phúc trình cơ học lưu chất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÚC TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT THỰC PHẨM (CƠ HỌC LƯU CHẤT VÀ VẬT LIỆU RỜI) Họ và tên Số thứ tự 55, nhóm 3 Ngày thực tập thứ 7, ngày 07052022 Cần Thơ, 16052022 BÀI 1 XÁC ĐỊNH ĐỘ RỖNG KHỐI HẠT I Mục đích thí nghiệm Biết cách tính độ rỗng hoặc thể tích của phân rỗng có thể sử dụng trong tính toán các quá trình bảo quản, hô hấp rau quả Biết cách vận dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng trong việc.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP BỘ MÔN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÚC TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT THỰC PHẨM (CƠ HỌC LƯU CHẤT VÀ VẬT LIỆU RỜI) Họ tên: Trần Thị Tú Nhi MSSV: B2007826 Số thứ tự 55, nhóm Ngày thực tập: thứ 7, ngày 07/05/2022 Cần Thơ, 16/05/2022 BÀI 1: XÁC ĐỊNH ĐỘ RỖNG KHỐI HẠT Trần Thị Tú Nhi B2007826 I Mục đích thí nghiệm - Biết cách tính độ rỗng thể tích phân rỗng sử dụng tính tốn q trình bảo quản, hơ hấp rau - Biết cách vận dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng việc đo đạc độ rỗng khối hạt thể tích vật liệu góp phần cho việc tính tốn thơng tin liên quan đến thể tích vật liệu (tốc độ, hơ hấp,…) II Thí nghiệm Mơ tả thí nghiệm a Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm - Hai bình kim loại tích Ba van điều khiển Ống bơm Một đồng hồ đo áp suất Mẫu vật: hạt lúa, hạt gạo, hạt đậu nành b Các bước thực Hệ thống đo đạc độ rỗng khối hạt: P Van Van Van Air out Air in Bình Bình (chứa mẫu vật) Thí nghiệm thiết kế hình trên: Gồm bình tích giống Trần Thị Tú Nhi B2007826 Bình rỗng có nối với hệ thống đo áp suất máy nén Bình chứa vật liệu cần xác định độ rỗng, thơng với bình qua van thơng bên ngồi mơi trường qua van Đầu tiên cho vật liệu vào đầy bình 2, bình rỗng Để cho kết xác trước đo ta phải xả hết khí ngồi, sau mở van 1, khóa van van Dùng ống bơm bơm lên đến áp suất cần đạt được, khóa van 1, đợi đến áp suất ổn định ghi nhận áp suất P1 Sau khóa van mở van 2, đợi đến áp suất ổn định ghi nhận áp suất P2, mở van khí hết ngồi Thực lần để lấy kết Kết thí nghiệm Áp suất P1 P2 ghi nhận trạng thái sử dụng tính toán độ rỗng khối vật liệu Gọi V1 thể tích bình (2 bình giống nhau, bỏ qua thể tích ống dẫn) V2 thể tích phần rỗng vật liệu chứa bình Tỉ số định nghĩa độ rỗng khối hạt (tỉ số phần khơng khí so với tổng thể tích khối hạt) Phương trình trạng thái lý tưởng với trường hợp đẳng nhiệt: P1V1 – P2V1 = P2V2 (1) Từ (1) ta tính độ rỗng tính theo: Số liệu thí nghiệm: Trần Thị Tú Nhi B2007826 Nhận xét - - Theo kết thí nghiệm trên, ta thấy độ rỗng hạt lúa lớn nhất, tiếp đến đậu nành sau hạt gạo Những hạt có vỏ xù xì, kích thước dài, tỉ trọng nhỏ độ rỗng lớn ví dụ hạt gạo, ngược lại hạt có vỏ nhẳn, trịn, tỉ trọng lớn độ rỗng nhỏ hạt đậu nành Đối với việc bảo quản độ rỗng hạt quan trọng, khối hạt có độ rỗng lớn khơng khí dễ dàng lưu thơng, q trình đối lưu khơng khí, truyền dẫn nhiệt, ẩm khối hạt tiến hành thuận lợi Đặc biệt độ rỗng quan trọng hạt giống, độ rỗng nhỏ làm hạt hơ hấp yếm khí, làm giảm độ nảy mầm hạt BÀI 2: XÁC ĐỊNH TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG KHI CHẤT LỎNG CHẢY TRONG ỐNG Trần Thị Tú Nhi B2007826 I Mục đích thí nghiệm - Biết cách tính tổn thất lượng cho hệ thống ống dẫn - Ảnh hưởng lưu lượng đến tổn thất lượng lưu chất chảy hệ thống thí nghiệm - Sự khác biệt tính tốn lý thuyết thực tế hệ thống vận chuyển lưu chất II Thí nghiệm Mơ tả thí nghiệm a Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm - Một hệ thống vận chuyển chất lỏng theo sơ đồ - Bơm vận chuyển chất lỏng qua ống có kích thước khác nhau, có bố trí đo, đột thu,… - Các đồng hồ áp suất hệ thống đo đạc chênh lệch áp suất sử dụng việc đo đạc nhằm tính tốn tổn thất áp lực q trình thực thí nghiệm b Tiến hành thí nghiệm Các bước thực hiện:  Mở bơm nước điều chỉnh lưu lượng thích hợp cho thí nghiệm + Lúc đầu, mở van nhẹ, đợi cho lưu lượng kế ổn định phút đọc số lưu lượng (Q1) lưu lượng kế (L/min) Trần Thị Tú Nhi B2007826  + Sau đó, điều chỉnh van tăng từ từ nhỏ lại đọc số lưu lượng lúc sau (Q2, Q3, Q4, Q5) Sau hệ thống chạy ổn định phút tiến hành đọc liệu từ áp kế với P1 áp suất lớn, P2 áp suất nhỏ Thực với mức lưu lượng khác Kết thí nghiệm - Phương trình Becnouli cho thống vận chuyển lưu chất tính theo cơng thức (tính theo m cột chất lỏng) Với - P1,2: áp suất điểm (Pa) - U1,2: vận tốc chảy ống hai điểm (m/s) - W: lượng cần thiết cung cấp cho hệ thống (m) - h1,2: chiều cao cột áp hai điểm (m) - : Tổn thất lượng (m) Số liệu thí nghiệm: - Nhiệt độ ống dẫn 30oC, sử dụng bảng thông số vật lý nước đường bão hòa tra được: Trần Thị Tú Nhi B2007826 - - - Đường kính ống dẫn 2: D = 2,5cm = 0,025m Chiều dài ống dẫn: L = 1,2m Tra bảng độ nhám thành ống ta được: 0,03mm = 3.10-5m Tính tốn tổn thất lượng thơng qua việc tính toán tổn thất ma sát tổn thất cục đoạn ống dẫn So sánh kết thực tế ghi nhận tương ứng với mức lượng Vận tốc chất lỏng chảy ống: U = Tính chuẩn số Reynold: Re = Với độ nhám thành ống dẫn tính độ nhám tương đối = =1,2.10-3 Tra giản đồ Moody tìm hệ số ma sát f tính theo phương trình Cole Brook Re >2000: = -4log(+) Có thể sử dụng phương pháp chiều dài tương đương để tính tốn tổn thất cục ma sát theo phương trình Với Ltđ = chiều dài + chiều dài tổn thất (Lcb) D = 0,025m Đột thu = 20 => Lcb = 20 x 0,025 = 0,5 (m) Đột mở: = 40 => Lcb = 40 x 0,025 = (m) Co 900 = 30 => Lcb = 30 x 0,025 = 0,75 (m) => Lcb = 0,5+1+0,75 = 2,25 (m)  Ltd = 2,25 + 1,2 = 3,45 (m) Kết tính toán: Trần Thị Tú Nhi B2007826 Nhận xét - Theo thí nghiệm, ta thấy lưu lượng ảnh hưởng đến tổn thất lượng Khi thay đổi lưu lượng tổn thất lượng thay đổi theo, lưu lượng lớn tổn thất lượng lớn - Tổn thất lượng theo thực tế lớn lý thuyết - Tổn thất theo thí nghiệm ma sát thành ống dẫn gây ra, tổn thất phụ thuộc vào đặc tính chất lỏng, độ nhám ống dẫn, chế độ chảy ống dẫn - Khi chất lỏng chảy ống, tổn thất lượng ln xảy cách bố trí thí nghiệm ống dẫn chất lỏng làm nguyên liệu sắt để tạo gồ ghề, sét, nhám tạo va chạm với nước tăng lưu lượng chảy rối nước làm tăng tổn thất lượng BÀI 3: XÁC ĐỊNH ĐỘ NHỚT DUNG DỊCH BẰNG NHỚT KẾ MAO QUẢN I Mục đích - Biết cách xác định độ nhớt dung dịch buret - Dựa vào phương trình tính tốn độ nhớt nhớt kế mao quản, với dung dịch biết trước độ nhớt khối lượng riêng tính số dụng cụ K - Từ thơng tin K sở tính tốn độ nhớt dung dịch biết trước khối lượng riêng thời gian chảy hết lượng chất lỏng chứa buret II Thí nghiệm Mơ tả thí nghiệm Trần Thị Tú Nhi B2007826 a Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm - Buret - Cân điện tử - Bình định mức 50ml - Chiết quang kế - Nhiệt kế - Cốc thủy tinh b Tiến hành thí nghiệm - Cho nước biết trước khối lượng riêng độ nhớt (tra bảng nhiệt độ xác định) vào nhớt kế mao quản Tính thời gian chảy cất Từ thông tin độ nhớt, khối lượng riêng thời gian chảy tính tốn số dụng cụ K - Cho dung dịch đường cần xác định độ nhớt vào buret xác định thời gian chảy hết dung dịch, xác định khối lượng riêng dung dịch cần xác định số dụng cụ K Từ ta xác định độ nhớt dung dịch Kết thí nghiệm - Nhiệt độ nước đo được: 29,7oC Tra thông số vật lý nước ta xác định: ; = 806,934*10-6 (Pa.s) - Thời gian để nước chảy hết nhớt kế mao quản: 9,99 (s) - Hằng số dụng cụ K: suy K = = = 8,11*10-8 Số liệu thí nghiệm: TT Mẫu Nước Dung dịch đường 20% Dung dịch đường 40% Dung dịch đường 60% Trần Thị Tú Nhi B2007826 Khối lượng riêng 995,77 1086 1210 1245 Thời gian chảy(s) 99,99 10,22 11,285 13,725 Độ nhớt Hằng số K 806,934*10-6 9*10-4 1,107*10-3 1,38*10-3 8,11*10-8 Nhận xét - - Từ kết thí nghiệm trên, thấy nồng độ khác thời gian để dung dịch đường chảy hết khỏi nhớt kế mao quản khác Đối với chất lỏng phi Newton, độ nhớt chất khác nhau, cịn phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ Khi nhiệt độ thay đổi độ nhớt thay đổi Các chất lỏng khác chảy với tốc độ khác với lực tác dụng, Nồng độ lớn độ nhớt cao độ ma sát lớp chất lỏng lớn Độ nhớt ảnh hưởng nhiều đến vận chuyển lưu chất Vì ta thấy nước có độ nhớt thấp nên thời gian vận chuyển lưu chất ngắn, dung dịch đường có độ nhớt cao thời gian vận chuyển lâu BÀI 4: ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU ĐẾN GÓC NGHIÊN TỰ NHIÊN CỦA KHỐI HẠT I Mục đích - Cho thấy thay đổi góc nghiêng tự nhiên (do ma sát hạt hạt) độ ẩm vật liệu thay đổi - Góc nghiêng tự nhiên định nghĩa góc hợp đường sinh mặt phẳng trải lớp vật liệu rời mặt phẳng - Ma sát hạt hạt thay đổi trạng thái bề mặt hình thành góc nghiêng tự nhiên có ảnh hưởng đến việc thiết kế kho hệ thống vận chuyển Việc xác định góc nghiêng tự nhiên giúp tính tốn hệ thống bảo quản vận chuyển hiệu II Thí nghiệm Mơ tả thí nghiệm a Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm - Thùng chứa hình chữ nhật - Thước đo góc Trần Thị Tú Nhi B2007826 - Các loại vật liệu - Mẫu vật: lúa, gạo, đậu nành b Tiến hành thí nghiệm - Cho vật liệu chuẩn bị với độ ẩm khác vào thùng chứa 1, mở đáy cho vật liệu chảy Dùng thước để đo góc tự nhiên Góc nghiên tư nhiên Mở Kết thí nghiệm Trần Thị Tú Nhi B2007826 Nhận xét - Theo thí nghiệm trên, ta thấy góc nghiên tự nhiên hạt lúa lớn hạt đậu nành nhỏ Vì vậy, góc nghiên phụ thuộc nhiều vào hình dáng, kích thước độ nhám vật liệu - Hình dạng dài, kích thước hạt lúa lớn hạt gạo, gạo có bề mặt nhẵn lúa, lúa có độ nhám cao gạo nên góc nghiên tự nhiên lúa lớn góc nghiên tự nhiên gạo Trần Thị Tú Nhi B2007826 ... suất lớn, P2 áp suất nhỏ Thực với mức lưu lượng khác Kết thí nghiệm - Phương trình Becnouli cho thống vận chuyển lưu chất tính theo cơng thức (tính theo m cột chất lỏng) Với - P1,2: áp suất điểm... Nồng độ lớn độ nhớt cao độ ma sát lớp chất lỏng lớn Độ nhớt ảnh hưởng nhiều đến vận chuyển lưu chất Vì ta thấy nước có độ nhớt thấp nên thời gian vận chuyển lưu chất ngắn, cịn dung dịch đường có... q trình thực thí nghiệm b Tiến hành thí nghiệm Các bước thực hiện:  Mở bơm nước điều chỉnh lưu lượng thích hợp cho thí nghiệm + Lúc đầu, mở van nhẹ, đợi cho lưu lượng kế ổn định phút đọc số lưu