phúc trình cơ học lưu chất

Trần Thị Tú Nhi B2007826 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÚC TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT THỰC PHẨM (CƠ HỌC LƢU CHẤT VÀ VẬT LIỆU RỜI) Họ và tên Trần Thị Tú Nhi MSSV B2007826 Số thứ tự 55, nhóm 3 Ngày thực tập thứ 7, ngày 07052022 Cần Thơ, 16052022 Trần Thị Tú Nhi B2007826 2 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.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP BỘ MÔN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM PHÚC TRÌNH THỰC TẬP KỸ THUẬT THỰC PHẨM (CƠ HỌC LƢU 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 Trần Thị Tú Nhi B2007826 BÀI 1: XÁC ĐỊNH ĐỘ RỖNG KHỐI HẠT 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 phƣơng trình trạng thái khí lý tƣởng việc đo đạc độ rỗng khối hạt nhƣ 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) Trần Thị Tú Nhi B2007826 Thí nghiệm đƣợc thiết kế nhƣ hình trên: Gồm bình tích giống 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 trƣờng qua van Đầu tiên cho vật liệu vào đầy bình 2, bình rỗng Để cho kết đƣợc xác trƣớc đo ta phải xả hết khí ngồi, sau mở van 1, khóa van van Dùng ống bơm bơm lên đến áp suất cần đạt đƣợc, 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 đƣợc sử dụng tính tốn độ rỗng khối vật liệu V1 thể tích bình (2 bình giống nhau, bỏ qua thể tích ống dẫn) Gọi V2 thể tích phần rỗng vật liệu chứa bình Tỉ số đƣợc định nghĩa độ rỗng khối hạt (tỉ số phần khơng khí so với tổng thể tích khối hạt) Phƣơng trình trạng thái lý tƣởng với trƣờng hợp đẳng nhiệt: P1V1 – P2V1 = P2V2 (1) Từ (1) ta tính đƣợc độ rỗng Trần Thị Tú Nhi B2007826 đƣợc tính theo: Số liệu thí nghiệm: Vật liệu P1 (kg/cm2) P2 (kg/cm2) Độ rỗng Độ rỗng trung bình Đậu nành Gạo Lúa 4,47 4,59 5,11 5,16 4,79 5,04 3,09 3,17 3,55 3,59 3,15 3,17 0,4466 0,4479 0,4394 0,4373 0,5206 0,5899 0,447275734 0,438381263 0,555270142 Nhận xét - - Theo nhƣ 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 thƣớc dài, tỉ trọng nhỏ độ rỗng lớn ví dụ nhƣ hạt gạo, ngƣợc lại hạt có vỏ nhẳn, trịn, tỉ trọng lớn độ rỗng nhỏ nhƣ hạt đậu nành Đối với việc bảo quản độ rỗng hạt quan trọng, khối hạt có độ rỗng lớn khơng khí dễ dàng lƣu thơng, q trình đối lƣu khơng khí, truyền dẫn nhiệt, ẩm khối hạt đƣợc 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 Trần Thị Tú Nhi B2007826 BÀI 2: XÁC ĐỊNH TỔN THẤT NĂNG LƯỢNG KHI CHẤT LỎNG CHẢY TRONG ỐNG I Mục đích thí nghiệm - Biết cách tính tổn thất lƣợng cho hệ thống ống dẫn - Ảnh hƣởng lƣu lƣợng đến tổn thất lƣợng lƣu chất chảy hệ thống thí nghiệm - Sự khác biệt tính tốn lý thuyết thực tế hệ thống vận chuyển lƣu 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 thƣớc khác nhau, có bố trí đo, đột thu,… - Các đồng hồ áp suất hệ thống đo đạc chênh lệch áp suất đƣợc sử dụng việc đo đạc nhằm tính tốn tổn thất áp lực q trình thực thí nghiệm b Tiến hành thí nghiệm Trần Thị Tú Nhi B2007826 Các bước thực hiện:  Mở bơm nƣớc điều chỉnh lƣu lƣợng thích hợp cho thí nghiệm + Lúc đầu, mở van nhẹ, đợi cho lƣu lƣợng kế ổn định phút đọc số lƣu lƣợng (Q1) lƣu lƣợng kế (L/min) + Sau đó, điều chỉnh van tăng từ từ nhỏ lại đọc số lƣu lƣợng 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 lần lƣợt với mức lƣu lƣợng khác Kết thí nghiệm - Phƣơng trình Becnouli cho thống vận chuyển lƣu chất đƣợc 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: lƣợng cần thiết cung cấp cho hệ thống (m) - h1,2: chiều cao cột áp hai điểm (m) - : Tổn thất lƣợng (m) Số liệu thí nghiệm: P (kg/cm2) Áp kế Áp kế Áp kế Áp kế Lƣu lƣợng (m3/s) Q1=0,000312 Q2=0,000328 Q3=0,000274 Q4=0,000237 0,99 0,77 0,66 0,44 0,88 0,77 0,66 0,44 0,88 0,77 0,66 0,55 0,77 0,66 0,44 0,35 Trần Thị Tú Nhi B2007826 - Nhiệt độ ống dẫn 30oC, sử dụng bảng thông số vật lý nƣớc đƣờng bão hòa tra đƣợc: - Đƣờng kính ống dẫn 2: D = 2,5cm = 0,025m Chiều dài ống dẫn: L = 1,2m Tra bảng độ nhám thành ống ta đƣợc: 0,03mm = 3.10-5m Tính tốn tổn thất lƣợng thơng qua việc tính tốn tổn thất ma sát tổn thất cục đoạn ống dẫn So sánh kết thực tế ghi nhận tƣơng ứng với mức lƣợng - Vận tốc chất lỏng chảy ống: U = - Tính chuẩn số Reynold: Re = - Với độ nhám thành ống dẫn tính độ nhám tƣơng đối = =1,2.10-3 - Tra giản đồ Moody tìm hệ số ma sát f tính theo phƣơng trình Cole Brook Re >2000: - √ = -4log( + √ ) Có thể sử dụng phƣơng pháp chiều dài tƣơng đƣơng để tính tốn tổn thất cục ma sát theo phƣơng 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) Trần Thị Tú Nhi B2007826 Kết tính tốn: Vận tốc Tổn thất lượng (m) Lưu Chuẩn số Hệ số chảy Vị trí lượng lịng Reynold ma sát Q(m3/s) Thực tế Lý thuyết ống 0,0003 0,635601 19740,115 0,0071 0,080694 0,028067 Áp 0,0003 0,668196 20752,429 0,007 0,088365 0,030735 kế 0,0003 0,558188 17335,87 0,0073 0,063787 0,022186 1-2 0,0002 0,482812 14994,895 0,0075 0,049114 0,017083 Nhận xét - Theo thí nghiệm, ta thấy lƣu lƣợng ảnh hƣởng đến tổn thất lƣợng Khi thay đổi lƣu lƣợng tổn thất lƣợng thay đổi theo, lƣu lƣợng lớn tổn thất lƣợng lớn - Tổn thất lƣợng theo thực tế lớn lý thuyết - Tổn thất theo nhƣ 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 lƣợng xảy cách bố trí thí nghiệm ống dẫn chất lỏng làm nguyên liệu sắt để tạo gồ ghề, sét, nhám tạo va chạm với nƣớc tăng lƣu lƣợng chảy rối nƣớc làm tăng tổn thất lƣợng Trần Thị Tú Nhi B2007826 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 phƣơng trình tính toán độ nhớt nhớt kế mao quản, với dung dịch biết trƣớc độ nhớt khối lƣợng riêng tính số dụng cụ K - Từ thơng tin K sở tính tốn độ nhớt dung dịch biết trƣớc khối lƣợng riêng thời gian chảy hết lƣợng chất lỏng chứa buret II Thí nghiệm Mơ tả thí nghiệm 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 nƣớc biết trƣớc khối lƣợng riêng độ nhớt (tra bảng nhiệt độ xác định) vào nhớt kế mao quản Tính thời gian chảy hết nƣớc cất Từ thông tin độ nhớt, khối lƣợng riêng thời gian chảy tính tốn số dụng cụ K - Cho dung dịch đƣờng cần xác định độ nhớt vào buret xác định thời gian chảy hết dung dịch, xác định khối lƣợng riêng dung dịch cần xác định số dụng cụ K Từ ta xác định đƣợc độ nhớt dung dịch Trần Thị Tú Nhi B2007826 2 Kết thí nghiệm - Nhiệt độ nƣớc đo đƣợc: 29,7oC Tra thông số vật lý nƣớc ta xác định: ( - ); = 806,934*10-6 (Pa.s) Thời gian để nƣớc 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 Nƣớc Dung dịch đƣờng 20% Dung dịch đƣờng 40% Dung dịch đƣờng 60% 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 đƣợc nồng độ khác thời gian để dung dịch đƣờng 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 hƣởng nhiều đến vận chuyển lƣu chất Vì ta thấy nƣớc có độ nhớt thấp nên thời gian vận chuyển lƣu chất ngắn, cịn dung dịch đƣờng có độ nhớt cao thời gian vận chuyển lâu Trần Thị Tú Nhi B2007826 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 đƣợc định nghĩa góc hợp đƣờng 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 hƣởng 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 - Thƣớc đo góc - Các loại vật liệu - Mẫu vật: lúa, gạo, đậu nành b Tiến hành thí nghiệm - Cho vật liệu chuẩn bị với độ ẩm khác lần lƣợt vào thùng chứa 1, mở đáy cho vật liệu chảy Dùng thƣớc để đo góc tự nhiên Góc nghiên tư nhiên Mở Trần Thị Tú Nhi B2007826 2 Kết thí nghiệm Góc nghiên TT Mẫu vật tự nhiên (độ) 30 Đậu nành 30 30 40 Gạo 40 40 45 Lúa 45 45 Góc nghiên trung bình 30 40 45 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 thƣớc độ nhám vật liệu - Hình dạng dài, kích thƣớc 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 ... lƣợt với mức lƣu lƣợng khác Kết thí nghiệm - Phƣơng trình Becnouli cho thống vận chuyển lƣu chất đƣợc tính theo cơng thức (tính theo m cột chất lỏng) Với - P1,2: áp suất điểm (Pa) - U1,2: vận... thực tế hệ thống vận chuyển lƣu 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 thƣớc... 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 lƣợng xảy cách bố trí thí nghiệm ống dẫn chất lỏng làm nguyên liệu sắt để tạo