Phúc trình thí nghiệm quá trình thiết bị bài cột CHÊM

Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Trường Đại học Bách Khoa Khoa Kỹ thuật Hóa học BỘ MƠN Q TRÌNH & THIẾT BỊ Phúc trình thí nghiệm Q trình & Thiết bị Bài: CỘT CHÊM Năm học 2021 – 2022 download by : skknchat@gmail.com download by : skknchat@gmail.com I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THƠ G L=0 (%) II Pck 10 20 30 40 19 50 27 60 33 70 50 80 64 90 78 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm cột khơ a Các thơng số, cơng thức tính tốn  Tính fck cơng thức f = ck  3.8 ℜck0.2 Tính Reck cơng thức ℜck= Trong  aμ G độ nhớt dịng khí, kg/m.s Lưu lượng khí: G ( kg )=G % × ρk × 0.286 m2 s60 × F Với k khối lượng riêng dịng khí 25oC F tiết diện cột chêm, tính cơng thức F= π d2 = π × 0.092 =0.0064(m¿¿ 2)¿ b Các trị số kết cột khô download by : skknchat@gmail.com G G% (kg/m2.s) 10 0.0873 20 0.1746 30 0.2619 40 0.3492 50 0.4365 60 0.5237 70 0.6110 80 0.6983 90 0.7856 c Đồ thị Log(DPck/Z) theo LogG -1.200 download by : skknchat@gmail.com Log(f) theo Log(Re) L=0 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 1.600 Thí nghiệm cột ướt a Các thơng số, cơng thức tính tốn  Tính fcư cơng thức f Trong  cư =σ f ck tính cơng thức ∆ Pcư =σ ∆ Pck Tính ReL cơng thức ℜL= 4G L Fa μL Trong  L độ nhớt dịng khí, kg/m.s Lưu lượng lỏng L Với L (kgs )= L(GPM) × ρ L × 4.586 60×1000 khối lượng riêng dòng lỏng 25 oC b Các trị số kết cột ướt L=0.2 G G% (kg/m2.s) 10 0.0873 20 0.1746 30 0.2619 40 0.3492 download by : skknchat@gmail.com 50 0.4365 60 0.5237 70 0.6110 80 0.6983 90 0.7856 Đồ thị Log(Dpcu) theo G L=0.2 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.0000 Log(f) theo Log(Re) L=0.2 1.600 1.400 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 1.60 download by : skknchat@gmail.com L=0.4 G% G (kg/m2.s) 10 0.0873 20 0.1746 30 0.2619 40 0.3492 50 0.4365 60 0.5237 70 0.6110 80 0.6983 90 0.7856 Đồ thị Log(Dpcu) theo G L=0.4 4.000 3.500 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 0.500 0.000 0.0000 L=1.2 G G% (kg/m2.s) 10 0.0873 20 0.1746 30 0.2619 40 0.3492 50 0.4365 Đồ thị Log(Dpcu) theo G L=1.2 4.00 3.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.0500 Log(f) theo Log(Re) L=1.2 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 1.60 10 download by : skknchat@gmail.com L=1.4 G G% (kg/m2.s) 10 0.0873 20 0.1746 30 0.2619 Đồ thị 3 2 1 0 Log(f) theo Log(Re) L=1.4 1.80 1.60 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 1.60 11 download by : skknchat@gmail.com L=1.6 G% G (kg/m2.s) 10 0.0873 20 0.1746 Đồ thị Log(Dpcu) theo G L=1.6 3.00 2.90 2.80 2.70 2.60 2.50 2.40 2.30 2.20 0.0800 Log(f) theo Log(Re) L=1.6 1.75 1.70 1.65 1.60 1.55 1.50 1.45 1.65 12 download by : skknchat@gmail.com L=1.8 G% G (kg/m2.s) 10 0.0873 20 0.1746 Đồ thị Log(Dpcu) theo G L=1.8 3.00 2.90 2.80 2.70 2.60 2.50 2.40 2.30 0.0800 Log(f) theo Log(Re) L=1.8 a 13 download by : skknchat@gmail.com Bảng kết L G* (%) 0.6 70 0.8 60 50 1.2 50 1.4 30 1.6 20 1.8 20 b Các kết quả, hệ thức thực nghiệm 14 download by : skknchat@gmail.com 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.000 Mối liên hệ Log( Pck/Z) theo LogG Log( Pcư/Z) theo G L=0.2 Log( Pcư/Z) theo G L=0.4 Log( Pcư/Z) theo G L=0.6 Log( Pcư/Z) theo G L=0.8 Log( Pcư/Z) theo G L=1 Log( Pcư/Z) theo G L=1.2 Log( Pcư/Z) theo G L=1.4 Log( Pcư/Z) theo G L=1.6 Log( Pcư/Z) theo G L=1.8 Log(fck) theo Log(Rec) Log(fcư) theo Log(Rec) L=0.2 Log(fcư) theo Log(Rec) L=0.4 Log(fcư) theo Log(Rec) L=0.6 Log(fcư) theo Log(Rec) L=0.8 Log(fcư) theo Log(Rec) L=1 Log(fcư) theo Log(Rec) L=1.2 Log(fcư) theo Log(Rec) L=1.4 Log(fcư) theo Log(Rec) L=1.6 Log(fcư) theo Log(Rec) L=1.8 15 download by : skknchat@gmail.com Log( ) theo L G=10% Log( ) theo L G=20% Log( ) theo L G=30% Log( ) theo L G=40% Log( ) theo L G=50% III BÀN LUẬN Nhận xét kết thí nghiệm thơ Theo bảng kết thí nghiệm thơ, ta thấy độ giảm áp cột khô nhỏ độ giảm áp cột ướt Ta thấy tăng lưu lượng dịng lỏng lên tăng vọt độ giảm áp lại nhanh:  Ở L=0.6, độ giảm áp tăng vọt G = 70%  Ở L=0.8, độ giảm áp tăng vọt G = 60%  Ở L=1, độ giảm áp tăng vọt G = 50%  Ở L=1.2, độ giảm áp tăng vọt G = 50%  Ở L=1.4, độ giảm áp tăng vọt G = 30%  Ở L=1.6, độ giảm áp tăng vọt G = 20% → LưuỞL=1lượng.8,độlỏnggiảmcàngáp lớntăgthìvọcộttại càngG= 20%nhanh bị ngập lụt Ảnh hưởng G lên độ giảm áp cột khô cột ướt Theo lý thuyết, cột khơ, q trình túy dịng khí vượt qua hệ thống chêm xếp ngẫu nhiên bị trở lực Do đó, độ giảm áp đơn vị chiều cao cột phụ thuộc tuyến tính vào lưu lượng dịng khí Tuy nhiên, thí nghiệm ta thấy đồ thị Log( Pck/Z) theo LogG có hệ số tương quan thấp (R=0.9017) nên đồ thị nhiều điểm gấp khúc khơng tuyến tính theo lý thuyết, nhìn chung dáng đồ thị ko khác biệt Khi có dòng lỏng xối xuống, chất lỏng vừa len lỏi miếng chêm vừa chiếm lỗ xốp chêm, tạo cấu trúc giảm áp không đặn từ xuống Lúc này, khoảng trống vật chêm bị thu hẹp lại Dịng khí di chuyển khó khăn phần thể tích tự vật chêm bị lượng chất lỏng chiếm Chính vậy, dịng khí thổi vào tâm cột gặp tương tác 16 download by : skknchat@gmail.com khơng với dịng lỏng tăng nhanh lên cao, thể phụ thuộc hàm lũy thừa (số mũ khoảng từ 1,8 đến 2,0): ∆ Pck =α Gn Với n=1.8 →2.0 Khi tăng vận tốc dịng khí lên, ảnh hưởng cản trở dòng lỏng tăng đặn trị số tới hạn vận tốc khí, lúc độ giảm áp dịng khí tăng vọt lên Điểm ứng với trị số tới hạn vận tốc khí gọi điểm gia trọng Nếu tiếp tục tăng vận tốc khí trị số tới hạn này, ảnh hưởng cản trở hỗ tương dịng lỏng dịng khí lớn, Pc tăng mau chóng khơng theo phương trình Dịng lỏng lúc chảy xuống khó khăn, cột điểm lụt Theo đồ thị Log( Pcư/Z) theo LogG, ta thấy đường biểu diễn cột ướt tương hợp tốt với hàm đa thức bậc mà lý thuyết nhận định, nhiên lại khó để nhận dạng điểm gia trọng (điểm mà độ dốc hàm thay đổi đột ngột) Mục đích cách sử dụng giản đồ f theo Re Giản đồ f theo Re xây dựng để biểu diễn phụ thuộc trở lực cột vào lưu lượng dịng khí (khi dòng lỏng cố định lưu lượng) Khi lưu lượng dịng khí tăng cịn lưu lượng dịng lỏng cố định trở lực phải tăng lên Tương tự, với lưu lượng khí mà lưu lượng lỏng tăng lên trở lực phải tăng Tuy nhiên, nhìn vào đồ thị Logf theo LogRe, tất trường hợp cột khô cột ướt, lưu lượng khí G từ 0.0873 đến 0.2619 trở lực giảm dần Nhưng trường hợp sau giảm đột ngột trở lực bắt đầu tăng lại khơng Điều sai số trình vận hành tính tốn thí nghiệm Sự liên hệ đối tượng khảo sát có theo dự đốn khơng? Nếu khơng giải thích lý Các đại lượng khảo sát thí nghiệm nhìn chung có mối liên hệ chưa tốt, thơng qua số liệu thí nghiệm thu Cụ thể: - Log(ΔPck/Z)_logG cho kết đồ thị đường thẳng gần tuyến tính, phù hợp với lý thuyết - Log(ΔPcư/Z)_G: theo lý thuyết chia làm phần rõ rệt, phần chế độ chảy màng độ, phần lại chế độ nhũ tương Tuy nhiên thí nghiệm này, điểm phân chia phần khơng rõ ràng, khó xác định Sai lệch sai sót q trình thí nghiệm Q trình 17 download by : skknchat@gmail.com khảo sát kết thúc cột lụt nhằm tránh việc khí lơi lỏng lên đỉnh cột, bắn ngồi gây chập điện nên thí nghiệm tất đường biểu diễn kết thúc điểm lụt (hay điểm sặc) cột ứng với lưu lượng lỏng xác định trước - Logf _LogRe: đường biểu diễu không phù hợp với mơ hình hồi quy tuyến tính đề - Logσ_L: đường biểu diễuΩ=0cho.084sự tươngnhưlýhợpthuyrấếtkémđãnêusovới mơ hình hồi quy tuyến tính hệ số góc Sai lệch so với lý thuyết thí nghiệm sai số lớn vận hành khống chế trình xảy cột Cũng nguyên nhân khách quan bơm, quạt, khơng hay đọc áp suất chưa xác IV TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình Truyền Khối, GS.TSKH Nguyễn Bin, Đại học Bách Khoa Hà Nội [2] Truyền Khối, Vũ Bá Minh, Đại học Bách Khoa TpHCM 18 download by : skknchat@gmail.com ... LưuỞL=1lượng.8,độlỏnggiảmcàngáp lớntăgthìvọcộttại càngG= 20%nhanh bị ngập lụt Ảnh hưởng G lên độ giảm áp cột khô cột ướt Theo lý thuyết, cột khơ, q trình túy dịng khí vượt qua hệ thống chêm xếp ngẫu nhiên bị trở lực Do đó,... tương Tuy nhiên thí nghiệm này, điểm phân chia phần khơng rõ ràng, khó xác định Sai lệch sai sót q trình thí nghiệm Quá trình 17 download by : skknchat@gmail.com khảo sát kết thúc cột lụt nhằm tránh... download by : skknchat@gmail.com I KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THÔ G L=0 (%) II Pck 10 20 30 40 19 50 27 60 33 70 50 80 64 90 78 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Thí nghiệm cột khơ a Các thơng số, cơng thức tính tốn