ñoägiaûm aùp kh i coät öôù t: 

    K hi coùdoøng loûng chaûy ngöôïc chieàu, caùc khoaûng troáng bòthu nhoûlaïi vaødoøngkhí di chuyeån khoùkhaên hôn vì moät phaàn theåtích töï do bò löôïng chaát loûng chieámcöù. T rong giai ñoaïn ñaàu (döôùi ñi eåm A), löôïng chaát loûng bò giöõlaïi trong thaùp l aøkhoâng ñoåi theo toác ñoäkhí maëc daàu löôïng chaát loûng naøy taêng theo suaát löôïng phaloûng. T rong vuøng giöõa A vaøB, löôïng chaát loûng bò giöõlaïi trong thaùp taêng nhanhtheo toác ñoäkhí, caùc choåtroáng trong thaùp nhoûdaàn vaøñoägiaûm aùp cuûa pha khí taêng

    nhanh. V uøng naøy goïi laøvuøng gi a troïng, ñi eåm B goïi laøñi eåm gi a troïng. T aïi B, neáutieáp tuïc taêng toác ñoäpha khí (öùng vôùi moät suaát löôïng pha loûng khoâng ñoåi) thì seõcoùhieän töôïng pha khí suûi boït qua l ôùp chaát loûng taïi beàmaët lôùp vaät ñeäm vaøtaïo ra söïñaûo pha töøpha khí (l ieân tuïc) – pha loûng (phaân taùn) thaønh pha khí (phaân taùn) –pha l oûng (l ieân tuïc) . Luùc ñoùhieän töôïng pha khí loâi cuoán chaát loûng taêng maïnh vaøthaùp ôûtraïng thaùi ngaäp luït, ñoägi aûm aùp cuûa pha khí taêng raát nhanh. Ñieåm baét ñaàuvuøng ngaäp l uït thöôøng ñöôïc xaùc ñònh baèng söï thay ñoåi heäsoágoùc cuûa ñöôøng bieåudieãn. Trong thöïc teáthaùp thöôøng ñöôïc vaän haønh trong vuøng gia troïng, gaàn ñieåmngaäp luït.

    Söïphuïthuoäc giöõa cöôøng ñoächuyeån khoái

    vaøvaän toác khí

    A - Ñieåm haõmB- Ñieåm treo

    C- Ñieåm ñaûo phaD- Ñieåm saëcOA- CheáñoämaøngAB- CheáñoätreoBC-CheáñoänhuõtöôngCD - Cheáñoäkeùo theo

    Wy0

    B

    C

    D

    A

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    18/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    18

    Hình 1: AÛnh höôûng cuûa G vaøL ñoáivôùi ñoägiaûm aùp   Pc  cuûa pha khí

    trong thaùp ñeäm ngaãu nhieân.

    I I I . THÖØA SOÁMA SAÙT FCK  THEO REC KHI COÄT K HOÂ:

    Shilton vaøColburn ñöa ra moät heäthöùc l ieân heägi öõa ñoägi aûm aùp cuûa doøng khí

    qua coät cheâm khoâvôùi vaän toác khoái löôïng cuûa doøng khí qua coät:Pck = 2f ck

    G2

    G

    Z Dp

    p w ,N

     m2 (2)

    Trong ñoù:Z: chieàu cao phaàn cheâm, m.G: vaän toác khoái löôïng doøng khí qua coät, K g/m2.s.Dp: kích thöôùc ñaëc tröng cuûa vaät cheâm, m.p: heäsoáñi eàu chænh duøng cho vaät cheâm roãng (nhö voøng söù, Raschi g...) thay

    vì caùc vaät cheâm ñaëc.w: heäsoáñieàu chænh aûnh höôûng cuûa thaønh coät leân ñoäxoáp cuûa taàng cheâm.Sherwood toång hôïp keát quaûcuûa moät soánghi eân cöùu vaøñöa ra tròsoásau cho

    voøng söù12,7mm:p = 0,35w = 1,0

    Tuy nhieân Zhavoronkov ñeànghò moät heäthöùc khaùc khaùñuùng hôn vì ñaõñöañöôïc tròsoáñoäxoáp cuûa taàng cheâm vaøo heäthöùc:

    Pck = 2f ckG2

    G

    Z De

    (3)

    Trong ñoù:

    De : ñöôøng kính töông ñöông cuûa vaät cheâm, mDe = 4 /a: ñoäroãng hay ñoäxoáp (khoâng thöùnguyeân).a: dieän tích beàmaët rieâng cuûa vaät cheâm, m2 /m3.

    Thöøa soáma saùt f ck laøhaøm soátheo chuaån soáRe vôùi Re ñöôïc ñònh nghóa:

    Rec =G

    De   =

    4G a  (4)

    Trong ñoù: - ñoänhôùt cuûa doøng khí, K g/m.s.

    B

    L = 0

    L1L2L3

    A

    logG

     log(Pc /Z)

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    19/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    19

    Zhavoronkov ñaõxaùc ñònh ñöôïc khi doøng khí chuyeån töøcheáñoächaûy taàng sangchaûy roái öùng vôùi trò soáRec  = 50. Trong vuøng chaûy roái 50 < Re < 7000 vôùi coätcheâm ngaãu nhieân thì

    0,2Re

    3,8ck

    f  

    Trong vuøng chaûy doøng Re < 50 thì heäsoáma saùt coùtheåtính theo coâng thöùc:

    Re

    140ck

    f  

    Tuy nhieân caùc heäthöùc toång quaùt treân khoâng ñöôïc chính xaùc l aém vì khoâng keåñöôïc toaøn boäaûnh höôûng cuûa hình daïng vaät cheâm.

    IV. ÑOÄGIAÛM AÙP PCÖ KHI COÄT ÖÔÙT:

    Söïl ieân heägiöõa ñoägiaûm aùp khoâPck vaøöôùt Pcö coùtheåvieát nhö sau:Pcö =  Pck   (6)

    Do ñoùcoùtheådöïkieán:f cö =  f ck   (7)V ôùi  tuøy thuoäc vaøo vaän toác khoái löôïng cuûa doøng loûng L (K g/m2s).Leva ñeànghòaûnh höôûng cuûa L leân  nhö sau:

     = 10L   (8)hay log = L (9)

    V ôùi    tuøy thuoäc loaïi , kích thöôùc, caùch thöùc ñaët vaät cheâm vaømöùc ñoäcuûa L .Thí duïvôùi vaät cheâm voøng Raschi g 12,7mm, cheâm ngaãu nhieân, ñoäxoáp  = 0,586, Ltöø0,39 ñeán 11,7 K g/m2.s vaøtrong vuøng döôùi ñi eåm gi a troïng:  = 0,84.

    V. ÑIEÅM LUÏT CUÛA COÄT CHEÂM:

    K hi coät cheâm luït, goïi tròsoáG töông öùng vôùi ñi eåm naøy laøG* , caùc doøng chaûykhoâng coøn ñeàu ñaën, aùp suaát dao ñoäng maïnh; hi eän töôïng naøy baát lôïi cho söï hoaïtñoäng cuûa coät. Zhavoronkov keát luaän raèng ñi eåm luït xaûy khi coùmoät söïl ieân heänhaátñònh giöõa hai nhoùm soásau (rieâng cho moãi coät):

    1 =f ck.a

    3v2

    2gGL

     ()0,2   (10)

    2 =L

     GGL

      (11)

    Trong ñoùf ck: ñöôïc t ính töøheäthöùc l ieân laïc vôùi Rec.v: vaän toác daøi cuûa khí ngay tröôùc khi vaøo coät cheâm.1: ñoänhôùt töông ñoái cuûa chaát loûng so vôùi nöôùc1 =  loûng /  nöôùc = 1 neáu chaát loûng laønöôùc.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    20/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    20

    Do ñoùsöïl ieân heägiöõa 1 vaø2 treân giaûn ñoàlog - log seõxaùc ñònh moät bi eåu ñoàluït cuûa coät, phaân ñònh giôùi haïn hoaït ñoäng cuûa coät ôûdöôùi ñöôøng naøy.

    Hình 2: Bieåu ñoàluït cuûa coät cheâm

    VI. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM:

    Tröôùc khi thí nghi eäm, môûhoaøn toaøn hai van V K 1 vaøvan V L2 , caùc van coøn laïiñeàu ñoùng.

    M ôûbôm loûng BL  ñoàng thôøi môûvan V L3 ñeåcho nöôùc vaøo 2/3 oáng chæmöïc chaátloûng baèng caùch ñieàu chænh van V L4 .

    Baäc bôm khí BK  , môûtöøtöøvan V K 2 vaøñoùng töøtöøvan V K 1 ñeåtaêng löôïng khívaøo thaùp nhaèm thoåi heát löôïng nöôùc coøn ñoïng trong caùc khe cuûa vaät ñeäm. Saukhoaûng thôøi gi an 5 phuùt, môûvan V K 1 vaøñoùng van V K 2 chuaån bò laøm thí nghieämkhi coät khoâ.Ño ñoägiaûm aùp khi coät khoâ:

    M ôûdaàn van V K 2 ñeåtaêng löôïng khí qua coät. Ñoïc 6 gi aùtròPck treân aùp keáchöõU theo cm coät nöôùc öùng vôùi 6 tròsoáG ôûñieàu kieän oån ñònh sau ñoùÑoùng laïi vanV K 2 laïi.Ño ñoägiaûm aùp cuûa doøng khí khi coät öôùt:

    Baäc bôm loûng BL  , ñieàu chænh van V L3  ñeågi öõlöu löôïng loûng khoâng ñoåi qualöu löôïng keávaøo coät. M ôûvan thaùo V L4 vaøV L5 neáu caàn sao cho vaãn duy trì möïcnöôùc trong oáng chæmöïc chaát loûng laø2/3.

    Taêng daàn löu l öôïng khí G vaøñoïc Pcö theo cm coät nöôùc taïi aùp keáchöõU töôngtöïnhö laøm thí nghieäm coät khoâ. L aëp l aïi 5 giaùtròkhaùc nhau cuûa L .

    Taét bôm BL tröôùc roài taét bôm Bk sau ñeåtraùnh nöôùc traøn vaøo ñöôøng oáng daãnkhí.

    VII . PHUÙC TRÌ NH:

    1. Keát quûa:Ghi laïi caùc keát quaûño vaøtính toaùn trình baøy theo caùc baûng sau:

    G, kg/s.m2 Pck /Z , N/m2 /m f ck Reck

    log2

    log1

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    21/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    21

     kg/s.m2 Pck /Z , N/m2 /m f cö Recö

    2. Ñoàthò:

    1. log(Pck /Z) theo logG vaølog(Pcö /Z) theo logG2. logf ck theo logRe3. log theo L (taïi vaøi tròsoácuûa G döôùi ñi eåm gi a troïng)

    3. Baøn luaän:A ûnh höôûng cuûa G leân ñoägiaûm aùp khi coät khoâvaøkhi coät öôùtM uïc ñích vaøcaùch söûduïng gi aûn ñoàf theo ReSöïl ieân heägiöõa caùc ñoái töôïng khaûo saùt coùtheo nhö döïñoaùn khoâng, neáu khoâng

    giaûi thích l yùdo.Neâu vaøi öùng duïng cuûa moâhình trong thöïc teá.

    VI I I . TAØI LIEÄU THAM K HAÛO1. V oõV aên Bang – V uõBaùM inh - Truyeàn Khoái Taäp 3 – Tröôøng Ñ aïi Hoïc

    K yõThuaät Thaønh PhoáHoàChí M inh.2. Taøi l ieäu thí nghieäm qt & tb tröôøng ñaïi hoïc kyõ.3. Traàn xoa, N guyeãn T roïng K huoân, HoàLeâV ieân - Soåtay quaùtrình vaøthieát

    bòcoâng ngheähoùa chaát – nxb khoa hoïc vaøkyõthuaät

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    22/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    22

    2

    VL3

    1

    VL2 VL4

    4

    3

    5

    1- Bômloûng2- Thuøngchöùa3- Coät chöùanöôùc4- Löulöôïngkeáloûng5- Coät chöùañeäm6- AÙpkeáchöõU7- OÁngchæmöïc chaát loûng8- Löulöôïngkeákhí9- Quaït thoåi khí

    SÔÑOÀHEÄTHOÁNGTHAÙPÑEÄM

    7

    VL5VK1

    9

    V8

    8

    6

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    23/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    23

    BAØI 4. SAÁY ÑOÁI LÖU

    I . MUÏC ÑÍCH THÍ NGHIEÄM :

    K haûo saùt quaùtr ình saáy ñoái löu vaät l ieäu laøgi aáy loïc trong thieát bò saáy baèngkhoâng khí ñöôïc nung noùng nhaèm :

    X aùc ñònh ñöôøng cong saáy W = f (T).

    X aùc ñònh ñöôøng cong toác ñoäsaáy  dW

    dTf W   ( ) .

    I I . LYÙTHUYEÁT THÍ NGHIEÄM :

    1.Khaùi nieäm, phaân loaïi & ñaëc ñieåm cuûa quaùtr ình saáy :

    Saáy laøquaùtrình taùch aåm ra khoûi vaät l ieäu baèng phöông phaùp nhieät, keát quaûcuûa quaùtrình saáy laøhaøm löôïng chaát khoâtrong vaät l ieäu taêng leân.

    Nguyeân taéc cuûa quaùtrình saáy laøcung caáp naêng löôïng nhieät bieán ñoåi traïngthaùi pha cuûa loûng trong vaät l ieäu thaønh hôi .

    Saáy laømoät quaùtrình phöùc taïp, ñi eån hình veàquaùtrình khoâng thuaän nghòchvaøkhoâng oån ñònh. Trong ñoùhaøm aåm cuûa vaät l ieäu bieán ñoåi theo caûkhoâng gianvaøthôøi gian maøbaûn thaân quaùtrình töï tieán daàn tôùi traïng thaùi caân baèng. Quaùtrìnhsaáy xaûy ra ñoàng thôøi 4 quaùtrình: Truyeàn nhieät cho vaät l ieäu, chuyeån pha töøloûngsang hôi, taùch aåm vaøo moâi tröôøng xung quanh, daãn aåm trong l oøng vaät l ieäu.

    A åm trong vaät l ieäu toàn taïi ôûcaùc traïng thaùi : l ieân keát hoùa hoïc, l ieân keát hoùa lyùvaølieân keát cô lyù. Saáy chætaùch ñöôïc toaøn boäaåm l ieân keát vaät lyù, moät phaàn aåmlieân keát hoùa lyùvaøkhoâng taùch ñöôïc aåm l ieân keát hoùa hoïc. Phaàn aåm trong vaätl ieäu taùch ñöôïc khi saáy goïi laøaåm töïdo, phaàn khoâng taùch ñöôïc goïi laøaåm l ieân keát.

    2. Caùc giai ñoaïn saáy :Phaân tích ñöôøng cong saáy vaøñöôøng cong toác ñoäsaáy cho ta thaáy quaùtrình

    A

    A '

    B

    C

    DE

         X

        =

         k

        g

         a

         å    m

         /

         k

        g

         v

        a

         ä     t

          l     i    e

         ä    u

          k

         h

    x *

    o = t h ô øi g i a n h

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    24/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    24

    saáy noùi chung dieãn ra theo 3 giai ñoaïn : gi ai ñoaïn ñoát noùng, giai ñoaïn ñaúng toácvaøgiai ñoaïn giaûm toác. Tuy nhieân ñoái vôùi ña soávaät l ieäu aåm thì quaùtrình saáy ñoáilöu di eãn ra theo 2 gi ai ñoaïn chuûyeáu : gi ai ñoaïn ñaúng toác vaøgiai ñoaïn giaûm toác.

    Giai ñoaïn ñoát noùng vaät l ieäu :  Neáu ban ñaàu nhieät ñoäcuûa vaät l ieäu thaáp hôn nhieätñoäbay hôi ñoaïn nhieät cuûa khoâng khí thì trong gi ai ñoaïn ñoát noùng, nhi eät ñoäcuûa

    vaät l ieäu taêng leân. Trong giai ñoaïn naøy haøm aåm cuûa vaät l ieäu thay ñoåi raát chaämvaøthôøi gian dieãn ti eán nhanh, keát thuùc giai ñoaïn naøy, nhieät ñoäcuûa vaät l ieäu ñaïtñeán nhieät ñoäbaàu öôùt cuûa khoâng khí. Neáu vaät l ieäu coùñoäïdaøy nhoûvaøquaùtrìnhsaáy laøñoái löu thì thôøi gian naøy khoâng ñaùng keå.

    Giai ñoaïn saáy ñaúng toác :  Sau giai ñoaïn ñoát noùng, haøm aåm cuûa vaät l ieäu giaûmtuyeán tính theo thôøi gi an (ñoaïn thaúng treân ñöôøng cong saáy hay ñoaïn naèmngang treân ñöôøng cong toác ñoäsaáy). Neáu goïi söï giaûm haøm aåm cuûa vaät l ieäu

    trong moät ñôn vò thôøi gi an laøtoác ñoäsaáy  dW

    d  thì trong giai ñoaïn naøy

      dW

    d =

    const neân ñöôïc goïi laøgiai ñoaïn saáy ñaúng toác, giai ñoaïn saáy ñaúng toác keùo daøicho ñeán thôøi ñieåm maøhaøm aåm cuûa vaät l ieäu ñaït gi aùtròW k naøo ñaáy thì keát thuùc,Wk ñöôïc goïi laøñoäaåm tôùi haïn cuûa vaät lieäu.

    Thôøi gi an saáy trong gi ai ñoaïn ñaúng toác :

    11

      W W

    N

    kqu  (h)   (1)

    Trong ñoù: W 1 : Ñoäaåm ban ñaàu cuûa vaät l ieäu (%). W kqu : Ñoäaåm tôùi haïn qui öôùc (%). N : Toác ñoäsaáy trong giai ñoaïn ñaúng toác (%/h) . Giai ñoaïn saáy giaûm toác  : K hi ñoäaåm cuûa vaät l ieäu ñaït giaùtròtôùi haïn W k thì toác

    ñoäsaáy baét ñaàu giaûm daàn vaøñöôøng cong saáy chuyeån töøñöôøng thaúng sangñöôøng cong tieäm caän daàn ñeán ñoäaåm caân baèng cuûa vaät l ieäu trong ñieàu kieän cuûaquaùtrình saáy. K hi ñoäaåm cuûa vaät lieäu ñaït ñeán giaùtròcaân baèng Wc thì haømaåm cuûa vaät l ieäu khoâng giaûm nöõa vaøtoác ñoäsaáy baèng 0. Quaùtrình saáy keát thuùc.Toác ñoäsaáy trong giai ñoaïn naøy thay ñoåi theo caùc qui luaät khaùc nhau tuøy thuoäctính chaát vaødaïng vaät l ieäu. Trong giai ñoaïn naøy Jm  const, m, q bieán thieân vaøphuïthuoäc vaøo haøm aåm vaønhieät ñoäbeàmaët vaät l ieäu. Ñeådeãdaøng cho vieäc tínhtoaùn, ngöôøi ta thay caùc daïng ñöôøng cong phöùc taïp cuûa toác ñoäsaáy baèng ñöôøng

    thaúng vaøphaûi ñaûm baûo sao cho vieäc thay theánaøy coùsai soábeùnhaát, khi naøy giaùtròñoäaåm tôùi haïn seõdòch chuyeån veàñieåm tôùi haïn qui öôùc K qö vôùi ñoäaåm tôùi haïnqui öôùc W kqö . W kqö laøgiao ñieåm giöõa ñöôøng ñaúng toác N vaøñöôøng thaúng giaûmtoác.

    a) Toác ñoäsaáy t rong giai ñoaïn giaûm toác :

    dW

    dK W Wc

      ( )   (2)

    Daáu (-) chætoác ñoäsaáy giaûm daàn.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    25/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    25

    K goïi laøheäsoásaáy, phuïthuoäc vaøo cheáñoäsaáy (toác ñoäsaáy ñaúng toác N) vaøtínhchaát cuûa vaät l ieäu (1/h). K laøheäsoágoùc cuûa ñöôøng thaûng giaûm toác vaøñöôïc t ính :

    K  N

    W Wkqö c

      (3)

    b) Thôøi gi an saáy tr ong gi ai ñoaïn gi aûm toác :

    22 2

    1

     

     

      

      

     

     

      

     

    W W

    N

    W W

    W W K

    W W

    W W

    kqö c kqö c

    c

    kqö c

    c. ln . ln (h)   (4)

    Trong ñoùW 2 laøñoäaåm sau cuøng cuûa vaät l ieäu saáy (W 2 < W c).

    MOÂHÌNH THÍ NGHIEÄM:

    1. Thieát bò:Heäthoáng thieát bòsaáy ñöôïc trang bòcalor ife ñoát baèng ñieän trôû. Nhi eät ñoäkhoâng

    khí oån ñònh nhôøboäñieàu chænh töïñoäng. Löôïng aåm taùch ra töøvaät l ieäu ñöôïc ghi nhaän

    baèng heäthoáng caân ñaët phía treân. thay ñoåi löôïng khoâng khí baèng hai cöûa thoâng gioùvaømoät cöûa hoaøn löu.2. Duïng cuïvaøvaät lieäu:

    - Ñoàng hoàñeåño thôøi gian.- 3 taám giaáy loïc, moãi taám ñöôïc gheùp töø4 tôøgiaáy loïc. M oãi taám coùkích thöôùc200 x300 x 0.001 (mm).

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    26/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    26

    TIEÁN HAØNH THÍ NGHIEÄM:

    - Ñem caân gi aáy loïc ñeåxaùc ñònh G0, sau ñoùlaøm aåm ñeàu.

    - K ieåm tra thieát bòsaáy: ñoånuôùc vaøo choãño nhieät ñoäbaàu öôùt.- Baät coâng taéc toång, baät coâng taéc quaït (chôømoät phuùt cho phoøng saáy khoâ), aán nuùtcaøi ñaët nhieät ñoäsaáy, baät coâng taéc ñieän trôûñeågi a nhieät.

    - K hi nhieät ñoäphoøng saáy ñaït nhieät ñoämong muoán, môûcöûa phoøng saáy, ñaët nheïnhaøng caùc tôøgiaáy loïc leân giaùñôõ, ghi nhaän giaùtròcaân.

    - Ghi nhaän caùc giaùtrò: chæsoácaân, nhieät ñoäbaàu khoâ, nhieät ñoäbaàu öôùt trongphoøng saáy sau moãi thôøi gian 5 phuùt.

    - Tieán haønh thí nghi eäm ôûcaùc nhieät ñoä400C, 500C, 600C, 700C.- Ñoái vôùi moãi thí nghieäm thì ñoäaåm ban ñaàu W1 phaûi baèng nhau.

    TÍNH TOAÙN:

    1. Caùc thoâng soában ñaàu: K hoái löôïng giaáy loïc khoâtuyeät ñoái : G0 (g).

    Ñoäaåm cuûa giaáy loïc : (%)100.0

    0

    G

    GGW    ii

     Gi laøkhoái löôïng vaät l ieäu theo thôøi gi an (g) .2. Ñöôøng cong toác ñoäsaáy:

    - V eõñoàthòñöôøng cong saáy W = f (t)- Döïng ñöôøng cong toác ñoäsaáy baèng caùch laáy vi phaân ñöôøng cong saáy. Töøñieåm I

    treân ñöôøng cong saáy veõtieáp tuyeán vôùi ñöôøng cong taïi I , giaùtròheäsoágoùc cuûatieáp tuyeán laøgiaùtròtoác ñoäsaáy. (Tieáp tuyeán caêt truïc tung taïi K , truïc hoaønh taïiH)

    TAØI LIEÄU THAM KHAÛO.

    1. Hoaøng Vaên Chöôùc. Kyõthuaät saáy. Nhaøxuaát baûn khoa hoïc vaøkyõthuaät. Haønoäi 19992. Soåtay quaùtrình vaøthi eát bòcoâng ngheähoùa hoïc. N haøxuaát baûn khoa

    hoïc vaøkyõthuaät. Haønoäi 19823. Nguyeãn V aên Luïa. K yõthuaät saáy vaät l ieäu. Tröôøng ñaïi hoïc baùch khoa

    thaønh phoáHoàChí M inh.4. ÑoãTroïng Ñaøi, Nguyeãn Troïng K huoâng, Traàn Quang Thaûo, V oõThò

    Nhoïc Töôi, Traàn X oa. Cô sôûquaùtrình vaøthieát bòcoâng ngheähoùa hoïc.Taäp 2. NX B ñaïi hoïc vaøtrung hoïc chuyeân nghieäp. HaøNoäi 1974

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    27/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    27

       1   T   h   i   e   á   t   b   ò   s   a   á   y

       2   C   a   l   o   r   i   f   e   r

       3   Q   u   a   ï   t

       4   C   a   â   n

       5   B   u   o   à   n   g   s   a   á   y

       6   B   a   û   n   g   ñ   i   e   à   u   k   h   i   e    å   n

       7   C   ö   û   a   h   u   ù   t   k

       h   í

       8   C   ö   û   a   x   a   û   k   h

       í

            1   2

            4   6        5

            7

            8

            3

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    28/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    28

    BAØI 5. QUAÏT LY TAÂM

    I . MUÏC ÑÍCH.

    K haûo saùt khaûnaêng vaøcheáñoähoaït ñoäng cuûa quaït ly taâm.Nguyeân cöùu xaây döïng ñöôøng ñaëc tuyeán thöïc vaøñöôøng ñaëc tuyeán oáng daãn

    cuûa quaït ly taâm.X aùc ñònh löu löôïng, coâng suaát, hieäu suaát laøm vieäc cuûa quaït.

    I I . CÔ SÔÛLYÙTHUYEÁT.

    Quaït ly taâm duøng ñeåvaän chuyeån khí hoaëc khoâng khí coùaùp suaát chungkhoâng vöôït quaù1500mmHg. Quaït taïo ra hieäu soáaùp suaát ñeåthaéng aùp löïc vaän toác

    vaøtrôûlöïc. Hieäu soáaùp suaát raát nhoûcôõvaøi mil imet coät nöôùc. Theo nguyeân lyùngöôøita phaân chia quaït laøm 2 loaïi : quaït ly taâm vaøquaït höôùng truïc.

    1. Nguyeân taéc, caáu taïo quaït ly t aâm.Quaït ly taâm laøm vieäc theo nguyeân taéc: khi roto quay, aùp suaát taïi taâm quaït

    nhoû, khoâng khí hoaëc khí ñi vaøo taâm quaït vaøñöôïc caáp theâm naêng löôïng nhôøvaøolöïc ly taâm.

    Quaït caáu taïo goàm caùc chi tieát: Roto, thaân quaït, truïc quaït, giaùquaït.2. AÙp suaát cuûa quaït .

    A Ùp suaát toaøn phaàn cuûa quaït taïo ra ñeåthaéng trôûlöïc trong oáng huùt vaøñaåy (aùp

    suaát ñoäng hoïc), aùp suaát thuûy tónh cuûa coät khí (aùp suaát tónh hoïc).d t    H  H  H   

    hayd t    PPP  

    Trong ñoù:

    t  H : aùp suaát tónh hoïc. (m coät khí)

    d  H :aùp suaát ñoäng hoïc. (m coät khí)

    Töông töïnhö phaàn bôm ly taâm ta coù:d t ht t    H  H  H  ,,  

    g

    v H d 

    .2

    2

    g

    P H 

    kk .

    Trong ñoù:

    ht  H  , : aùp suaát chaân khoâng khi huùt.(m)

    d t  H  , : aùp suaát khi ñaåy. (m)

    v  : vaän toác khí khi ra khoûi quaït. (m/s)

    kk  : khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí. (kg/m3)

    ( 1 )

    ( 2 )

    ( 3 )

    ( 4 )

    ( 5 )

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    29/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    29

    Gía tròaùp suaát toaøn phaàn:

    g

    v H  H  H  d t ht 

    .2

    2

    .,  

    Neáu quaït huùt tröïc tieáp töøkhí quyeån, khoâng laép oáng huùt thì   0,   ht  H  .

    Neáu quaït khoâng gaén oáng ñaåy hoaëc oáng ñaåy ngaén so vôùi oáng huùt thì

    0,   d t  H  . Neáu quaït khoâng gaén oáng huùt laãn oáng ñaåy (quaït khoâng aùp) thì

    0,,     d t ht    H  H  .

    3. Löu löôïng, coâng suaát, hieäu suaát cuûa quaït ly taâm.

    ÔÛñaây ta xem söïbi eán ñoåi khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí laøkhoâng ñaùng keåkhi ñoùcoâng suaát cuûa quaït ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc sau.

    .1000

    ..   H Q N    kk 

    (kW)

    Trong ñoù:   Q: löu löôïng khí ñöôïc huùt vaøo.(m3

     /s) AvQ   .

     A: tieát di eän ñöôøng oáng ra. (m2)

    4.

    2d 

     A  

    d : ñöôøng kính oáng daån.: hieäu suaát cuûa quaït.

    4. Ñöôøng ñaëc tuyeán laøm vieäc thöïc cuûa quaït .Ñöôøng ñaëc tuyeán laøm vieäc thöïc cuûa quaït ñöôïc söûduïng treân keát quûa cuûa quùa

    trình thöûquaït, muïc ñích thöûquaït laøñeåxaùc ñònh 3 thoâng soá: löu löôïng Q (m

    3

     /s), aùpsuaát toaøn phaàn vaøcoâng suaát öùng vôùi voøng quay khoâng ñoåi.5. Ñaëc tuyeán cuûa oáng daãn (coøn goïi laøñaëc tuyeán cuûa heäthoáng oáng khi raùp vaøoquaït).

    Töøphöông tr ình Bernoully vieát cho hai maët caét baát kyø(1-1) vaø(2-2):

      21

    222

    2

    211

    1.2..2.

    hg

    v

    g

    P Z 

    g

    v

    g

    P Z 

    Töøñoùta chuyeån veàdaïng sau:2

    .Qk C  H   

    Trong ñoù: )(. 1212  z z

    g p pC   

    gd d 

    lk 

    .2

    16.

    42

        

      

     

    21, p p: aÙp suaát ñaàu vaøo vaøñaàu ra cuûa oáng daãn.

    21, z z : chieàu cao ñaàu vaøo vaøñaàu ra cuûa oáng daãn.

    21,vv: vaän toác chaát loûng taïi hai ñaàu oáng (xem v = v1 = v 2).

      21h: toån thaát ma saùt trong ñöôøng oáng.

    ( 6 )

    ( 7 )

    ( 8 )

    ( 9 )

    ( 10 )

    ( 11 )

    ( 12 )

    ( 13 )

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    30/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    30

       

      

       

    g

    v

    lh

    .2

    2

    21  

    : toång heäsoátrôûlöïc cuïc boätrong oáng.

    : heäsoáma saùt.d l,  : chieàu daøi vaøñöôøng kính oáng.

    Nhö vaäy, ñöôøng cong bi eåu dieãn moái quan heäH 0  – Q theo coâng thöùc treânñöôïc goïi laøñaëc tuyeán cuûa oáng daãn.6. Ñieåm laøm vieäc cuûa quaït.

    Gi ao ñieåm cuûa hai ñöôøng cong ( C+k.Q2 ) vaø(H – Q) taïi moät ñi eåm A thìñieåm ñoùñöôïc goïi laøñi eåm laøm vieäc cuûa quaït.

    Ho - QH - Q

    A

    Hình 1: Ñaëc tuyeán ñöôøng oáng vaøcuûa quaït ly taâm

    I I I . THIEÁT BÒTHÍ NGHIEÄM.

    Sô ñoàthí nghieäm nhö hình veõtrình baøy phaàn sau.

    IV. PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM.

    1. M ôûcaàu dao, cho nguoàn ñi eän vaøo (khi ñoùñeøn nguoàn chaùy saùng).2. Nhaán nuùt baäc quaït, sau ñoùñeåquaït hoaït ñoäng oån ñònh moät thôøi gi an

    (khoaûng 1 ñeán 2 phuùt) roài tieán haønh thí nghi eäm. Chuùyùtröôùc khi baäcquaït phaûi baûo ñaûm van ñieàu chænh l öu l öôïng l uoân môû.

    3. Ñieàu chænh van ñeåthay ñoåi löu löôïng vôùi caùc giaùtròkhaùc nhau vaøñoïckeát quûa ño.

    Trong suoát quaùtrình laøm thí nghieäm phaûi chuùyùkhi ñeøn quaùtaûi chieáu saùng thì phaûitaét quaït ngay. V eäsinh taét ñi eän sau khi laøm xong thí nghieäm.

    V. PHUÙC TRÌ NH.

    1. Keát quûa ño.

    Ghi laïi keát quûa ño vaøsuy tính theo maãu sau:

    ( 14 )

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    31/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    31

    Baûng 1: K eát quaûño

    Thí nghieäm A Ùp suaát laøm vieäcPt P

    12345

    Baûng 2: Tính toaùn löu löôïng vaøñöôøng ñaëc tuyeán cuûa quaït

    Thí nghieäm Pd Hd V aän toác (m/s)

    Löu löôïng (m3 /s)

    1

    2345

    Baûng 3: Ñöôûng ñaëc tuyeán cuûa oáng daãnThí nghieäm Löu löôïng

    (m3 /s)Toån thaát aÙp suaát

    oáng daãn12

    345

      2. Ñoàthòvaøkeát quûa suy t ính.V eõñoàthòñaëc tuyeán cuûa quaït vôùi caùc ñöôøng quan heä:

    Ñöôøng quan heäaùp suaát toaøn phaàn vaølöu löôïng ( H – Q ) – ñöôøng ñaëctuyeán laøm vieäc cuûa quaït.

    Ñöôøng quan heätoån thaát aùp suaát ñöôøng oáng vaølöu löôïng ( H0  – Q ) –ñöôøng ñaëc tuyeán oáng daãn.

    X aùc ñònh ñieåm laøm vieäc vaøcoâng suaát thöïc cuûa quaït.3. Baøn luaän.

    Nhaän xeùt söïmoái quan heägiöõa aùp suaát toaøn phaàn cuûa quaït vôùi löu löôïng. Ñöôøng ñaëc tuyeán cuûa quaït coùyùnghóa gì trong quaùtrình laøm vieäc cuûa

    quaït. Ñaùng giaùsöïkhaùc bieät giöõa ñöôøng ñaëc tuyeán thöïc vaøñöôøng ñaëc tuyeán lyù

    thuyeát cuûa quaït.4. Soálieäu t ính toaùn.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    32/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    32

    Ñöôøng kính oáng daãn: 49x2,4mm Haèng soáC = 12 Heäsoák = 1,726.105

    VI. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO.

    1. Traàn H uøng Duõng-Nguyeãn Vaên L uïc-Hoaøng M inh Nam-VuõBaùM inh , Caùcquaùtrình vaøthieát bòtrong coâng nghieäp hoùa chaát vaøthöïc phaåm – Taäp 1,quyeån 2 – Phaân r ieâng baèng khí ñoäng, L öïc l y taâm, B ôm, Quaït, M aùy neùn,Tính heäthoáng ñöôøng oáng, Nhaøxuaát baûn Ñ aïi Hoïc Quoác Gia, Tp.H CM ,1997.

    2. Taäp theåtaùc giaû, Soåtay quaùtrình vaøthi eát bòtrong coâng ngheähoùa chaát vaøthöïc phaåm – taäp 1, NX B khoa hoïc kyõthuaät, H aøNoäi, 1992.

    3. Nguyeãn Bin, Caùc quaùtrình vaøthieát bòtrong coâng ngheähoùa chaát vaøthöïcphaåm – Taäp 1 – Caùc quaùtrình thuûy löïc, Bôm, Quaït, M aùy neùn, NX B

    K hoa hoïc vaøK yõthuaät, HaøNoäi, 2002.

    Ñ1

    T1

    Ñ3Ñ2

    ON OFF

    P2AV P1

    V 1

    Ñ1: ñeøn baùo nguoàn ñieän vaøo Ñ3: ñeøn baùo quùa taûiÑ2: ñeøn baùo quaït ñang hoaït ñoäng V 1: van ñieàu chænh löu löôïngV : V on keá A : Ampe keáT1: coâng taéc ñieän P1: aùp keáño aùp suaát toaøn phaàn.P2: aùp keáño aùp suaát tónh.

    HÌNH 2: SÔ ÑOÀTHÍ NGHIEÄM

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    33/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    33

    BAØI 6 . BÔM LY TAÂM

    I . MUÏC ÑÍ CH THÍ NGHI EÄM.

    - Tìm hieåu phöông phaùp tính toaùn vaøchoïn caùc thoâng soácuûa bôm cho phuøhôïpvôùi ñieàu kieän kyõthuaät laép ñaët vaøvaän haønh bôm ñuùng kyõthuaät.

    - K haûo saùt ñöôøng ñaëc tính vaøñieåm laøm vieäc cuûa bôm ly taâm.- Tính coâng suaát cuûa bôm.

    I I . CÔ SÔÛLYÙTHUYEÁT.

    1. Khaùi nieäm vaøphaân loïai bôm.1.1 Khaùi nieäm:  Bôm laøloïai thieát bòñöôïc öùng duïng roäng raõi trong caùc nghaønh coângnghi eäp, duøng ñeåvaän chuyeån chaát loûng chuyeån ñoäng trong oáng. Bôm laøloïai thi eátbò chính cung caáp naêng löôïng cho chaát loûng ñeåthaéng trôûlöïc trong ñöôøng oáng khichuyeån ñoäng, naâng chaát loûng leân ñoäcao naøo ñoù, taïo löu löôïng chaûy trong thieát bòcoâng ngheä…. Naêng löôïng cuûa bôm ñöôïc laáy töøcaùc nguoàn ñoäng löïc khaùc nhau .

    1.2 Phaân l oaïi bôm:  Theo nguyeân lyùhoïat ñoäng, bôm chaát loûng ñöôïc chia l aøm 3nhoùm chính nhö sau

    * Bôm theåtích : V ieäc huùt vaøñaåy chaát loûng ra khoûi bôm nhôøsöï thay ñoåi theåtích

    cuûa khoâng gian laøm vieäc trong bôm. Do ñoùtheåtích vaøaùp suaát chaát l oûng trongbômseõthay ñoåi, seõcung caáp naêng löôïng cho chaát loûng  V ieäc thay ñoåi theåtích trong bôm coùtheådo:

    - Chuyeån ñoäng tònh tieán (bôm pi ttoâng)- Chuyeån ñoäng quay (bôm roto)

    * Bôm ñoäng l öïc : V ieäc huùt vaøñaåy chaát l oûng ra khoûi bôm nhôøsöïchuyeån ñoängquay troøn cuûa caùc bôm , khi ñoùñoäng naêng cuûa caùnh quaït seõtruyeàn vaùo chaát loûngtaïo naêng l öôïng cho doøng chaûy.

     Naêng löôïng cuûa caùnh quaït truyeàn vaøo chaát loûng coùtheådöôùi daïng :

    - Löïc ly taâm (bôm ly taâm)- Löïc ñaåy cuûa caùnh quaït (bôm höôùng truïc)- Löïc ma saùt : bôm xoùay loác

    * Bôm khí ñoäng : V ieäc huùt vaøñaåy chaát loûng ñöôïc thöïc hieän nhôøsöïthay ñoåi aùpsuaát cuûa doøng khí chuyeån ñoäng trong bôm vaøtaïo naêng löôïng cho doøng chaûy

    - Bôm ejector : V ieäc thay ñoåi aùp suaát doøng khí seõtaïo ra löïc loâi cuoán chaátloûng chuyeån ñoäng cuøng doøng khí

    - Thuøng neùn : taïo aùp suaát treân beàmaët chaát loûng nhaèm taïo cho chaát loûng coùtheánaêng caàn thieát ñeåchuyeån ñoäng

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    34/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    34

    2. Caùc thoâng soácô baûn cuûa bôm.

    - Naêng suaát cuûa bôm  : l aøtheåtích chaát loûng bôm cung caáp vaøo oáng ñaåy trong moätñôn vòthôøi gian. K yùhieäu : Q (m3 /s ; m3 /h ; l /s )

    - Coät aùp cuûa bôm : laøaùp suaát chaát loûng taïi mieäng ra oáng ñaåy cuûa bôm hay laønaêng löôïng r ieâng cuûa chaát loûng thu ñöôïc khi ñi töøoáng huùt ñeán oáng ñaåy cuûa bôm.K yùhieäu : H ( m )

      Coät aùp cuûa bôm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :  H = H 1 + H2 + H3 + H 4 + H 5  ( m ) H1 : coät aùp ñeåkhaéc phuïc chieàu cao naâng hình hoïc, m H2 : coät aùp ñeåkhaéc phuïc cheânh leäch aùp suaát ôû2 ñaàu oáng huùt vaøñaåy, m H3 : coät aùp ñeåkhaéc phuïc trôûlöïc trong oáng huùt, m H4 : coät aùp ñeåkhaéc phuïc trôûlöïc trong oáng ñaåy, m H5 : coät aùp ñeåkhaéc phuïc ñoäng naêng giöûa oáng huùt vaøoáng ñaåy, m- Coâng suaát cuûa bôm : laønaêng löôïng ti eâu hao ñeåtaïo ra löu l öôïng Q vaøcoät aùp

    cuûa bôm H . K yùhieäu : N ( K W , Hp )  Coâng suaát cuûa bôm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :

      Trong ñoù: Q : löu löôïng cuûa bôm, m3 /s  H : coät aùp cuûa bôm, m

     : khoái löôïng rieâng cuûa chaát loûng, kg/m3

     = 0,55 : hieäu suaát cuûa bôm  g : gia toác troïng tröôøng, m/s2

    3. Bôm ly taâm :

    3.1 Caáu taï o vaønguyeân lyùhoï at ñoäng : 

    -Caáu taïo: Bôm ly taâm bao goàm voûbôm 3, baùnh guoàng treân ñoùcoùcaùc caùnh höôùngdoøng. Baùnh guoàng ñöôïc gaén treân truïc truyeàn ñoäng 1,oáng huùt 4 vaøoáng ñaåy 2

    -Nguyeân lyùhoïat ñoäng: K hi baùnh guoàng quay döôùi taùc duïng cuûa löïc ly taâm chaátloûngtrong baùnh guoàng seõchuyeån ñoäng theo caùnh höôùng doøng töøtaâm baùnhguoàng ra meùp baùnh guoàng vaøtheo voûbôm ra ngoøai . V oûbôm ñöôïc caáu taïo theohình xoaén oác coùtieát dieän lôùn daàn coùtaùc duïng laøm giaûm bôùt vaän toác doøng chaûy

    vaøtaêng aùp löïc doøng chaûy. K hi chaát loûng trong baùnh guoàng chuyeån ñoäng rangoøai döôùi taùc duïng cuûa l öïc l y taâm, seûtaïo ra aùp suaát chaânkhoâng taïi taâm baùnhguoàng, do coù söïcheânh leäch aùp suaát ôûbeân ngoøai vaøtaâm baùnh guoàng

    chaát loûng seõtheo oáng huùt chuyeån ñoäng vaøo baùnh guoàng, taïo thaønh doøng chaát loûngchuyeån ñoäng l ieân tuïc trong bôm.

    . . .( )

    1000.

    Q H g N KW 

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    35/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    35

    Öu ñieåm : Bôm ly taâm ñöôïc öùng duïng roäng raõi trong coâng nghieäp vaøñôøi soáng vìcoùnhieàu öu ñieåm nhö löu löôïng ñeà, goïn nheï, toác ñoäquay lôùn neân coùtheåtröïctieáp noái vôùi ñoäng cô, ñôn giaûn ít chi tieát, l öu löôïng lôùn .

    Nhöôïc ñieåm : Phaûi moài bôm khi khôûi ñoäng, khoâng taïo ra ñöôïc aùp suaát lôùn hôn 7

    at, naêng suaát phuïthuoäc vaøo coät aùp cuûa bôm3.2 H ieän töôïng xaâm thöï c vaøchieàu cao ñaë t bôm : 

    Chaát loûng chuyeån ñoäng vaøo mieäng bôm ly taâm do aùp suaát ôûñaây thaáp hônaùp suaát khí quyeån. Ñieàu naøy ñaõtaïo ñieàu kieän cho caùc khí hoøa tan coùtrong chaátloûng boác hôi taïo ra caùc boït khí ôûmieäng huùt cuûa bôm. Caùc boït khí naøy cuøng vôùichaát loûng seõchuyeån ñoäng trong caùnh guoàng, khi ñoùaùp suaát laïi taêng leân, khí laïihoøa tan ngöôïc laïi vaøo chaát loûng. Do quaùtrình hoøa tan -ngöng tuï-hoøa tan xaûy ra raátnhanh, theåtích boït khí taêng leân vaøgiaûm ñoät ngoät daån ñeán aùp suaát trong caùc boït khícoùtheåñaït tôùi 100 - 1000 at. Hieän töôïng ñoùtaïo ra caùc va ñaäp thuûy löïc, baøo moøncaùc keát caáu k im loïai taïo ra rung ñoäng vaøtieáng oàn. Hieän töôïng naøy goïi laøhieäntöôïng xaâm thöïc. Hieän töôïng xaâm thöïc coùhaïi cho bôm do ñoùcaàn phaûi haïn cheá.

    M oät trong nhöõng bieän phaùp haïn cheáhieän töôïng xaâm thöïc l aøgiôùi haïn chieàucao huùt cuûa bôm. Chieàu cao huùt cuûa bôm ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc :

         

    )(,2..

    2

    11

    1max1   mh

    g

    vh

    g

     p

    g

     p z   t 

     

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    36/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    36

    Trong ñoù p1 : aùp suaát beåhuùt N/m2

      pt : aùp suaát hôi baûo hoøa ôûmieäng huùt N/m2

    h1 : toång trôûlöïc oáng huùt mv1 : vaän toác oáng huùt m/sh : toån thaát ma saùt do xaâm thöïc

    c : heäsoáxaâm thöïc c = 500   1000

    Chieàu cao huùt cuûa bôm phuï thuoäc vaøo nhieät ñoäcuûa chaát loûng ñöôïc ñöa ôûbaûngsau :

    Nhieät ñoä0C 10 20 30 40 50 60 65Chieàu cao huùt, m 6 5 4 3 2 1 0

    3.3 Ñaëc tuyeán cuûa bôm ly taâm : 

      * Ñaëc tuyeán lyùthuyeát cuûa bôm ly taâm:  Ñaëc tuyeán cuûa bôm l y taâm l aømoái quan heähaøm soágiöûa caùc thoâng soácuûa bômnhö : coät aùp, löu löôïng, coâng suaát, hieäu suaát khi soávoøng quay coáñònh vaøthay ñoåi .H = f (Q) ; N = f(Q),  =f (Q). Trong ñoùmoái quan heägiöûa coät aùp vaølöu löôïng laøquan troïng nhaát

    - Ñaëc tuyeán lyùthuyeát cuûa bôm ñöôïc theåhieän treân hình sau :

    Hình1: Ñaëc tuyeán l yùthuyeát cuûa bôm(V ôùi  laøgoùc nghieâng cuûa caùnh guoàng)* Ñaëc tuyeán thöïc cuûa bôm :  Trong thöïc teákhi hoïat ñoäng do soácaùnh bôm coùhaïn vaøkhi chaát loûngchuyeån ñoäng trong bôm seõcoùtoån thaát coät aùp , ñaëc bieät laøtoån thaát coät aùp taêng theotæleäbaäc hai vôùi löu löôïng . Do vaäy ñaëc tuyeán thöïc cuûa bôm seõlaønhöõng ñöôøngcong phi tuyeán nhö hình veõ:

    90o

    H

    Q

    Q

    N

    =20o

    =90o

    =160o

    mc

    Qnh ,

    ..62,53 / 4

     

      

     

    HHlt=f(Q)

    Hth=f(Q)

    >90o

    Nth=f(Q)

    N

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    37/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    37

    Hình2: Ñaëc tuyeán thöïc teácuûa bôm ly taâm

    M oái quan heälyùthuyeát gi öõa caùc giaùtrò: löu löôïng Q, coät aùp H, coâng suaát Nkhi soávoøng quay thay ñoåi ñöôïc theåhieän theo tæleä:

      Ñaëc tuyeán cuûa maïng oáng : laøñöôøng cong bieåu dieån moái quan heäHmo - Q trong ñoù:

    Q : löu löôïngHmo : toån thaát coät aùp khi chaát loûng chuyeån ñoäng trong oáng daãnHmo  = C + K Q

    2

    V ôùi:  l 16

    p1 , p2   : aùp suaát ñaàu vaøo vaøñaàu ra cuûa oángz1 , z2 : chieàu cao ñaàu vaøo vaøñaàu ra cuûa oángl = 3,3m : chieàu daøi oángd = 0,021m: ñöôøng kính oáng = 39,26 : toång heäsoátrôûlöïc cuïc boätrong oáng = 0.03 : heäsoáma saùt   : khoái löôïng rieâng cuûa löu chaát

      2.3.4 Ñieåm laøm vieäc cuûa bôm :- Giao ñieåm cuûa ñöôøng ñaëc tuyeán bôm vaømaïng oáng ñöôïc goïi laøñieåm l aøm vieäccuûa bôm trong maïng oáng- Trong quaùtrình l aøm vieäc, ñieåm laøm vieäc cuûa bôm khoâng ñöôïc pheùp naèm trong

    vuøng khoâng oån ñònh cuûa bôm

      Ñaëc tuyeán maïng oáng 1-2: V uøng laøm vieäc khoâng oån ñònh  2-3: V uøng laøm vieäc oån ñònh  A : Ñieåm laøm vieäc cuûa bôm

    ;2

    1

    2

    1

    n

    n

    Q

    Q

    2

    2

    1

    2

    1

     

      

     

    n

    n

     H 

     H 3

    2

    1

    2

    1

     

      

     

    n

    n

     N 

     N 

    2 1

    2 1( )

    .

     p pC z z

    g

    2 4

    16

    . .2

    lK 

    d d g

    H

    1

    2

    A

    Hm a x

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    38/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    38

      ñaëc tuyeán bôm

    I I I . PHÖÔNG PHAÙP THÍ NGHIEÄM.

    - M ôûcoâng taùc toång- M ôûcaùc van V 1 vaøV 2- M ôûbôm l oûng- Töøtöøkhoùa hoaøn toaøn van V 1 laïi

    - Chænh löu löôïng baèng van V 2 ôûcaùc cheáñoäkhaùc nhau- ÖÙng vôùi moåi cheáñoälöu löôïng ta ghi giaùtròaùp suaát ôûñaàu raLöu yù: khi ñeøn quaùtaûi baùo chuùng ta phaûi taét bôm ngay

    IV. PHUÙC TRÌ NH.

      4.1. Baûng keát quaûsoálieäu thí nghieäm :

    STT 1 2 3 4 5 6

    Q (m3

     /s)H (mH2O)

    4.2. Tính toaùn vaøveõñoàthò:

    - V eõñöôøng ñaëc tuyeán bôm H=f(Q), N =f(Q) vaøñöôøng ñaëc tuyeán maïng oáng- Tìm ñi eåm laøm vieäc cuûa bôm

      4.3. Baøn luaän :- Nhaän xeùt veàcaùc ñöôøng ñaëc tuyeán

    - Nhaän xeùt veàmöùc ñoätin caäy cuûa keát quaûvaøcaùc nguyeân nhaân sai soá- Döïa treân ñöôøng ñaëc tuyeán ta coùnhaän xeùt gì veàñieåm laøm vieäc cuûa bôm- Neáu öùng duïng cuûa bôm ly taâm trong ñôøi soáng cuõng nhö trong coâng

    nghieäp

    p

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    39/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    39

    1. Thuøng chöùa2. Bôm3. Löu löôïng keá4. A ùp keáV 1 , V 2 : van

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    40/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    40

    BAØI 7. KHUAÁY CHAÁT LOÛNG

    I . MUÏC ÑÍ CH THÍ NGHIEÄM .

    Khảo sát giản đồ công suất khuấy của một hệ thống khuấy đơn giản.:

    I I . CÔ SÔÛLYÙTHUYEÁT.

    2.1. Khuấy chất lỏng.

    Quá trình khuấy hệ lỏng là quá trình rất thường gặp trong công nghiệp (nhất

    là công nghiệp hoá chất và những ngành công nghiệp tương tự: công nghiệp thực

    phẩm, công nghiệp luyện kim, công nghiệp vật l iệu xây dựng, công nghiệp hoá

    dược, công nghiệp nhẹ v.v...) và trong đời sống hàng ngày.

      Quá trình khuấy có thể được thực hiện trong các ống có dòng chất lỏng chảy qua,

    trong các bơm vận chuyển, trên đĩa các tháp tinh luyện v.v... cũng như trong các

    thiết bị khuấy hoạt động nhờ năng lượng cơ học đưa vào qua cơ cấu khuấy hoặc nhờ 

    năng lượng của dòng khí nén. Trong khuôn khổ bài thí nghiệm này chúng ta nghiên

    cứu về quá tr  ình khuấy cơ học.2.2 Mục đích của khuấy.

    Quá trình khuấy cơ học

    được sử dụng nhằm mục

    đích:

    - Tạo ra các hệ đồng nhất

    từ các thể tích lỏng và lỏng

    khí rắn có tính chất thành

    phần khác nhau: dung dịch,

    nhũ tương, huyền phù, hệ

    bọt v.v...

    - Tăng cường quá tr  ình

    trao đổi nhiệt.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    41/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    41

    - Tăng cường quá tr  ình trao đổi chất bao gồm quá tr  ình truyền khối và quá trình

    hoá học

    2.3 Hệ thống thiết bị khuấy:

    2.3.1. Mô tả thiết bị:

    Chất lỏng thường được khuấy trong một thùng chứa h ình trụ tr òn. Đỉnh của thùng

    chứa có thể che kín hoặc để thông với không khí. Lượng chất lỏng trong thùng chứa

    có chiều cao thường là bằng đường kính của thùng. Một hoặc nhiều cánh khuấy .

    được lắp vào một trục khuấy, trục khuấy quay được do một motor (motor điện đôi

    khi gắn trực tiếp nhưng thường th ì được gắn vào một bộ giảm tốc (speed reducer).

    Một số bộ phận phụ có thêm vào thiết bị khuấy theo yêu cầu là vỏ áo (jacket), thiết

    bị đo nhiệt (thermowell) v.v...

    2.3.2. Các dạng cơ cấu khuấy:

    Cơ cấu khuấy thường được chia thành cơ cấu khuấy chậm và quay nhanh. Ngoàira còn có thể phân chia thành 2 loại cơ cấu khuấy: hướng kính và hướng trục.

    a) Cơ cấu khuấy nhanh gồm cơ cấu khuấy tuabin, cơ cấu khuấy chân vịt v.v... Cơ 

    cấu khuấy tuabin kín và cơ cấu khuấy tuabin hở với cánh thẳng hoặc cánh cong

    đều tạo dòng hướng kính. Cơ cấu khuấy vít tải có ống hướng và cơ cấu khuấy

    chân vịt có thể duy tr  ì được dòng hướng trục.

    Cơ cấu quay nhanh thường làm việc trong thiết bị có tấm chặn. tấm chặn sẽ tạo

    ra sự chảy xoáy chất lỏng trong thiết bị và không cho hình thành phễu

    b) Loại quay chậm gồm các cơ cấu khuấy loại bản, loại tấm, loại mỏ neo và loại

    khung. Chúng chủ yếu tạo ra dòng vòng (dòng chảy tiếp tuyến), có nghĩa là chất

    lỏng quay quanh trục thiết bị.

    c) Ngoài ra, còn có các loại cơ cấu khác như cơ cấu khuấy chấn động, cơ cấu khuấy

    cào, v.v...

      2.4. Công suất khuấy P:

     2.4.1. Đặc điểm:

     Công suất khuấy P phụ thuộc vào chế độ, đặc tính dòng trong hệ thống và vào

    kích thước h ình học của thiết bị. Các chế độ chuyển động của lưu chất là dạng

    màng, dạng rối và dạng chuyển tiếp.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    42/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    42

    Các thông số ảnh hưởng đến công suất khuấy là: những kích thước quan trọng của

    thùng chứa và cánh khuấy; độ nhớt µ và khối lượng riêng chất lỏng ρ; tốc độ cánh

    khuấy n và hằng số gia tốc trọng trường g.

    P=f(n,Da,g,µ,g,ρ)

    2.4.2. Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá quá tr  ình khuấy:

    a) Mức độ khuấy:

    Là sự phân bố tương hỗ của hai hoặc nhiều chất sau khi khuấy cả hệ.

     b) Cường độ khuấy trộn:

     Người ta thường dùng một trong các đại lượng sau đây để biểu thị cường độ

    khuấy trộn:

    - Số vòng quay n của cánh khuấy.

    - Vận tốc vòng v của đầu cánh khuấy.

    - Chuẩn số Reynolds Rek =nd2 /  ν đặc trưng cho quá tr  ình khuấy.

    - Công suất khuấy trộn riêng.

    I I I . THIEÁT BÒTHÍ NGHIEÄM

    3.1. Thiết bị thí nghiệm bao gồm.

    - Hệ thống khuấy đơn giản.

    - Bộ điều khiển điện.3.2. Phương pháp tiến hành thí nghiệm.

    1) Cho chất lỏng vào hệ thống (nước).

    2) Bật công tắc điện của hệ thống.

    3) Áp đặt tốc độ vòng quay của trục khuấy với các giá trị 300, 500, 700,

    900(rpm: vòng/phút).

    4) Ứng với mỗi giá trị tốc độ ghi lại các thông số cường độ và điện thế.

    IV. PHUÙC TRÌ NH

    4.1. Kết quả ño:

    Ghi k ết quả đo trực tiếp và suy dẫn theo bảng k ê sau:

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    43/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    43

    TNSố vòng quay n

    (rpm)

    Cường độ(A)

    Điện thế(V)

    Công suất(kW)

    Re

    1 300

    2 500

    3 700

    4 900

    4.2- Đồ thị:

    Xây dựng giản đồ công suất khuấy của khuấy bản theo chế độ dòng P = f(Re).

    4.3- Bàn luận:

    - Nhận xét về vai tr ò, ảnh hưởng của tấm chặn? Khi nào dùng tấm chặn?- Tìm hiểu về các loại cánh khuấy hiện có: nêu tên, vẽ h ình, phân loại.

    - Ứng dụng của thiết bị khuấy trong ngành công nghiệp là như thế nào? Cho nhận

    xét?

    - Nhận xét về mối liên hệ P = f(Re).

    V. TAØI LIEÄU THAM KHAÛO.

    1. Mc Cabe, W.L& Smith “ Unit operations of Chemical Engineering”, Mc Graw

    Hill.

    2. Nguyễn Minh Tuyển “Các máy khuấy trộn trong công nghiệp”.

    3. Nguyễn Văn Lụa “Giáo tr  ình QT & TB, tập 1, quyển 1”, ĐHBK Tp.HCM

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    44/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    44

    Sơ đồ thiết bị thí nghiệm

    1. Động cơ điện

    2. Hộp giảm tốc

    3. Bản khuấy 15×15, cm

    4. Trục khuấy

    5. Thùng khuấy (H = 40 cm; D = 40 cm)

    6. Bộ điều khiển

    7. Đồng hồ tốc độ vòng quay của trục8. Điện thế

    9. Cường độ

    BAØI 8.. LOÏC K HUNG BAÛN

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    45/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    45

    I . MUÏC ÑÍ CH.

    - K haûo saùt quaùtrình hoaït ñoäng cuûa maùy loïc khung baûn.-  X aùc ñònh vaän toác l oïc trung bình, thôøi gian loïc vaønaêng suaát loïc.

    I I . CÔ SÔÛLYÙTHUYEÁT.

    2.1 Nguyeân taéc laøm vieäc.

    Loïc laøquaùtr ình ñöôïc thöïc hieän ñeåphaân rieâng caùc hoãn hôïp nhôømoät vaätngaên xoáp. M oät pha ñi qua vaät ngaên xoáp coøn pha k ia ñöôïc giöõlaïi . V aät ngaên coùtheålaødaïng haït: caùt, ñaù, than; daïng sôïi nhö tô nhaân taïo, sôïi boâng, ñay, gai; daïng taámlöôùi kim loaïi ; daïng vaät ngaên nhö söùxoáp, thuûy tinh xoáp v .v ...

    Cho huyeàn phuøvaøo moät beân vaùch ngaên roài taïo ra treân beàmaët lôùp huyeànphuøP1 döôùi taùc duïng cuûa aùp suaát pha l ieân tuïc xuyeân qua caùc mao daãn treân vaùch

    ngaên chaûy qua phía beân kia, coøn pha phaân taùn bògiöõlaïi . Pha l ieân tuïc ñi qua xuyeânqua vaùch ngaên ñöôïc goïi laønöôùc l oïc, coøn pha phaân taùn bògiöõtaïo thaønh baõloïc. K hikích thöôùc pha phaân taùn l ôùn hôn kích thöôùc mao daãn thì l ôùp baõtaïo thaønh treân beàmaët vaùch ngaên vaøngöôøi ta goïi laøquaùtrình loïc taïo baõhay laøloïc beàmaët. K hi kíchthöôùc pha phaân taùn nhoûhôn kích thöôùc mao daãn thì lôùp baõtaïo thaønh trong maodaãn vaøngöôøi ta goïi laøquaùtrình laøloïc saâu.

    Cheânh leäch aùp suaát hai beân vaùch ngaên loïc ñöôïc goïi laøñoäng löïc cuûa quaùtrình loïc töùc laø:

    P = P1 - P2

    Ñoäng löïc cuûa quaùtrình l oïc coùtheåtaïo ra baèng ba caùch sau:- Duøng aùp löïc cuûa coät chaát loûng (aùp suaát thuûy tónh).- Duøng maùy bôm hay maùy neùn ñöa huyeàn phuøvaøo(loïc aùp suaát).- Duøng bôm chaân khoâng (loïc chaân khoâng).

    2.2. Phöông tr ình loïc.Naêng suaát loïc ñöôïc ñaëc tröng baèng toác ñoäloïc, nghóa l aøbaèng löôïng nöôùc

    trong thu ñöôïc trong moät ñôn vòthôøi gian ñoái vôùi moät meùt vuoâng beàmaët loïc:

    , / dV 

    W m sSd 

    trong ñoù:V - theåtích nöôùc loïc thu ñöôïc, m 3

    S - Dieän tích beàmaët vaùch ngaên loïc, m2. - Thôøi gian loïc keåtöøthôøi ñieåm ban ñaàu(töøluùc nöôùc loïc baét ñaàu chaûy)

    Quaùtrình loïc phuïthuoäc vaøo nhieàu yeáu toánhö hình daïng, k ích thöôùc haït vaøtích chaát pha phaân taùn, tính löu bieán cuûa pha l ieân tuïc, vaät l ieäu, phöông phaùp cheùtaïo vaùch ngaên loïc.

    Loïc beàmaët thöôøng ñöôïc bieåu dieãn döôùi daïng phöông trình Ñaksi döôùidaïng:

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành Máy Và Quá Trình Thiết Bị

    46/54

    KhoaùHoùa Giaùo tr ình thöïc haønh Quaùtr ình vaøthieát bò

    46

    ( )b v

    dV PV 

    Sd R R

    coøn quaùtr ình loïc saâu tuaân theo phöông trình Hagen-Poagen:4

    .

    8

    P Nr dV V 

    Sd l

    - Ñoänhôùt cuûa pha l ieân tuïc, Pa.Sr k, l k - Baùn kính vaøchieàu daøi cuûa mao daãn trong vaùch ngaên loïc, mN - Soálöôïng mao daãn treân vaùch ngaên loïc.Rb- Trôûlöïc cuûa l ôùp baõloïc, 1/mRv - Trôûlöïc vaùch ngaên loïc. 1/m

    Ñoäng löïc cuûa quaùtrình loïc P töông öùng vôùi ñaïi löôïng toån thaát aùp suaát cuûadoøng chaûy qua lôùp baõvaøvaùch ngaên :

    P = Pv + PbPb - Toån thaát aùp suaát cuûa doøng chaûy qua lôùp baõPv - Toån thaát aùp suaát cuûa doøng chaûy qua vaùch ngaên

    I I I . THIEÁT BÒLOÏC EÙP (Thieát bòloïc khung baûn)

    Thieát bòloïc ñöôïc thieát keácheátaïo ôûnhieàu daïng, nhi eàu k ieåu khaùc nhau ñeåphuøhôïp vôùi caùc ñieàu kieän cuï theårieâng bi eät. Theo quaùtrình loïc ngöôøi ta thöôøng söûduïng thieát bòloïc giaùn ñoaïn vaøthi eát bòloïc l ieân tuïc- Thi eát bò loïc giaùn ñoaïn söûduïng maùy loïc khung ba3nva2 maùy loïc eùp l oaïi ngaên,

    thieát bòloïc taám...- Thieát bò loïc l ieân tuïc thöôøng goàm caùc loaïi nhö l oïc tuùi, l oïc chaân khoâng thuøng

    quay, l oïc ñóa, loïc baêng taûi...3.1 Thieát bòloïc eùp khung baûn

    Thieát bò loïc eùp khung baûn laøm vieäc giaùn ñoaïn, huyeàn phuønhaäp vaøo l ieântuïc, nöôùc trong chaûy ra l ieân tuïc coøn baõthaùo ra theo chu kyø. Thieát bò loïc khung baûnñöôïc caáu taïo chuûyeáu l aøkhung vaøbaûn. K hung giöõvai troøchöùa baõloïc vaølaønôi cöûangoõnhaäp huyeàn phuøvaøo. Baûn loïc taïo ra beàmaët loïc vôùi caùc raõnh daãn nöôùc loïc.K hung vaøbaûn thöôøng ñöôïc cheátaïo vôùi tieát dieän vuoâng, xung quanh hình thaønh beàmaët nhaún nhoâleân taïo söïtieáp xuùc bòt kín luùc gheùp khung vaøbaûn. K hi tieán haønh l oïcngöôøi ta phaûi tieán haønh eùp chaët caùc khung baûn ñeågiöõaùp suaát

    Loïc khoâng laøm roøræra ngoaøi. Chính ví theángöôøi ta môi goïi laøthi eát bò loïc eùp. Löïceùp khung baûn caàn ñaït ñöôïc nhö sau:

    P  Q1 + Q2Q1 - Löïc aùp suaát cuûa huyeàn phuøQ2 - Löïc eùp taïi beàmaët tieáp xuùc cuûa khung vaøbaûn

    Q2 = p t.Ftpt - A ùp suaát tieáp xuùc thöôøng laáy pt3 p1(p1 aùp suaát loïc)Ft dieän tích beàmaët tieáp xuùc.

  • 8/17/2019 Giáo Trình Thực Hành M�