PHÚC TRÌNH THÍ NGHIỆM kĩ THUẬT hóa học THỰC HÀNH hệ THỐNG THÍ NGHIỆM xác ĐỊNH TRỞ lực của ĐƯỜNG ỐNG và CHẾ độ CHẢY của CHẤT LỎNG

TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM - - PHÚC TRÌNH THÍ NGHIỆM KĨ THUẬT HĨA HỌC THỰC HÀNH HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TRỞ LỰC CỦA ĐƯỜNG ỐNG VÀ CHẾ ĐỘ CHẢY CỦA CHẤT LỎNG Cán hướng dẫn: KS Dương Huỳnh Thanh Linh Sinh viên thực hiện: Nhóm Lơp : K7LHD Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2019 MỤC LỤC DANH MỤC HINH ANH DANH MỤC BANG BIỂU MỤỤ̣C ĐÍCH THI NGHIÊM NÔI DUNG THI NGHIÊM .3 2.1 Xác định trở lực đường ống (độ tổn thất áp suất) theo lưu lượng thiết bị đo điện tử mặt tủ điện 2.2 Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng dụng cụ đo lưu lượng 3 PHÚC TRÌNH 3.1 Số liệu thô .4 3.3 Đồ thị 14 3.4 Bàn luận 17 3.5 Câu hỏi chuẩn bi 19 TAI LIÊU THAM KHAO 28 Hình : Đơ thi chảy DANH MỤC HINH ANH Hình : Đơ thi chảả̉y q độ λ = Hình : Đơ Thi Q = f(∆ Hình 4: Đơ thi chảy rôi λ = 0.25/((lg3.7d/e)^2) Hình : Đơ thi chảy rơi λ = 1/(3.24[((log6.8/Re+e)]^2 DANH MỤC BANG BIỂU Bảng 3.1: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng thiết bị đo điện tử Bảng 3.2: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng lưu lượng kế Bảng 3.3: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng đồng hồ nước Bảng 3.4: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng cách đo độ giảả̉m chiều cao mực nước Bảng 3.5: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng thiết bị đo điện tử Bảng 3.6: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng lưu lượng kế Bảng 3.7: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng đồng hồ nước Bảng 3.8: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng cách đo độ giảả̉m chiều cao mực nước Bảng 3.9: Hệ số ma sát ống dẫn xác định thiết bị đo điện tử MỤỤ̣C ĐÍCH THI NGHIÊM Khảả̉o sát va so sánh phương tiện đo mức (trực quan, đồng hồ hiển thị số HydroStatic Pressure Transmitter) Khảả̉o sát va so sánh phương tiện đo lưu lượng (Vbồn chứa/t; Vđồng hồ/t; Float Flowmeter; Flow Transmitter) Khảả̉o sát va so sánh phương tiện đo áp suất (đồng hồ kim; Ống chữ U; đồng hồ hiển thị số - Pressure Transmitter) Khảả̉o sát so sánh trở lực ống dẫn, co 90o, van theo vận tốc dịng chảả̉y Khảả̉o sát phương trình Bernoulli Lam quen vơi sơ đô va nguyên tắc vân hanh thông xac đinh chê đô chảy cua chất lỏả̉ng Xac đinh chuẩn sơ Reynolds cua cac chê chảy NƠI DUNG THI NGHIÊM 2.1 Xác định trở lực đường ống (độ tổn thất áp suất) theo lưu lượng thiết bị đo điện tử mặt tủ điện Điều chỉnh lưu lượng nước khoảả̉ng 20 l/min Đợi khoảả̉ng 20 giây cho hệ thống hoạt động ổn định Sử dụng thiết bị chụp hình để ghi nhận tất cảả̉ số liệu hiển thị mặt tủ điện thời điểm để hạn chế sai số Ghi nhận số liệu lầầ̀n khảả̉o sát 10 lầầ̀n lấy giá trị trung bình Ở lưu lượng nước, lầầ̀n lượt nhấn nút mở van solenoid đường ống tiếp theo, thời gian chờ để hệ thống ổn định lầầ̀n thay đổi đường ống khảả̉o sát 20 giây 2.2 Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng dụng cụ đo lưu lượng Đo lưu lượng lưu lượng kế, đồng hồ nước độ giảả̉m chiều cao mực nước theo thời gian Đo tổn thất áp suất ống chữ U 3 PHÚC TRÌNH Số liệu thơ Bảng 3.1: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng thiết bị đo điện tử Tên đường ống Smooth Pipe Ø21 Rough Pipe Ø21 Smooth Pipe Ø34 Elbow 90o Globe valve Bảng 3.2: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng lưu lượng kế Tên đường ống Smooth Pipe Ø21 Rough Pipe Ø21 Smooth Pipe Ø34 Elbow 90o Globe valve Bảng 3.3: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng đồng hồ nước + Ta có : V bồn chứa = 100 lít = 0.1 m3 Chiều cao H =1m + Do đó: Đường kính bồn chứa: D = 0.36 m Tiết diện bồn chứa: S = 0.1 m2 Tên dụn V( τ T( Pin ( Pout Bảng 3.4: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng cách đo độ giảả̉m chiều cao mực nước - Đường kính bồn chứa: D = 0.36 m - Tiết diện bồn chứa: S = 0.1 m2 Tên dụng cụ đo Hhigh (mm) Hlow (mm) τ (s) T (oC) Pin (bar) Pout (bar) 3.2 Số liệu sau xử lý Bảng 3.5: Xác định trở lực đường ống theo lưu lượng thiết bị đo điện tử Tên đường ống Smooth Pipe Ø21 Rough Pipe Ø21 d Đồ thị hàm số chảả̉y rối 0.0310 0.0300 0.0240 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Hình 4: Đơ thi chảy rơi λ = 0.25/((lg3.7d/e)^2) e Đồ thị hàm số chảả̉y rối 0.000 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Hình : Đô thi chảy rôi λ = 1/(3.24[((log6.8/Re+e)]^2 16 3.4 Bàn luận a Nhận xét giản đồ so sánh với kết sách Đối với đồ thị biểu diễn mối quan hệ Q theo ∆ P : Khi lưu lượng Q tăng trở lực đương ống tăng theo phù hợp so với lý thuyết, lưu lượng chảả̉y nhanh hệ số màng chắắ́n tốt Trở lực dòng chảả̉y qua ống Elbow 90 độ lớn nhất, dịng chảả̉y qua ống smooth 21 có trở lực nhỏả̉ Đường biểu diễn mối quan hệ Q ∆ Pcủa dòng chảả̉y qua ống smooth 21 tuyến tính Tuy nhiên, với đường ống khác lưu lượng Q tăng, trở lực biến thiên không đồng lúc tăng lúc giảả̉m không Đối với đồ thị biểu diễn mối quan hệ Re hệ số ma sát ống: Mỗi ống có đặc thù riêng đường cong thành ống không đều, không xác, hệ số ma sát thay đổi theo vị trí tốc độ dịng chảả̉y b Nhận xét mức tin cậy kết nguyên nhân sai số? Mức độ tin cậy: Trong đồ thị bảả̉ng số liệu sau xử lý thống kê hàm tuyến tính gầầ̀n tiến sát một, điều chứng tỏả̉ số liệu gầầ̀n với lí thuyết, phầầ̀n trăm số chấp nhận phầầ̀n máy cũ, phầầ̀n sai số thao tác Các nguyên nhân gây sai số: Sai số hệ thống Sai số ngẫu nhiên: thể độ lệch chuẩả̉n, biểu thị độ phân tán kết quảả̉ đo có nghĩa độ lặp lại phéo đo Nó thay đổi ngẫu nhiên tùy thuộc phương pháp đo lường, điều kiện đo lường, độ lớn đại lượng đo vào cá nhân người đo lường 17 Thao tác làm chưa kỹ thuật Trong q trình tính tốn làm trịn số khơng xác Qua trinh chup ảnh ghi sô liêu chưa thât sư đung vơi thơi điêm cần chup 18 3.5 Câu hỏi chuẩn bi Nêu phương pháp làm giảm trở lực đường ống dẫn? Trở lực đường ống dẫn tính theo cơng thức: ∑ l ν ν2 h=λ d g +∑ξ g Để làm giảả̉m trở lực ta thực hiện: Giảả̉m vận tốc dòng chảả̉y Tăng kích thước đường ống Giảả̉m độ nham thành ống Giảả̉m chiều dài đường ống Nêu đặc điểm áp suất thuỷ tỉnh (ASTT) Trong chất lỏả̉ng tĩnh lực mặt có thành phầầ̀n theo phương pháp tuyến với mặt tiếp xúc Ứng suất lực mặt gọi áp suất thủy tĩnh, kí hiệu p: p=lim ω→0 p ω Áp suất thủy tĩnh có tính chất: Áp suất thủy tĩnh tác dụng thẳng góc với diện tích chịu lực hướng vào bên diện tích Trị số áp suất thủy tĩnh điểm không phụ thuộc hướng đặt diện tích chịu lực điểm Hiện tượng xâm thực gì? Ngun nhân tác hại sao? Hiện tượng xâm thực: Khi chất lỏả̉ng chuyển động vào miệng bơm ly tâm, áp suất thấp áp suất khí nên tạo điều kiện cho khí hịa tan chất lỏả̉ng bốc tạo bọt khí miệng hút bơm Các bọt khí chất lỏả̉ng chuyển động cánh guồng Khi áp suất lại tăng lên, khí lại hịa tan ngược vào chất lỏả̉ng Do trình bay – 19 ngưng tụ - hịa tan khí xảả̉y nhanh, thể tích bọt khí tăng lên giảả̉m đột ngột, dẫn đến áp suất bọt khí đạt tới 100-1000at Hiện tượng gọi tượng xâm thực Hiện tượng xâm thực tạo va đập thủy lực, bào mòn kết cấu kim loại, tạo rung động tiếng ồn Hiện tượng xâm thực có hại cho bơm cầầ̀n phảả̉i hạn chế Cách khắc phục: Giới hạn chiều cao hút bơm Xét nhiệt hóa nơi đặt bơm phù hợp chưa Giảả̉m thiểu tối đa trở lực đường ống hút Tăng áp lực hút cách giảả̉m chiều cao miệng hút bơm Nêu công dụng (chức năng) bầu khí hệ thống bơm pittong Khi bơm có lưu lượng lớn lực qn tính lớn, dẫn đến tổn thất lực quán tính lớn, để giảả̉m tổn thất bơm pittong thường thiết kế bầầ̀u khí ống hút ống đẩả̉y bơm Bầầ̀u khí cấu tạo hộp kín có chứa khí đặt đầầ̀u hút đầầ̀u đẩả̉y bơm Khi bơm hút đẩả̉y chất lỏả̉ng, phầầ̀n chất lỏả̉ng vào bầầ̀u khí chứa nén khí bầầ̀u khí Khi áp lực dòng chảả̉y giảả̉m dầầ̀n (thấp áp lực khí bầầ̀u khí) phầầ̀n chất lỏả̉ng bầầ̀u khí chảả̉y hòa chung với dòng chảả̉y làm tăng độ điều hòa dòng chảả̉y, giảả̉m bớt lực quán tính dịng chảả̉y Chiều dài tương đương van, cut, tê hay chỗ có trở lực cục định nghĩa nào? Chiều dài tương đương phận chiều dài đạon ống thẳng có trở lực ma sát trở lực cục phận gay Có loại bơm? Kể tên, phạm vi giới hạn ứng dụng Có loại bơm Bơm thể tích: Chất lỏả̉ng hút khỏả̉i bơm thay đổi thể tích nhờ phận chuyển động tịnh tiến hay quay, áp suất chất lỏả̉ng tăng lean Dùng cơng nghệ hố học, dầầ̀u khí …… 20 Loại có: bơm pittơng, bơm khía, bơm cánh trượt, bơm trục vít, bơm màng Bơm ly tâm: lượng áp suất chất lỏả̉ng tăng lên nhờ lực ly tâm tạo chất lỏả̉ng guồng quay Dùng bơm nước, vận chuyển chất lỏả̉ng… Loại có: Bơm hướng trục, bơm xốy lốc Bơm khơng có dẫn động: gồm số loại bơm đặc biệt: bơm tia, bơm sục khí, thùng nén, Xyphông… Khi can ghép nối tiếp, song song Vẽ đường đặc tính bơm cho trường hợp Ghép bơm làm việc nối tiếp: cầầ̀n giữ nguyên lưu lượng tăng cột áp Trên đồ thị 1: Điểm A1 điểm làm việc riêng lẻ bơm với cột áp H1 Điểm A2 điểm làm việc ghép bơm nối tiếp Ghép bơm làm việc song song: cầầ̀n giữ nguyên cột áp tăng lưu lượng Trên đồ thị 2: Điểm A1 điểm làm việc riêng lẻ bơm với lưu lượng Q1 Điểm A2 điểm làm việc bơm với lưu lượng Q1-2, đây: Q1-2 < 2Q1 H A A A2 A A1 A Q Đường đa ëc tính bơm ghe ùp nố tie áp Đường đa ëc tính bơm ghe ùp s ong s ong Chiều cao hút bơm gì? Tại chiều cao lại bị giới hạn giới hạn tối đa bao nhiêu? Chiều cao hút bơm chiều cao đặt bơm 21 Chiều cao hút bơm phảả̉i bị giới hạn chiều cao hút lớn xảả̉y tượng xâm thực Chiều cao hút bơm xác định theo công thức: p z ≤ max [ − ρg ] v2 p t + ∑h + ρg 1 +Δh (m) 2g + Trong đó: p1: áp suất bể hút(N/m2) pt: áp suất bão hoà miệng hút(N/m2) h1: tổng trở lực ống hút (m) v1: vận tốc ống hút (m/s) Δh: tổn thất ma sát xâm thực Δ h= ( C: hệ số xâm thực C= 500 ÷ 1000 Giới hạn tối đa chiều cao hút Nhiệ Chiề Đôi với bảả̉ng tra cứu người ta thường đưa chiều cao hút chân không nước nhiệt độ 200C áp suất khí 10 mmH 2O Tuy nhiên để loại trừ khảả̉ dao động bơm nên giảả̉m chiều cao hút khoảả̉ng đến 1,5 m so với giá trị bảả̉ng Dựa vào chi tiết bơm để phân biệt bớm cao áp bơm thường? Phân biệt dựa vào cánh guồng bơm 22 10 Các số liệu đo thí nghiệm dịng chảy lưu chất có ổn định khơng? Tại sao? Trong thí nghiệm dịng chảả̉y lưu chất khơng định vì: Bơm cung cấp lưu lượng không ổn định Nhiệt độ chất lỏả̉ng tăng dầầ̀n q trình thí nghiệm 11 Ngun tắc đo lưu lượng lưu lượng kế màng chắn ventury? Ơ đo trực tiếp hay gián tiếp? Nguyên tắắ́c chung hai dụng cụ dùng giảả̉m áp suất lưu chất chảả̉y qua chúng để đo lưu lượng Vận tốc trung bình vị trí sau ống tính theo cơng thức tổng kê lượng: V =C√ ( ΔP ) γ1−β Trong đó: C: hệ số màng chắắ́n venturi, tùy thuộc vào chế độ chảả̉y Re ΔP: Độ giảả̉m áp suất qua màng chắắ́n hay venturi, N/m2 γ : Trọng lượng riêng lưu chất, N/m3 β= d d : Tỉ số đường kính cổ venturi hay đường kính lỗ màng chắắ́n đường kính ống Q=V A =V A Do lưu lượng qua màng chắắ́n hay qua venturi: 2 1 Phép đo lưu lượng phép đo gián tiếp thông qua độ giảả̉m áp cột nước 12 Có loại van? Vẽ đặc tuyến riêng vài loại van sử dụng hệ thống cấp thoát nước mà em học biết? Có loại van: 23 Van kim: sử dụng để đo, chỉnh áp suất dùng phịng thí nghiệm, dụng cụ đo mục đích điều chỉnh áp suất lưu lượng Van cửa: để đóng, mở, lưu thơng Ưng dụng đời sống, xí nghiệp chế biến thực phẩả̉m Van cầầ̀u: ứng dụng nồi Trong bể chứa nước lớn cơng nghiệp 13 Các cơng thức tính hệ số ma sát phụ thuộc vào Re Chế độ chảả̉y dòng Re < 2320 Α λ= R e Trong Re = dtd / Chế độ chảả̉y độ 2320